arch/i386/kernel/process.c

   1 /*
   2  *  linux/arch/i386/kernel/process.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   5  *
   6  *  Pentium III FXSR, SSE support
   7  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
   8  */
   9
  10 /*
  11  * This file handles the architecture-dependent parts of process handling..
  12  */
  13
  14 #include <stdarg.h>
  15
  16 #include <linux/cpu.h>
  17 #include <linux/errno.h>
  18 #include <linux/sched.h>
  19 #include <linux/fs.h>
  20 #include <linux/kernel.h>
  21 #include <linux/mm.h>
  22 #include <linux/elfcore.h>
  23 #include <linux/smp.h>
  24 #include <linux/smp_lock.h>
  25 #include <linux/stddef.h>
  26 #include <linux/slab.h>
  27 #include <linux/vmalloc.h>
  28 #include <linux/user.h>
  29 #include <linux/a.out.h>
  30 #include <linux/interrupt.h>
  31 #include <linux/utsname.h>
  32 #include <linux/delay.h>
  33 #include <linux/reboot.h>
  34 #include <linux/init.h>
  35 #include <linux/mc146818rtc.h>
  36 #include <linux/module.h>
  37 #include <linux/kallsyms.h>
  38 #include <linux/ptrace.h>
  39 #include <linux/random.h>
  40 #include <linux/personality.h>
  41
  42 #include <asm/uaccess.h>
  43 #include <asm/pgtable.h>
  44 #include <asm/system.h>
  45 #include <asm/io.h>
  46 #include <asm/ldt.h>
  47 #include <asm/processor.h>
  48 #include <asm/i387.h>
  49 #include <asm/desc.h>
  50 #include <asm/vm86.h>
  51 #include <asm/idle.h>
  52 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
  53 #include <asm/math_emu.h>
  54 #endif
  55
  56 #include <linux/err.h>
  57
  58 #include <asm/tlbflush.h>
  59 #include <asm/cpu.h>
  60 #include <asm/pda.h>
  61
  62 asmlinkage void ret_from_fork(void) __asm__("ret_from_fork");
  63
  64 static int hlt_counter;
  65
  66 unsigned long boot_option_idle_override = 0;
  67 EXPORT_SYMBOL(boot_option_idle_override);
  68
  69 /*
  70  * Return saved PC of a blocked thread.
  71  */
  72 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
  73 {
  74         return ((unsigned long *)tsk->thread.esp)[3];
  75 }
  76
  77 /*
  78  * Powermanagement idle function, if any..
  79  */
  80 void (*pm_idle)(void);
  81 EXPORT_SYMBOL(pm_idle);
  82 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, cpu_idle_state);
  83
  84 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(idle_notifier);
  85
  86 void idle_notifier_register(struct notifier_block *n)
  87 {
  88         atomic_notifier_chain_register(&idle_notifier, n);
  89 }
  90
  91 void idle_notifier_unregister(struct notifier_block *n)
  92 {
  93         atomic_notifier_chain_unregister(&idle_notifier, n);
  94 }
  95
  96 static DEFINE_PER_CPU(volatile unsigned long, idle_state);
  97
  98 void enter_idle(void)
  99 {
 100         /* needs to be atomic w.r.t. interrupts, not against other CPUs */
 101         __set_bit(0, &__get_cpu_var(idle_state));
 102         atomic_notifier_call_chain(&idle_notifier, IDLE_START, NULL);
 103 }
 104
 105 static void __exit_idle(void)
 106 {
 107         /* needs to be atomic w.r.t. interrupts, not against other CPUs */
 108         if (__test_and_clear_bit(0, &__get_cpu_var(idle_state)) == 0)
 109                 return;
 110         atomic_notifier_call_chain(&idle_notifier, IDLE_END, NULL);
 111 }
 112
 113 void exit_idle(void)
 114 {
 115         if (current->pid)
 116                 return;
 117         __exit_idle();
 118 }
 119
 120 void disable_hlt(void)
 121 {
 122         hlt_counter++;
 123 }
 124
 125 EXPORT_SYMBOL(disable_hlt);
 126
 127 void enable_hlt(void)
 128 {
 129         hlt_counter--;
 130 }
 131
 132 EXPORT_SYMBOL(enable_hlt);
 133
 134 /*
 135  * We use this if we don't have any better
 136  * idle routine..
 137  */
 138 void default_idle(void)
 139 {
 140         if (!hlt_counter && boot_cpu_data.hlt_works_ok) {
 141                 current_thread_info()->status &= ~TS_POLLING;
 142                 /*
 143                  * TS_POLLING-cleared state must be visible before we
 144                  * test NEED_RESCHED:
 145                  */
 146                 smp_mb();
 147
 148                 local_irq_disable();
 149                 if (!need_resched())
 150                         safe_halt();    /* enables interrupts racelessly */
 151                 else
 152                         local_irq_enable();
 153                 current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
 154         } else {
 155                 /* loop is done by the caller */
 156                 cpu_relax();
 157         }
 158 }
 159 #ifdef CONFIG_APM_MODULE
 160 EXPORT_SYMBOL(default_idle);
 161 #endif
 162
 163 /*
 164  * On SMP it's slightly faster (but much more power-consuming!)
 165  * to poll the ->work.need_resched flag instead of waiting for the
 166  * cross-CPU IPI to arrive. Use this option with caution.
 167  */
 168 static void poll_idle (void)
 169 {
 170         local_irq_enable();
 171         cpu_relax();
 172 }
 173
 174 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 175 #include <asm/nmi.h>
 176 /* We don't actually take CPU down, just spin without interrupts. */
 177 static inline void play_dead(void)
 178 {
 179         /* This must be done before dead CPU ack */
 180         cpu_exit_clear();
 181         wbinvd();
 182         mb();
 183         /* Ack it */
 184         __get_cpu_var(cpu_state) = CPU_DEAD;
 185
 186         /*
 187          * With physical CPU hotplug, we should halt the cpu
 188          */
 189         local_irq_disable();
 190         while (1)
 191                 halt();
 192 }
 193 #else
 194 static inline void play_dead(void)
 195 {
 196         BUG();
 197 }
 198 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 199
 200 /*
 201  * The idle thread. There's no useful work to be
 202  * done, so just try to conserve power and have a
 203  * low exit latency (ie sit in a loop waiting for
 204  * somebody to say that they'd like to reschedule)
 205  */
 206 void cpu_idle(void)
 207 {
 208         int cpu = smp_processor_id();
 209
 210         current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
 211
 212         /* endless idle loop with no priority at all */
 213         while (1) {
 214                 while (!need_resched()) {
 215                         void (*idle)(void);
 216
 217                         if (__get_cpu_var(cpu_idle_state))
 218                                 __get_cpu_var(cpu_idle_state) = 0;
 219
 220                         rmb();
 221                         idle = pm_idle;
 222
 223                         if (!idle)
 224                                 idle = default_idle;
 225
 226                         if (cpu_is_offline(cpu))
 227                                 play_dead();
 228
 229                         __get_cpu_var(irq_stat).idle_timestamp = jiffies;
 230
 231                         /*
 232                          * Idle routines should keep interrupts disabled
 233                          * from here on, until they go to idle.
 234                          * Otherwise, idle callbacks can misfire.
 235                          */
 236                         local_irq_disable();
 237                         enter_idle();
 238                         idle();
 239                         __exit_idle();
 240                 }
 241                 preempt_enable_no_resched();
 242                 schedule();
 243                 preempt_disable();
 244         }
 245 }
 246
 247 void cpu_idle_wait(void)
 248 {
 249         unsigned int cpu, this_cpu = get_cpu();
 250         cpumask_t map, tmp = current->cpus_allowed;
 251
 252         set_cpus_allowed(current, cpumask_of_cpu(this_cpu));
 253         put_cpu();
 254
 255         cpus_clear(map);
 256         for_each_online_cpu(cpu) {
 257                 per_cpu(cpu_idle_state, cpu) = 1;
 258                 cpu_set(cpu, map);
 259         }
 260
 261         __get_cpu_var(cpu_idle_state) = 0;
 262
 263         wmb();
 264         do {
 265                 ssleep(1);
 266                 for_each_online_cpu(cpu) {
 267                         if (cpu_isset(cpu, map) && !per_cpu(cpu_idle_state, cpu))
 268                                 cpu_clear(cpu, map);
 269                 }
 270                 cpus_and(map, map, cpu_online_map);
 271         } while (!cpus_empty(map));
 272
 273         set_cpus_allowed(current, tmp);
 274 }
 275 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_idle_wait);
 276
 277 /*
 278  * This uses new MONITOR/MWAIT instructions on P4 processors with PNI,
 279  * which can obviate IPI to trigger checking of need_resched.
 280  * We execute MONITOR against need_resched and enter optimized wait state
 281  * through MWAIT. Whenever someone changes need_resched, we would be woken
 282  * up from MWAIT (without an IPI).
 283  *
 284  * New with Core Duo processors, MWAIT can take some hints based on CPU
 285  * capability.
 286  */
 287 void mwait_idle_with_hints(unsigned long eax, unsigned long ecx)
 288 {
 289         if (!need_resched()) {
 290                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
 291                 smp_mb();
 292                 if (!need_resched())
 293                         __sti_mwait(eax, ecx);
 294                 else
 295                         local_irq_enable();
 296         } else {
 297                 local_irq_enable();
 298         }
 299 }
 300
 301 /* Default MONITOR/MWAIT with no hints, used for default C1 state */
 302 static void mwait_idle(void)
 303 {
 304         local_irq_enable();
 305         mwait_idle_with_hints(0, 0);
 306 }
 307
 308 void __devinit select_idle_routine(const struct cpuinfo_x86 *c)
 309 {
 310         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAIT)) {
 311                 printk("monitor/mwait feature present.\n");
 312                 /*
 313                  * Skip, if setup has overridden idle.
 314                  * One CPU supports mwait => All CPUs supports mwait
 315                  */
 316                 if (!pm_idle) {
 317                         printk("using mwait in idle threads.\n");
 318                         pm_idle = mwait_idle;
 319                 }
 320         }
 321 }
 322
 323 static int __init idle_setup (char *str)
 324 {
 325         if (!strncmp(str, "poll", 4)) {
 326                 printk("using polling idle threads.\n");
 327                 pm_idle = poll_idle;
 328 #ifdef CONFIG_X86_SMP
 329                 if (smp_num_siblings > 1)
 330                         printk("WARNING: polling idle and HT enabled, performance may degrade.\n");
 331 #endif
 332         } else if (!strncmp(str, "halt", 4)) {
 333                 printk("using halt in idle threads.\n");
 334                 pm_idle = default_idle;
 335         }
 336
 337         boot_option_idle_override = 1;
 338         return 1;
 339 }
 340
 341 __setup("idle=", idle_setup);
 342
 343 void show_regs(struct pt_regs * regs)
 344 {
 345         unsigned long cr0 = 0L, cr2 = 0L, cr3 = 0L, cr4 = 0L;
 346
 347         printk("\n");
 348         printk("Pid: %d, comm: %20s\n", current->pid, current->comm);
 349         printk("EIP: %04x:[<%08lx>] CPU: %d\n",0xffff & regs->xcs,regs->eip, smp_processor_id());
 350         print_symbol("EIP is at %s\n", regs->eip);
 351
 352         if (user_mode_vm(regs))
 353                 printk(" ESP: %04x:%08lx",0xffff & regs->xss,regs->esp);
 354         printk(" EFLAGS: %08lx    %s  (%s %.*s)\n",
 355                regs->eflags, print_tainted(), init_utsname()->release,
 356                (int)strcspn(init_utsname()->version, " "),
 357                init_utsname()->version);
 358         printk("EAX: %08lx EBX: %08lx ECX: %08lx EDX: %08lx\n",
 359                 regs->eax,regs->ebx,regs->ecx,regs->edx);
 360         printk("ESI: %08lx EDI: %08lx EBP: %08lx",
 361                 regs->esi, regs->edi, regs->ebp);
 362         printk(" DS: %04x ES: %04x FS: %04x\n",
 363                0xffff & regs->xds,0xffff & regs->xes, 0xffff & regs->xfs);
 364
 365         cr0 = read_cr0();
 366         cr2 = read_cr2();
 367         cr3 = read_cr3();
 368         cr4 = read_cr4_safe();
 369         printk("CR0: %08lx CR2: %08lx CR3: %08lx CR4: %08lx\n", cr0, cr2, cr3, cr4);
 370         show_trace(NULL, regs, &regs->esp);
 371 }
 372
 373 /*
 374  * This gets run with %ebx containing the
 375  * function to call, and %edx containing
 376  * the "args".
 377  */
 378 extern void kernel_thread_helper(void);
 379
 380 /*
 381  * Create a kernel thread
 382  */
 383 int kernel_thread(int (*fn)(void *), void * arg, unsigned long flags)
 384 {
 385         struct pt_regs regs;
 386
 387         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
 388
 389         regs.ebx = (unsigned long) fn;
 390         regs.edx = (unsigned long) arg;
 391
 392         regs.xds = __USER_DS;
 393         regs.xes = __USER_DS;
 394         regs.xfs = __KERNEL_PDA;
 395         regs.orig_eax = -1;
 396         regs.eip = (unsigned long) kernel_thread_helper;
 397         regs.xcs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
 398         regs.eflags = X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_SF | X86_EFLAGS_PF | 0x2;
 399
 400         /* Ok, create the new process.. */
 401         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED, 0, &regs, 0, NULL, NULL);
 402 }
 403 EXPORT_SYMBOL(kernel_thread);
 404
 405 /*
 406  * Free current thread data structures etc..
 407  */
 408 void exit_thread(void)
 409 {
 410         /* The process may have allocated an io port bitmap... nuke it. */
 411         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_IO_BITMAP))) {
 412                 struct task_struct *tsk = current;
 413                 struct thread_struct *t = &tsk->thread;
 414                 int cpu = get_cpu();
 415                 struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
 416
 417                 kfree(t->io_bitmap_ptr);
 418                 t->io_bitmap_ptr = NULL;
 419                 clear_thread_flag(TIF_IO_BITMAP);
 420                 /*
 421                  * Careful, clear this in the TSS too:
 422                  */
 423                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, tss->io_bitmap_max);
 424                 t->io_bitmap_max = 0;
 425                 tss->io_bitmap_owner = NULL;
 426                 tss->io_bitmap_max = 0;
 427                 tss->io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET;
 428                 put_cpu();
 429         }
 430 }
 431
 432 void flush_thread(void)
 433 {
 434         struct task_struct *tsk = current;
 435
 436         memset(tsk->thread.debugreg, 0, sizeof(unsigned long)*8);
 437         memset(tsk->thread.tls_array, 0, sizeof(tsk->thread.tls_array));
 438         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_DEBUG);
 439         /*
 440          * Forget coprocessor state..
 441          */
 442         clear_fpu(tsk);
 443         clear_used_math();
 444 }
 445
 446 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
 447 {
 448         BUG_ON(dead_task->mm);
 449         release_vm86_irqs(dead_task);
 450 }
 451
 452 /*
 453  * This gets called before we allocate a new thread and copy
 454  * the current task into it.
 455  */
 456 void prepare_to_copy(struct task_struct *tsk)
 457 {
 458         unlazy_fpu(tsk);
 459 }
 460
 461 int copy_thread(int nr, unsigned long clone_flags, unsigned long esp,
 462         unsigned long unused,
 463         struct task_struct * p, struct pt_regs * regs)
 464 {
 465         struct pt_regs * childregs;
 466         struct task_struct *tsk;
 467         int err;
 468
 469         childregs = task_pt_regs(p);
 470         *childregs = *regs;
 471         childregs->eax = 0;
 472         childregs->esp = esp;
 473
 474         p->thread.esp = (unsigned long) childregs;
 475         p->thread.esp0 = (unsigned long) (childregs+1);
 476
 477         p->thread.eip = (unsigned long) ret_from_fork;
 478
 479         savesegment(gs,p->thread.gs);
 480
 481         tsk = current;
 482         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IO_BITMAP))) {
 483                 p->thread.io_bitmap_ptr = kmemdup(tsk->thread.io_bitmap_ptr,
 484                                                 IO_BITMAP_BYTES, GFP_KERNEL);
 485                 if (!p->thread.io_bitmap_ptr) {
 486                         p->thread.io_bitmap_max = 0;
 487                         return -ENOMEM;
 488                 }
 489                 set_tsk_thread_flag(p, TIF_IO_BITMAP);
 490         }
 491
 492         /*
 493          * Set a new TLS for the child thread?
 494          */
 495         if (clone_flags & CLONE_SETTLS) {
 496                 struct desc_struct *desc;
 497                 struct user_desc info;
 498                 int idx;
 499
 500                 err = -EFAULT;
 501                 if (copy_from_user(&info, (void __user *)childregs->esi, sizeof(info)))
 502                         goto out;
 503                 err = -EINVAL;
 504                 if (LDT_empty(&info))
 505                         goto out;
 506
 507                 idx = info.entry_number;
 508                 if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 509                         goto out;
 510
 511                 desc = p->thread.tls_array + idx - GDT_ENTRY_TLS_MIN;
 512                 desc->a = LDT_entry_a(&info);
 513                 desc->b = LDT_entry_b(&info);
 514         }
 515
 516         err = 0;
 517  out:
 518         if (err && p->thread.io_bitmap_ptr) {
 519                 kfree(p->thread.io_bitmap_ptr);
 520                 p->thread.io_bitmap_max = 0;
 521         }
 522         return err;
 523 }
 524
 525 /*
 526  * fill in the user structure for a core dump..
 527  */
 528 void dump_thread(struct pt_regs * regs, struct user * dump)
 529 {
 530         int i;
 531
 532 /* changed the size calculations - should hopefully work better. lbt */
 533         dump->magic = CMAGIC;
 534         dump->start_code = 0;
 535         dump->start_stack = regs->esp & ~(PAGE_SIZE - 1);
 536         dump->u_tsize = ((unsigned long) current->mm->end_code) >> PAGE_SHIFT;
 537         dump->u_dsize = ((unsigned long) (current->mm->brk + (PAGE_SIZE-1))) >> PAGE_SHIFT;
 538         dump->u_dsize -= dump->u_tsize;
 539         dump->u_ssize = 0;
 540         for (i = 0; i < 8; i++)
 541                 dump->u_debugreg[i] = current->thread.debugreg[i];
 542
 543         if (dump->start_stack < TASK_SIZE)
 544                 dump->u_ssize = ((unsigned long) (TASK_SIZE - dump->start_stack)) >> PAGE_SHIFT;
 545
 546         dump->regs.ebx = regs->ebx;
 547         dump->regs.ecx = regs->ecx;
 548         dump->regs.edx = regs->edx;
 549         dump->regs.esi = regs->esi;
 550         dump->regs.edi = regs->edi;
 551         dump->regs.ebp = regs->ebp;
 552         dump->regs.eax = regs->eax;
 553         dump->regs.ds = regs->xds;
 554         dump->regs.es = regs->xes;
 555         dump->regs.fs = regs->xfs;
 556         savesegment(gs,dump->regs.gs);
 557         dump->regs.orig_eax = regs->orig_eax;
 558         dump->regs.eip = regs->eip;
 559         dump->regs.cs = regs->xcs;
 560         dump->regs.eflags = regs->eflags;
 561         dump->regs.esp = regs->esp;
 562         dump->regs.ss = regs->xss;
 563
 564         dump->u_fpvalid = dump_fpu (regs, &dump->i387);
 565 }
 566 EXPORT_SYMBOL(dump_thread);
 567
 568 /*
 569  * Capture the user space registers if the task is not running (in user space)
 570  */
 571 int dump_task_regs(struct task_struct *tsk, elf_gregset_t *regs)
 572 {
 573         struct pt_regs ptregs = *task_pt_regs(tsk);
 574         ptregs.xcs &= 0xffff;
 575         ptregs.xds &= 0xffff;
 576         ptregs.xes &= 0xffff;
 577         ptregs.xss &= 0xffff;
 578
 579         elf_core_copy_regs(regs, &ptregs);
 580
 581         return 1;
 582 }
 583
 584 static noinline void __switch_to_xtra(struct task_struct *next_p,
 585                                     struct tss_struct *tss)
 586 {
 587         struct thread_struct *next;
 588
 589         next = &next_p->thread;
 590
 591         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_DEBUG)) {
 592                 set_debugreg(next->debugreg[0], 0);
 593                 set_debugreg(next->debugreg[1], 1);
 594                 set_debugreg(next->debugreg[2], 2);
 595                 set_debugreg(next->debugreg[3], 3);
 596                 /* no 4 and 5 */
 597                 set_debugreg(next->debugreg[6], 6);
 598                 set_debugreg(next->debugreg[7], 7);
 599         }
 600
 601         if (!test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_IO_BITMAP)) {
 602                 /*
 603                  * Disable the bitmap via an invalid offset. We still cache
 604                  * the previous bitmap owner and the IO bitmap contents:
 605                  */
 606                 tss->io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET;
 607                 return;
 608         }
 609
 610         if (likely(next == tss->io_bitmap_owner)) {
 611                 /*
 612                  * Previous owner of the bitmap (hence the bitmap content)
 613                  * matches the next task, we dont have to do anything but
 614                  * to set a valid offset in the TSS:
 615                  */
 616                 tss->io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET;
 617                 return;
 618         }
 619         /*
 620          * Lazy TSS's I/O bitmap copy. We set an invalid offset here
 621          * and we let the task to get a GPF in case an I/O instruction
 622          * is performed.  The handler of the GPF will verify that the
 623          * faulting task has a valid I/O bitmap and, it true, does the
 624          * real copy and restart the instruction.  This will save us
 625          * redundant copies when the currently switched task does not
 626          * perform any I/O during its timeslice.
 627          */
 628         tss->io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET_LAZY;
 629 }
 630
 631 /*
 632  * This function selects if the context switch from prev to next
 633  * has to tweak the TSC disable bit in the cr4.
 634  */
 635 static inline void disable_tsc(struct task_struct *prev_p,
 636                                struct task_struct *next_p)
 637 {
 638         struct thread_info *prev, *next;
 639
 640         /*
 641          * gcc should eliminate the ->thread_info dereference if
 642          * has_secure_computing returns 0 at compile time (SECCOMP=n).
 643          */
 644         prev = task_thread_info(prev_p);
 645         next = task_thread_info(next_p);
 646
 647         if (has_secure_computing(prev) || has_secure_computing(next)) {
 648                 /* slow path here */
 649                 if (has_secure_computing(prev) &&
 650                     !has_secure_computing(next)) {
 651                         write_cr4(read_cr4() & ~X86_CR4_TSD);
 652                 } else if (!has_secure_computing(prev) &&
 653                            has_secure_computing(next))
 654                         write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_TSD);
 655         }
 656 }
 657
 658 /*
 659  *      switch_to(x,yn) should switch tasks from x to y.
 660  *
 661  * We fsave/fwait so that an exception goes off at the right time
 662  * (as a call from the fsave or fwait in effect) rather than to
 663  * the wrong process. Lazy FP saving no longer makes any sense
 664  * with modern CPU's, and this simplifies a lot of things (SMP
 665  * and UP become the same).
 666  *
 667  * NOTE! We used to use the x86 hardware context switching. The
 668  * reason for not using it any more becomes apparent when you
 669  * try to recover gracefully from saved state that is no longer
 670  * valid (stale segment register values in particular). With the
 671  * hardware task-switch, there is no way to fix up bad state in
 672  * a reasonable manner.
 673  *
 674  * The fact that Intel documents the hardware task-switching to
 675  * be slow is a fairly red herring - this code is not noticeably
 676  * faster. However, there _is_ some room for improvement here,
 677  * so the performance issues may eventually be a valid point.
 678  * More important, however, is the fact that this allows us much
 679  * more flexibility.
 680  *
 681  * The return value (in %eax) will be the "prev" task after
 682  * the task-switch, and shows up in ret_from_fork in entry.S,
 683  * for example.
 684  */
 685 struct task_struct fastcall * __switch_to(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
 686 {
 687         struct thread_struct *prev = &prev_p->thread,
 688                                  *next = &next_p->thread;
 689         int cpu = smp_processor_id();
 690         struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
 691
 692         /* never put a printk in __switch_to... printk() calls wake_up*() indirectly */
 693
 694         __unlazy_fpu(prev_p);
 695
 696
 697         /* we're going to use this soon, after a few expensive things */
 698         if (next_p->fpu_counter > 5)
 699                 prefetch(&next->i387.fxsave);
 700
 701         /*
 702          * Reload esp0.
 703          */
 704         load_esp0(tss, next);
 705
 706         /*
 707          * Save away %gs. No need to save %fs, as it was saved on the
 708          * stack on entry.  No need to save %es and %ds, as those are
 709          * always kernel segments while inside the kernel.  Doing this
 710          * before setting the new TLS descriptors avoids the situation
 711          * where we temporarily have non-reloadable segments in %fs
 712          * and %gs.  This could be an issue if the NMI handler ever
 713          * used %fs or %gs (it does not today), or if the kernel is
 714          * running inside of a hypervisor layer.
 715          */
 716         savesegment(gs, prev->gs);
 717
 718         /*
 719          * Load the per-thread Thread-Local Storage descriptor.
 720          */
 721         load_TLS(next, cpu);
 722
 723         /*
 724          * Restore IOPL if needed.  In normal use, the flags restore
 725          * in the switch assembly will handle this.  But if the kernel
 726          * is running virtualized at a non-zero CPL, the popf will
 727          * not restore flags, so it must be done in a separate step.
 728          */
 729         if (get_kernel_rpl() && unlikely(prev->iopl != next->iopl))
 730                 set_iopl_mask(next->iopl);
 731
 732         /*
 733          * Now maybe handle debug registers and/or IO bitmaps
 734          */
 735         if (unlikely((task_thread_info(next_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW)
 736             || test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_IO_BITMAP)))
 737                 __switch_to_xtra(next_p, tss);
 738
 739         disable_tsc(prev_p, next_p);
 740
 741         /*
 742          * Leave lazy mode, flushing any hypercalls made here.
 743          * This must be done before restoring TLS segments so
 744          * the GDT and LDT are properly updated, and must be
 745          * done before math_state_restore, so the TS bit is up
 746          * to date.
 747          */
 748         arch_leave_lazy_cpu_mode();
 749
 750         /* If the task has used fpu the last 5 timeslices, just do a full
 751          * restore of the math state immediately to avoid the trap; the
 752          * chances of needing FPU soon are obviously high now
 753          */
 754         if (next_p->fpu_counter > 5)
 755                 math_state_restore();
 756
 757         /*
 758          * Restore %gs if needed (which is common)
 759          */
 760         if (prev->gs | next->gs)
 761                 loadsegment(gs, next->gs);
 762
 763         write_pda(pcurrent, next_p);
 764
 765         return prev_p;
 766 }
 767
 768 asmlinkage int sys_fork(struct pt_regs regs)
 769 {
 770         return do_fork(SIGCHLD, regs.esp, &regs, 0, NULL, NULL);
 771 }
 772
 773 asmlinkage int sys_clone(struct pt_regs regs)
 774 {
 775         unsigned long clone_flags;
 776         unsigned long newsp;
 777         int __user *parent_tidptr, *child_tidptr;
 778
 779         clone_flags = regs.ebx;
 780         newsp = regs.ecx;
 781         parent_tidptr = (int __user *)regs.edx;
 782         child_tidptr = (int __user *)regs.edi;
 783         if (!newsp)
 784                 newsp = regs.esp;
 785         return do_fork(clone_flags, newsp, &regs, 0, parent_tidptr, child_tidptr);
 786 }
 787
 788 /*
 789  * This is trivial, and on the face of it looks like it
 790  * could equally well be done in user mode.
 791  *
 792  * Not so, for quite unobvious reasons - register pressure.
 793  * In user mode vfork() cannot have a stack frame, and if
 794  * done by calling the "clone()" system call directly, you
 795  * do not have enough call-clobbered registers to hold all
 796  * the information you need.
 797  */
 798 asmlinkage int sys_vfork(struct pt_regs regs)
 799 {
 800         return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, regs.esp, &regs, 0, NULL, NULL);
 801 }
 802
 803 /*
 804  * sys_execve() executes a new program.
 805  */
 806 asmlinkage int sys_execve(struct pt_regs regs)
 807 {
 808         int error;
 809         char * filename;
 810
 811         filename = getname((char __user *) regs.ebx);
 812         error = PTR_ERR(filename);
 813         if (IS_ERR(filename))
 814                 goto out;
 815         error = do_execve(filename,
 816                         (char __user * __user *) regs.ecx,
 817                         (char __user * __user *) regs.edx,
 818                         &regs);
 819         if (error == 0) {
 820                 task_lock(current);
 821                 current->ptrace &= ~PT_DTRACE;
 822                 task_unlock(current);
 823                 /* Make sure we don't return using sysenter.. */
 824                 set_thread_flag(TIF_IRET);
 825         }
 826         putname(filename);
 827 out:
 828         return error;
 829 }
 830
 831 #define top_esp                (THREAD_SIZE - sizeof(unsigned long))
 832 #define top_ebp                (THREAD_SIZE - 2*sizeof(unsigned long))
 833
 834 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 835 {
 836         unsigned long ebp, esp, eip;
 837         unsigned long stack_page;
 838         int count = 0;
 839         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 840                 return 0;
 841         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
 842         esp = p->thread.esp;
 843         if (!stack_page || esp < stack_page || esp > top_esp+stack_page)
 844                 return 0;
 845         /* include/asm-i386/system.h:switch_to() pushes ebp last. */
 846         ebp = *(unsigned long *) esp;
 847         do {
 848                 if (ebp < stack_page || ebp > top_ebp+stack_page)
 849                         return 0;
 850                 eip = *(unsigned long *) (ebp+4);
 851                 if (!in_sched_functions(eip))
 852                         return eip;
 853                 ebp = *(unsigned long *) ebp;
 854         } while (count++ < 16);
 855         return 0;
 856 }
 857
 858 /*
 859  * sys_alloc_thread_area: get a yet unused TLS descriptor index.
 860  */
 861 static int get_free_idx(void)
 862 {
 863         struct thread_struct *t = &current->thread;
 864         int idx;
 865
 866         for (idx = 0; idx < GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES; idx++)
 867                 if (desc_empty(t->tls_array + idx))
 868                         return idx + GDT_ENTRY_TLS_MIN;
 869         return -ESRCH;
 870 }
 871
 872 /*
 873  * Set a given TLS descriptor:
 874  */
 875 asmlinkage int sys_set_thread_area(struct user_desc __user *u_info)
 876 {
 877         struct thread_struct *t = &current->thread;
 878         struct user_desc info;
 879         struct desc_struct *desc;
 880         int cpu, idx;
 881
 882         if (copy_from_user(&info, u_info, sizeof(info)))
 883                 return -EFAULT;
 884         idx = info.entry_number;
 885
 886         /*
 887          * index -1 means the kernel should try to find and
 888          * allocate an empty descriptor:
 889          */
 890         if (idx == -1) {
 891                 idx = get_free_idx();
 892                 if (idx < 0)
 893                         return idx;
 894                 if (put_user(idx, &u_info->entry_number))
 895                         return -EFAULT;
 896         }
 897
 898         if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 899                 return -EINVAL;
 900
 901         desc = t->tls_array + idx - GDT_ENTRY_TLS_MIN;
 902
 903         /*
 904          * We must not get preempted while modifying the TLS.
 905          */
 906         cpu = get_cpu();
 907
 908         if (LDT_empty(&info)) {
 909                 desc->a = 0;
 910                 desc->b = 0;
 911         } else {
 912                 desc->a = LDT_entry_a(&info);
 913                 desc->b = LDT_entry_b(&info);
 914         }
 915         load_TLS(t, cpu);
 916
 917         put_cpu();
 918
 919         return 0;
 920 }
 921
 922 /*
 923  * Get the current Thread-Local Storage area:
 924  */
 925
 926 #define GET_BASE(desc) ( \
 927         (((desc)->a >> 16) & 0x0000ffff) | \
 928         (((desc)->b << 16) & 0x00ff0000) | \
 929         ( (desc)->b        & 0xff000000)   )
 930
 931 #define GET_LIMIT(desc) ( \
 932         ((desc)->a & 0x0ffff) | \
 933          ((desc)->b & 0xf0000) )
 934
 935 #define GET_32BIT(desc)         (((desc)->b >> 22) & 1)
 936 #define GET_CONTENTS(desc)      (((desc)->b >> 10) & 3)
 937 #define GET_WRITABLE(desc)      (((desc)->b >>  9) & 1)
 938 #define GET_LIMIT_PAGES(desc)   (((desc)->b >> 23) & 1)
 939 #define GET_PRESENT(desc)       (((desc)->b >> 15) & 1)
 940 #define GET_USEABLE(desc)       (((desc)->b >> 20) & 1)
 941
 942 asmlinkage int sys_get_thread_area(struct user_desc __user *u_info)
 943 {
 944         struct user_desc info;
 945         struct desc_struct *desc;
 946         int idx;
 947
 948         if (get_user(idx, &u_info->entry_number))
 949                 return -EFAULT;
 950         if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 951                 return -EINVAL;
 952
 953         memset(&info, 0, sizeof(info));
 954
 955         desc = current->thread.tls_array + idx - GDT_ENTRY_TLS_MIN;
 956
 957         info.entry_number = idx;
 958         info.base_addr = GET_BASE(desc);
 959         info.limit = GET_LIMIT(desc);
 960         info.seg_32bit = GET_32BIT(desc);
 961         info.contents = GET_CONTENTS(desc);
 962         info.read_exec_only = !GET_WRITABLE(desc);
 963         info.limit_in_pages = GET_LIMIT_PAGES(desc);
 964         info.seg_not_present = !GET_PRESENT(desc);
 965         info.useable = GET_USEABLE(desc);
 966
 967         if (copy_to_user(u_info, &info, sizeof(info)))
 968                 return -EFAULT;
 969         return 0;
 970 }
 971
 972 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
 973 {
 974         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
 975                 sp -= get_random_int() % 8192;
 976         return sp & ~0xf;
 977 }