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 #ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
  52 #include <asm/math_emu.h>
  53 #endif
  54
  55 #include <linux/err.h>
  56
  57 #include <asm/tlbflush.h>
  58 #include <asm/cpu.h>
  59 #include <asm/pda.h>
  60
  61 asmlinkage void ret_from_fork(void) __asm__("ret_from_fork");
  62
  63 static int hlt_counter;
  64
  65 unsigned long boot_option_idle_override = 0;
  66 EXPORT_SYMBOL(boot_option_idle_override);
  67
  68 /*
  69  * Return saved PC of a blocked thread.
  70  */
  71 unsigned long thread_saved_pc(struct task_struct *tsk)
  72 {
  73         return ((unsigned long *)tsk->thread.esp)[3];
  74 }
  75
  76 /*
  77  * Powermanagement idle function, if any..
  78  */
  79 void (*pm_idle)(void);
  80 EXPORT_SYMBOL(pm_idle);
  81 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, cpu_idle_state);
  82
  83 void disable_hlt(void)
  84 {
  85         hlt_counter++;
  86 }
  87
  88 EXPORT_SYMBOL(disable_hlt);
  89
  90 void enable_hlt(void)
  91 {
  92         hlt_counter--;
  93 }
  94
  95 EXPORT_SYMBOL(enable_hlt);
  96
  97 /*
  98  * We use this if we don't have any better
  99  * idle routine..
 100  */
 101 void default_idle(void)
 102 {
 103         if (!hlt_counter && boot_cpu_data.hlt_works_ok) {
 104                 current_thread_info()->status &= ~TS_POLLING;
 105                 /*
 106                  * TS_POLLING-cleared state must be visible before we
 107                  * test NEED_RESCHED:
 108                  */
 109                 smp_mb();
 110
 111                 local_irq_disable();
 112                 if (!need_resched())
 113                         safe_halt();    /* enables interrupts racelessly */
 114                 else
 115                         local_irq_enable();
 116                 current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
 117         } else {
 118                 /* loop is done by the caller */
 119                 cpu_relax();
 120         }
 121 }
 122 #ifdef CONFIG_APM_MODULE
 123 EXPORT_SYMBOL(default_idle);
 124 #endif
 125
 126 /*
 127  * On SMP it's slightly faster (but much more power-consuming!)
 128  * to poll the ->work.need_resched flag instead of waiting for the
 129  * cross-CPU IPI to arrive. Use this option with caution.
 130  */
 131 static void poll_idle (void)
 132 {
 133         cpu_relax();
 134 }
 135
 136 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 137 #include <asm/nmi.h>
 138 /* We don't actually take CPU down, just spin without interrupts. */
 139 static inline void play_dead(void)
 140 {
 141         /* This must be done before dead CPU ack */
 142         cpu_exit_clear();
 143         wbinvd();
 144         mb();
 145         /* Ack it */
 146         __get_cpu_var(cpu_state) = CPU_DEAD;
 147
 148         /*
 149          * With physical CPU hotplug, we should halt the cpu
 150          */
 151         local_irq_disable();
 152         while (1)
 153                 halt();
 154 }
 155 #else
 156 static inline void play_dead(void)
 157 {
 158         BUG();
 159 }
 160 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
 161
 162 /*
 163  * The idle thread. There's no useful work to be
 164  * done, so just try to conserve power and have a
 165  * low exit latency (ie sit in a loop waiting for
 166  * somebody to say that they'd like to reschedule)
 167  */
 168 void cpu_idle(void)
 169 {
 170         int cpu = smp_processor_id();
 171
 172         current_thread_info()->status |= TS_POLLING;
 173
 174         /* endless idle loop with no priority at all */
 175         while (1) {
 176                 while (!need_resched()) {
 177                         void (*idle)(void);
 178
 179                         if (__get_cpu_var(cpu_idle_state))
 180                                 __get_cpu_var(cpu_idle_state) = 0;
 181
 182                         rmb();
 183                         idle = pm_idle;
 184
 185                         if (!idle)
 186                                 idle = default_idle;
 187
 188                         if (cpu_is_offline(cpu))
 189                                 play_dead();
 190
 191                         __get_cpu_var(irq_stat).idle_timestamp = jiffies;
 192                         idle();
 193                 }
 194                 preempt_enable_no_resched();
 195                 schedule();
 196                 preempt_disable();
 197         }
 198 }
 199
 200 void cpu_idle_wait(void)
 201 {
 202         unsigned int cpu, this_cpu = get_cpu();
 203         cpumask_t map, tmp = current->cpus_allowed;
 204
 205         set_cpus_allowed(current, cpumask_of_cpu(this_cpu));
 206         put_cpu();
 207
 208         cpus_clear(map);
 209         for_each_online_cpu(cpu) {
 210                 per_cpu(cpu_idle_state, cpu) = 1;
 211                 cpu_set(cpu, map);
 212         }
 213
 214         __get_cpu_var(cpu_idle_state) = 0;
 215
 216         wmb();
 217         do {
 218                 ssleep(1);
 219                 for_each_online_cpu(cpu) {
 220                         if (cpu_isset(cpu, map) && !per_cpu(cpu_idle_state, cpu))
 221                                 cpu_clear(cpu, map);
 222                 }
 223                 cpus_and(map, map, cpu_online_map);
 224         } while (!cpus_empty(map));
 225
 226         set_cpus_allowed(current, tmp);
 227 }
 228 EXPORT_SYMBOL_GPL(cpu_idle_wait);
 229
 230 /*
 231  * This uses new MONITOR/MWAIT instructions on P4 processors with PNI,
 232  * which can obviate IPI to trigger checking of need_resched.
 233  * We execute MONITOR against need_resched and enter optimized wait state
 234  * through MWAIT. Whenever someone changes need_resched, we would be woken
 235  * up from MWAIT (without an IPI).
 236  *
 237  * New with Core Duo processors, MWAIT can take some hints based on CPU
 238  * capability.
 239  */
 240 void mwait_idle_with_hints(unsigned long eax, unsigned long ecx)
 241 {
 242         if (!need_resched()) {
 243                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
 244                 smp_mb();
 245                 if (!need_resched())
 246                         __mwait(eax, ecx);
 247         }
 248 }
 249
 250 /* Default MONITOR/MWAIT with no hints, used for default C1 state */
 251 static void mwait_idle(void)
 252 {
 253         local_irq_enable();
 254         mwait_idle_with_hints(0, 0);
 255 }
 256
 257 void __devinit select_idle_routine(const struct cpuinfo_x86 *c)
 258 {
 259         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAIT)) {
 260                 printk("monitor/mwait feature present.\n");
 261                 /*
 262                  * Skip, if setup has overridden idle.
 263                  * One CPU supports mwait => All CPUs supports mwait
 264                  */
 265                 if (!pm_idle) {
 266                         printk("using mwait in idle threads.\n");
 267                         pm_idle = mwait_idle;
 268                 }
 269         }
 270 }
 271
 272 static int __init idle_setup (char *str)
 273 {
 274         if (!strncmp(str, "poll", 4)) {
 275                 printk("using polling idle threads.\n");
 276                 pm_idle = poll_idle;
 277 #ifdef CONFIG_X86_SMP
 278                 if (smp_num_siblings > 1)
 279                         printk("WARNING: polling idle and HT enabled, performance may degrade.\n");
 280 #endif
 281         } else if (!strncmp(str, "halt", 4)) {
 282                 printk("using halt in idle threads.\n");
 283                 pm_idle = default_idle;
 284         }
 285
 286         boot_option_idle_override = 1;
 287         return 1;
 288 }
 289
 290 __setup("idle=", idle_setup);
 291
 292 void show_regs(struct pt_regs * regs)
 293 {
 294         unsigned long cr0 = 0L, cr2 = 0L, cr3 = 0L, cr4 = 0L;
 295
 296         printk("\n");
 297         printk("Pid: %d[#%u], comm: %20s\n",
 298                 current->pid, current->xid, current->comm);
 299         printk("EIP: %04x:[<%08lx>] CPU: %d\n",
 300                 0xffff & regs->xcs,regs->eip, smp_processor_id());
 301         print_symbol("EIP is at %s\n", regs->eip);
 302
 303         if (user_mode_vm(regs))
 304                 printk(" ESP: %04x:%08lx",0xffff & regs->xss,regs->esp);
 305         printk(" EFLAGS: %08lx    %s  (%s %.*s)\n",
 306                regs->eflags, print_tainted(), init_utsname()->release,
 307                (int)strcspn(init_utsname()->version, " "),
 308                init_utsname()->version);
 309         printk("EAX: %08lx EBX: %08lx ECX: %08lx EDX: %08lx\n",
 310                 regs->eax,regs->ebx,regs->ecx,regs->edx);
 311         printk("ESI: %08lx EDI: %08lx EBP: %08lx",
 312                 regs->esi, regs->edi, regs->ebp);
 313         printk(" DS: %04x ES: %04x GS: %04x\n",
 314                0xffff & regs->xds,0xffff & regs->xes, 0xffff & regs->xgs);
 315
 316         cr0 = read_cr0();
 317         cr2 = read_cr2();
 318         cr3 = read_cr3();
 319         cr4 = read_cr4_safe();
 320         printk("CR0: %08lx CR2: %08lx CR3: %08lx CR4: %08lx\n", cr0, cr2, cr3, cr4);
 321         show_trace(NULL, regs, &regs->esp);
 322 }
 323
 324 /*
 325  * This gets run with %ebx containing the
 326  * function to call, and %edx containing
 327  * the "args".
 328  */
 329 extern void kernel_thread_helper(void);
 330
 331 /*
 332  * Create a kernel thread
 333  */
 334 int kernel_thread(int (*fn)(void *), void * arg, unsigned long flags)
 335 {
 336         struct pt_regs regs;
 337
 338         memset(&regs, 0, sizeof(regs));
 339
 340         regs.ebx = (unsigned long) fn;
 341         regs.edx = (unsigned long) arg;
 342
 343         regs.xds = __USER_DS;
 344         regs.xes = __USER_DS;
 345         regs.xgs = __KERNEL_PDA;
 346         regs.orig_eax = -1;
 347         regs.eip = (unsigned long) kernel_thread_helper;
 348         regs.xcs = __KERNEL_CS | get_kernel_rpl();
 349         regs.eflags = X86_EFLAGS_IF | X86_EFLAGS_SF | X86_EFLAGS_PF | 0x2;
 350
 351         /* Ok, create the new process.. */
 352         return do_fork(flags | CLONE_VM | CLONE_UNTRACED | CLONE_KTHREAD,
 353                 0, &regs, 0, NULL, NULL);
 354 }
 355 EXPORT_SYMBOL(kernel_thread);
 356
 357 /*
 358  * Free current thread data structures etc..
 359  */
 360 void exit_thread(void)
 361 {
 362         /* The process may have allocated an io port bitmap... nuke it. */
 363         if (unlikely(test_thread_flag(TIF_IO_BITMAP))) {
 364                 struct task_struct *tsk = current;
 365                 struct thread_struct *t = &tsk->thread;
 366                 int cpu = get_cpu();
 367                 struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
 368
 369                 kfree(t->io_bitmap_ptr);
 370                 t->io_bitmap_ptr = NULL;
 371                 clear_thread_flag(TIF_IO_BITMAP);
 372                 /*
 373                  * Careful, clear this in the TSS too:
 374                  */
 375                 memset(tss->io_bitmap, 0xff, tss->io_bitmap_max);
 376                 t->io_bitmap_max = 0;
 377                 tss->io_bitmap_owner = NULL;
 378                 tss->io_bitmap_max = 0;
 379                 tss->io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET;
 380                 put_cpu();
 381         }
 382 }
 383
 384 void flush_thread(void)
 385 {
 386         struct task_struct *tsk = current;
 387
 388         memset(tsk->thread.debugreg, 0, sizeof(unsigned long)*8);
 389         memset(tsk->thread.tls_array, 0, sizeof(tsk->thread.tls_array));
 390         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_DEBUG);
 391         /*
 392          * Forget coprocessor state..
 393          */
 394         clear_fpu(tsk);
 395         clear_used_math();
 396 }
 397
 398 void release_thread(struct task_struct *dead_task)
 399 {
 400         BUG_ON(dead_task->mm);
 401         release_vm86_irqs(dead_task);
 402 }
 403
 404 /*
 405  * This gets called before we allocate a new thread and copy
 406  * the current task into it.
 407  */
 408 void prepare_to_copy(struct task_struct *tsk)
 409 {
 410         unlazy_fpu(tsk);
 411 }
 412
 413 int copy_thread(int nr, unsigned long clone_flags, unsigned long esp,
 414         unsigned long unused,
 415         struct task_struct * p, struct pt_regs * regs)
 416 {
 417         struct pt_regs * childregs;
 418         struct task_struct *tsk;
 419         int err;
 420
 421         childregs = task_pt_regs(p);
 422         *childregs = *regs;
 423         childregs->eax = 0;
 424         childregs->esp = esp;
 425
 426         p->thread.esp = (unsigned long) childregs;
 427         p->thread.esp0 = (unsigned long) (childregs+1);
 428
 429         p->thread.eip = (unsigned long) ret_from_fork;
 430
 431         savesegment(fs,p->thread.fs);
 432
 433         tsk = current;
 434         if (unlikely(test_tsk_thread_flag(tsk, TIF_IO_BITMAP))) {
 435                 p->thread.io_bitmap_ptr = kmemdup(tsk->thread.io_bitmap_ptr,
 436                                                 IO_BITMAP_BYTES, GFP_KERNEL);
 437                 if (!p->thread.io_bitmap_ptr) {
 438                         p->thread.io_bitmap_max = 0;
 439                         return -ENOMEM;
 440                 }
 441                 set_tsk_thread_flag(p, TIF_IO_BITMAP);
 442         }
 443
 444         /*
 445          * Set a new TLS for the child thread?
 446          */
 447         if (clone_flags & CLONE_SETTLS) {
 448                 struct desc_struct *desc;
 449                 struct user_desc info;
 450                 int idx;
 451
 452                 err = -EFAULT;
 453                 if (copy_from_user(&info, (void __user *)childregs->esi, sizeof(info)))
 454                         goto out;
 455                 err = -EINVAL;
 456                 if (LDT_empty(&info))
 457                         goto out;
 458
 459                 idx = info.entry_number;
 460                 if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 461                         goto out;
 462
 463                 desc = p->thread.tls_array + idx - GDT_ENTRY_TLS_MIN;
 464                 desc->a = LDT_entry_a(&info);
 465                 desc->b = LDT_entry_b(&info);
 466         }
 467
 468         err = 0;
 469  out:
 470         if (err && p->thread.io_bitmap_ptr) {
 471                 kfree(p->thread.io_bitmap_ptr);
 472                 p->thread.io_bitmap_max = 0;
 473         }
 474         return err;
 475 }
 476
 477 /*
 478  * fill in the user structure for a core dump..
 479  */
 480 void dump_thread(struct pt_regs * regs, struct user * dump)
 481 {
 482         int i;
 483
 484 /* changed the size calculations - should hopefully work better. lbt */
 485         dump->magic = CMAGIC;
 486         dump->start_code = 0;
 487         dump->start_stack = regs->esp & ~(PAGE_SIZE - 1);
 488         dump->u_tsize = ((unsigned long) current->mm->end_code) >> PAGE_SHIFT;
 489         dump->u_dsize = ((unsigned long) (current->mm->brk + (PAGE_SIZE-1))) >> PAGE_SHIFT;
 490         dump->u_dsize -= dump->u_tsize;
 491         dump->u_ssize = 0;
 492         for (i = 0; i < 8; i++)
 493                 dump->u_debugreg[i] = current->thread.debugreg[i];
 494
 495         if (dump->start_stack < TASK_SIZE)
 496                 dump->u_ssize = ((unsigned long) (TASK_SIZE - dump->start_stack)) >> PAGE_SHIFT;
 497
 498         dump->regs.ebx = regs->ebx;
 499         dump->regs.ecx = regs->ecx;
 500         dump->regs.edx = regs->edx;
 501         dump->regs.esi = regs->esi;
 502         dump->regs.edi = regs->edi;
 503         dump->regs.ebp = regs->ebp;
 504         dump->regs.eax = regs->eax;
 505         dump->regs.ds = regs->xds;
 506         dump->regs.es = regs->xes;
 507         savesegment(fs,dump->regs.fs);
 508         dump->regs.gs = regs->xgs;
 509         dump->regs.orig_eax = regs->orig_eax;
 510         dump->regs.eip = regs->eip;
 511         dump->regs.cs = regs->xcs;
 512         dump->regs.eflags = regs->eflags;
 513         dump->regs.esp = regs->esp;
 514         dump->regs.ss = regs->xss;
 515
 516         dump->u_fpvalid = dump_fpu (regs, &dump->i387);
 517 }
 518 EXPORT_SYMBOL(dump_thread);
 519
 520 /*
 521  * Capture the user space registers if the task is not running (in user space)
 522  */
 523 int dump_task_regs(struct task_struct *tsk, elf_gregset_t *regs)
 524 {
 525         struct pt_regs ptregs = *task_pt_regs(tsk);
 526         ptregs.xcs &= 0xffff;
 527         ptregs.xds &= 0xffff;
 528         ptregs.xes &= 0xffff;
 529         ptregs.xss &= 0xffff;
 530
 531         elf_core_copy_regs(regs, &ptregs);
 532
 533         return 1;
 534 }
 535
 536 static noinline void __switch_to_xtra(struct task_struct *next_p,
 537                                     struct tss_struct *tss)
 538 {
 539         struct thread_struct *next;
 540
 541         next = &next_p->thread;
 542
 543         if (test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_DEBUG)) {
 544                 set_debugreg(next->debugreg[0], 0);
 545                 set_debugreg(next->debugreg[1], 1);
 546                 set_debugreg(next->debugreg[2], 2);
 547                 set_debugreg(next->debugreg[3], 3);
 548                 /* no 4 and 5 */
 549                 set_debugreg(next->debugreg[6], 6);
 550                 set_debugreg(next->debugreg[7], 7);
 551         }
 552
 553         if (!test_tsk_thread_flag(next_p, TIF_IO_BITMAP)) {
 554                 /*
 555                  * Disable the bitmap via an invalid offset. We still cache
 556                  * the previous bitmap owner and the IO bitmap contents:
 557                  */
 558                 tss->io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET;
 559                 return;
 560         }
 561
 562         if (likely(next == tss->io_bitmap_owner)) {
 563                 /*
 564                  * Previous owner of the bitmap (hence the bitmap content)
 565                  * matches the next task, we dont have to do anything but
 566                  * to set a valid offset in the TSS:
 567                  */
 568                 tss->io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET;
 569                 return;
 570         }
 571         /*
 572          * Lazy TSS's I/O bitmap copy. We set an invalid offset here
 573          * and we let the task to get a GPF in case an I/O instruction
 574          * is performed.  The handler of the GPF will verify that the
 575          * faulting task has a valid I/O bitmap and, it true, does the
 576          * real copy and restart the instruction.  This will save us
 577          * redundant copies when the currently switched task does not
 578          * perform any I/O during its timeslice.
 579          */
 580         tss->io_bitmap_base = INVALID_IO_BITMAP_OFFSET_LAZY;
 581 }
 582
 583 /*
 584  * This function selects if the context switch from prev to next
 585  * has to tweak the TSC disable bit in the cr4.
 586  */
 587 static inline void disable_tsc(struct task_struct *prev_p,
 588                                struct task_struct *next_p)
 589 {
 590         struct thread_info *prev, *next;
 591
 592         /*
 593          * gcc should eliminate the ->thread_info dereference if
 594          * has_secure_computing returns 0 at compile time (SECCOMP=n).
 595          */
 596         prev = task_thread_info(prev_p);
 597         next = task_thread_info(next_p);
 598
 599         if (has_secure_computing(prev) || has_secure_computing(next)) {
 600                 /* slow path here */
 601                 if (has_secure_computing(prev) &&
 602                     !has_secure_computing(next)) {
 603                         write_cr4(read_cr4() & ~X86_CR4_TSD);
 604                 } else if (!has_secure_computing(prev) &&
 605                            has_secure_computing(next))
 606                         write_cr4(read_cr4() | X86_CR4_TSD);
 607         }
 608 }
 609
 610 /*
 611  *      switch_to(x,yn) should switch tasks from x to y.
 612  *
 613  * We fsave/fwait so that an exception goes off at the right time
 614  * (as a call from the fsave or fwait in effect) rather than to
 615  * the wrong process. Lazy FP saving no longer makes any sense
 616  * with modern CPU's, and this simplifies a lot of things (SMP
 617  * and UP become the same).
 618  *
 619  * NOTE! We used to use the x86 hardware context switching. The
 620  * reason for not using it any more becomes apparent when you
 621  * try to recover gracefully from saved state that is no longer
 622  * valid (stale segment register values in particular). With the
 623  * hardware task-switch, there is no way to fix up bad state in
 624  * a reasonable manner.
 625  *
 626  * The fact that Intel documents the hardware task-switching to
 627  * be slow is a fairly red herring - this code is not noticeably
 628  * faster. However, there _is_ some room for improvement here,
 629  * so the performance issues may eventually be a valid point.
 630  * More important, however, is the fact that this allows us much
 631  * more flexibility.
 632  *
 633  * The return value (in %eax) will be the "prev" task after
 634  * the task-switch, and shows up in ret_from_fork in entry.S,
 635  * for example.
 636  */
 637 struct task_struct fastcall * __switch_to(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
 638 {
 639         struct thread_struct *prev = &prev_p->thread,
 640                                  *next = &next_p->thread;
 641         int cpu = smp_processor_id();
 642         struct tss_struct *tss = &per_cpu(init_tss, cpu);
 643
 644         /* never put a printk in __switch_to... printk() calls wake_up*() indirectly */
 645
 646         __unlazy_fpu(prev_p);
 647         if (next_p->mm)
 648                 load_user_cs_desc(cpu, next_p->mm);
 649
 650
 651         /* we're going to use this soon, after a few expensive things */
 652         if (next_p->fpu_counter > 5)
 653                 prefetch(&next->i387.fxsave);
 654
 655         /*
 656          * Reload esp0.
 657          */
 658         load_esp0(tss, next);
 659
 660         /*
 661          * Save away %fs. No need to save %gs, as it was saved on the
 662          * stack on entry.  No need to save %es and %ds, as those are
 663          * always kernel segments while inside the kernel.  Doing this
 664          * before setting the new TLS descriptors avoids the situation
 665          * where we temporarily have non-reloadable segments in %fs
 666          * and %gs.  This could be an issue if the NMI handler ever
 667          * used %fs or %gs (it does not today), or if the kernel is
 668          * running inside of a hypervisor layer.
 669          */
 670         savesegment(fs, prev->fs);
 671
 672         /*
 673          * Load the per-thread Thread-Local Storage descriptor.
 674          */
 675         load_TLS(next, cpu);
 676
 677         /*
 678          * Restore %fs if needed.
 679          *
 680          * Glibc normally makes %fs be zero.
 681          */
 682         if (unlikely(prev->fs | next->fs))
 683                 loadsegment(fs, next->fs);
 684
 685         write_pda(pcurrent, next_p);
 686
 687         /*
 688          * Now maybe handle debug registers and/or IO bitmaps
 689          */
 690         if (unlikely((task_thread_info(next_p)->flags & _TIF_WORK_CTXSW)
 691             || test_tsk_thread_flag(prev_p, TIF_IO_BITMAP)))
 692                 __switch_to_xtra(next_p, tss);
 693
 694         disable_tsc(prev_p, next_p);
 695
 696         /* If the task has used fpu the last 5 timeslices, just do a full
 697          * restore of the math state immediately to avoid the trap; the
 698          * chances of needing FPU soon are obviously high now
 699          */
 700         if (next_p->fpu_counter > 5)
 701                 math_state_restore();
 702
 703         return prev_p;
 704 }
 705
 706 asmlinkage int sys_fork(struct pt_regs regs)
 707 {
 708         return do_fork(SIGCHLD, regs.esp, &regs, 0, NULL, NULL);
 709 }
 710
 711 asmlinkage int sys_clone(struct pt_regs regs)
 712 {
 713         unsigned long clone_flags;
 714         unsigned long newsp;
 715         int __user *parent_tidptr, *child_tidptr;
 716
 717         clone_flags = regs.ebx;
 718         newsp = regs.ecx;
 719         parent_tidptr = (int __user *)regs.edx;
 720         child_tidptr = (int __user *)regs.edi;
 721         if (!newsp)
 722                 newsp = regs.esp;
 723         return do_fork(clone_flags, newsp, &regs, 0, parent_tidptr, child_tidptr);
 724 }
 725
 726 /*
 727  * This is trivial, and on the face of it looks like it
 728  * could equally well be done in user mode.
 729  *
 730  * Not so, for quite unobvious reasons - register pressure.
 731  * In user mode vfork() cannot have a stack frame, and if
 732  * done by calling the "clone()" system call directly, you
 733  * do not have enough call-clobbered registers to hold all
 734  * the information you need.
 735  */
 736 asmlinkage int sys_vfork(struct pt_regs regs)
 737 {
 738         return do_fork(CLONE_VFORK | CLONE_VM | SIGCHLD, regs.esp, &regs, 0, NULL, NULL);
 739 }
 740
 741 /*
 742  * sys_execve() executes a new program.
 743  */
 744 asmlinkage int sys_execve(struct pt_regs regs)
 745 {
 746         int error;
 747         char * filename;
 748
 749         filename = getname((char __user *) regs.ebx);
 750         error = PTR_ERR(filename);
 751         if (IS_ERR(filename))
 752                 goto out;
 753         error = do_execve(filename,
 754                         (char __user * __user *) regs.ecx,
 755                         (char __user * __user *) regs.edx,
 756                         &regs);
 757         if (error == 0) {
 758                 /* Make sure we don't return using sysenter.. */
 759                 set_thread_flag(TIF_IRET);
 760         }
 761         putname(filename);
 762 out:
 763         return error;
 764 }
 765
 766 #define top_esp                (THREAD_SIZE - sizeof(unsigned long))
 767 #define top_ebp                (THREAD_SIZE - 2*sizeof(unsigned long))
 768
 769 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 770 {
 771         unsigned long ebp, esp, eip;
 772         unsigned long stack_page;
 773         int count = 0;
 774         if (!p || p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 775                 return 0;
 776         stack_page = (unsigned long)task_stack_page(p);
 777         esp = p->thread.esp;
 778         if (!stack_page || esp < stack_page || esp > top_esp+stack_page)
 779                 return 0;
 780         /* include/asm-i386/system.h:switch_to() pushes ebp last. */
 781         ebp = *(unsigned long *) esp;
 782         do {
 783                 if (ebp < stack_page || ebp > top_ebp+stack_page)
 784                         return 0;
 785                 eip = *(unsigned long *) (ebp+4);
 786                 if (!in_sched_functions(eip))
 787                         return eip;
 788                 ebp = *(unsigned long *) ebp;
 789         } while (count++ < 16);
 790         return 0;
 791 }
 792
 793 /*
 794  * sys_alloc_thread_area: get a yet unused TLS descriptor index.
 795  */
 796 static int get_free_idx(void)
 797 {
 798         struct thread_struct *t = &current->thread;
 799         int idx;
 800
 801         for (idx = 0; idx < GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES; idx++)
 802                 if (desc_empty(t->tls_array + idx))
 803                         return idx + GDT_ENTRY_TLS_MIN;
 804         return -ESRCH;
 805 }
 806
 807 /*
 808  * Set a given TLS descriptor:
 809  */
 810 asmlinkage int sys_set_thread_area(struct user_desc __user *u_info)
 811 {
 812         struct thread_struct *t = &current->thread;
 813         struct user_desc info;
 814         struct desc_struct *desc;
 815         int cpu, idx;
 816
 817         if (copy_from_user(&info, u_info, sizeof(info)))
 818                 return -EFAULT;
 819         idx = info.entry_number;
 820
 821         /*
 822          * index -1 means the kernel should try to find and
 823          * allocate an empty descriptor:
 824          */
 825         if (idx == -1) {
 826                 idx = get_free_idx();
 827                 if (idx < 0)
 828                         return idx;
 829                 if (put_user(idx, &u_info->entry_number))
 830                         return -EFAULT;
 831         }
 832
 833         if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 834                 return -EINVAL;
 835
 836         desc = t->tls_array + idx - GDT_ENTRY_TLS_MIN;
 837
 838         /*
 839          * We must not get preempted while modifying the TLS.
 840          */
 841         cpu = get_cpu();
 842
 843         if (LDT_empty(&info)) {
 844                 desc->a = 0;
 845                 desc->b = 0;
 846         } else {
 847                 desc->a = LDT_entry_a(&info);
 848                 desc->b = LDT_entry_b(&info);
 849         }
 850         load_TLS(t, cpu);
 851
 852         put_cpu();
 853
 854         return 0;
 855 }
 856
 857 /*
 858  * Get the current Thread-Local Storage area:
 859  */
 860
 861 #define GET_BASE(desc) ( \
 862         (((desc)->a >> 16) & 0x0000ffff) | \
 863         (((desc)->b << 16) & 0x00ff0000) | \
 864         ( (desc)->b        & 0xff000000)   )
 865
 866 #define GET_LIMIT(desc) ( \
 867         ((desc)->a & 0x0ffff) | \
 868          ((desc)->b & 0xf0000) )
 869
 870 #define GET_32BIT(desc)         (((desc)->b >> 22) & 1)
 871 #define GET_CONTENTS(desc)      (((desc)->b >> 10) & 3)
 872 #define GET_WRITABLE(desc)      (((desc)->b >>  9) & 1)
 873 #define GET_LIMIT_PAGES(desc)   (((desc)->b >> 23) & 1)
 874 #define GET_PRESENT(desc)       (((desc)->b >> 15) & 1)
 875 #define GET_USEABLE(desc)       (((desc)->b >> 20) & 1)
 876
 877 asmlinkage int sys_get_thread_area(struct user_desc __user *u_info)
 878 {
 879         struct user_desc info;
 880         struct desc_struct *desc;
 881         int idx;
 882
 883         if (get_user(idx, &u_info->entry_number))
 884                 return -EFAULT;
 885         if (idx < GDT_ENTRY_TLS_MIN || idx > GDT_ENTRY_TLS_MAX)
 886                 return -EINVAL;
 887
 888         memset(&info, 0, sizeof(info));
 889
 890         desc = current->thread.tls_array + idx - GDT_ENTRY_TLS_MIN;
 891
 892         info.entry_number = idx;
 893         info.base_addr = GET_BASE(desc);
 894         info.limit = GET_LIMIT(desc);
 895         info.seg_32bit = GET_32BIT(desc);
 896         info.contents = GET_CONTENTS(desc);
 897         info.read_exec_only = !GET_WRITABLE(desc);
 898         info.limit_in_pages = GET_LIMIT_PAGES(desc);
 899         info.seg_not_present = !GET_PRESENT(desc);
 900         info.useable = GET_USEABLE(desc);
 901
 902         if (copy_to_user(u_info, &info, sizeof(info)))
 903                 return -EFAULT;
 904         return 0;
 905 }
 906
 907 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
 908 {
 909         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
 910                 sp -= get_random_int() % 8192;
 911         return sp & ~0xf;
 912 }
 913
 914 void arch_add_exec_range(struct mm_struct *mm, unsigned long limit)
 915 {
 916         if (limit > mm->context.exec_limit) {
 917                 mm->context.exec_limit = limit;
 918                 set_user_cs(&mm->context.user_cs, limit);
 919                 if (mm == current->mm) {
 920                         preempt_disable();
 921                         load_user_cs_desc(smp_processor_id(), mm);
 922                         preempt_enable();
 923                 }
 924         }
 925 }
 926
 927 void arch_remove_exec_range(struct mm_struct *mm, unsigned long old_end)
 928 {
 929         struct vm_area_struct *vma;
 930         unsigned long limit = PAGE_SIZE;
 931
 932         if (old_end == mm->context.exec_limit) {
 933                 for (vma = mm->mmap; vma; vma = vma->vm_next)
 934                         if ((vma->vm_flags & VM_EXEC) && (vma->vm_end > limit))
 935                                 limit = vma->vm_end;
 936
 937                 mm->context.exec_limit = limit;
 938                 set_user_cs(&mm->context.user_cs, limit);
 939                 if (mm == current->mm) {
 940                         preempt_disable();
 941                         load_user_cs_desc(smp_processor_id(), mm);
 942                         preempt_enable();
 943                 }
 944         }
 945 }
 946
 947 void arch_flush_exec_range(struct mm_struct *mm)
 948 {
 949         mm->context.exec_limit = 0;
 950         set_user_cs(&mm->context.user_cs, 0);
 951 }
 952
 953 /*
 954  * Generate random brk address between 128MB and 196MB. (if the layout
 955  * allows it.)
 956  */
 957 void randomize_brk(unsigned long old_brk)
 958 {
 959         unsigned long new_brk, range_start, range_end;
 960
 961         range_start = 0x08000000;
 962         if (current->mm->brk >= range_start)
 963                 range_start = current->mm->brk;
 964         range_end = range_start + 0x02000000;
 965         new_brk = randomize_range(range_start, range_end, 0);
 966         if (new_brk)
 967                 current->mm->brk = new_brk;
 968 }
 969