arch/x86/kernel/process.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
   3
   4 #include <linux/errno.h>
   5 #include <linux/kernel.h>
   6 #include <linux/mm.h>
   7 #include <linux/smp.h>
   8 #include <linux/prctl.h>
   9 #include <linux/slab.h>
  10 #include <linux/sched.h>
  11 #include <linux/sched/idle.h>
  12 #include <linux/sched/debug.h>
  13 #include <linux/sched/task.h>
  14 #include <linux/sched/task_stack.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/export.h>
  17 #include <linux/pm.h>
  18 #include <linux/tick.h>
  19 #include <linux/random.h>
  20 #include <linux/user-return-notifier.h>
  21 #include <linux/dmi.h>
  22 #include <linux/utsname.h>
  23 #include <linux/stackprotector.h>
  24 #include <linux/cpuidle.h>
  25 #include <linux/acpi.h>
  26 #include <linux/elf-randomize.h>
  27 #include <trace/events/power.h>
  28 #include <linux/hw_breakpoint.h>
  29 #include <asm/cpu.h>
  30 #include <asm/apic.h>
  31 #include <linux/uaccess.h>
  32 #include <asm/mwait.h>
  33 #include <asm/fpu/internal.h>
  34 #include <asm/debugreg.h>
  35 #include <asm/nmi.h>
  36 #include <asm/tlbflush.h>
  37 #include <asm/mce.h>
  38 #include <asm/vm86.h>
  39 #include <asm/switch_to.h>
  40 #include <asm/desc.h>
  41 #include <asm/prctl.h>
  42 #include <asm/spec-ctrl.h>
  43 #include <asm/io_bitmap.h>
  44 #include <asm/proto.h>
  45 #include <asm/frame.h>
  46
  47 #include "process.h"
  48
  49 /*
  50  * per-CPU TSS segments. Threads are completely 'soft' on Linux,
  51  * no more per-task TSS's. The TSS size is kept cacheline-aligned
  52  * so they are allowed to end up in the .data..cacheline_aligned
  53  * section. Since TSS's are completely CPU-local, we want them
  54  * on exact cacheline boundaries, to eliminate cacheline ping-pong.
  55  */
  56 __visible DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(struct tss_struct, cpu_tss_rw) = {
  57         .x86_tss = {
  58                 /*
  59                  * .sp0 is only used when entering ring 0 from a lower
  60                  * privilege level.  Since the init task never runs anything
  61                  * but ring 0 code, there is no need for a valid value here.
  62                  * Poison it.
  63                  */
  64                 .sp0 = (1UL << (BITS_PER_LONG-1)) + 1,
  65
  66 #ifdef CONFIG_X86_32
  67                 .sp1 = TOP_OF_INIT_STACK,
  68
  69                 .ss0 = __KERNEL_DS,
  70                 .ss1 = __KERNEL_CS,
  71 #endif
  72                 .io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET_INVALID,
  73          },
  74 };
  75 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_tss_rw);
  76
  77 DEFINE_PER_CPU(bool, __tss_limit_invalid);
  78 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(__tss_limit_invalid);
  79
  80 /*
  81  * this gets called so that we can store lazy state into memory and copy the
  82  * current task into the new thread.
  83  */
  84 int arch_dup_task_struct(struct task_struct *dst, struct task_struct *src)
  85 {
  86         memcpy(dst, src, arch_task_struct_size);
  87 #ifdef CONFIG_VM86
  88         dst->thread.vm86 = NULL;
  89 #endif
  90
  91         return fpu__copy(dst, src);
  92 }
  93
  94 /*
  95  * Free thread data structures etc..
  96  */
  97 void exit_thread(struct task_struct *tsk)
  98 {
  99         struct thread_struct *t = &tsk->thread;
 100         struct fpu *fpu = &t->fpu;
 101
 102         if (test_thread_flag(TIF_IO_BITMAP))
 103                 io_bitmap_exit(tsk);
 104
 105         free_vm86(t);
 106
 107         fpu__drop(fpu);
 108 }
 109
 110 static int set_new_tls(struct task_struct *p, unsigned long tls)
 111 {
 112         struct user_desc __user *utls = (struct user_desc __user *)tls;
 113
 114         if (in_ia32_syscall())
 115                 return do_set_thread_area(p, -1, utls, 0);
 116         else
 117                 return do_set_thread_area_64(p, ARCH_SET_FS, tls);
 118 }
 119
 120 int copy_thread(unsigned long clone_flags, unsigned long sp, unsigned long arg,
 121                 struct task_struct *p, unsigned long tls)
 122 {
 123         struct inactive_task_frame *frame;
 124         struct fork_frame *fork_frame;
 125         struct pt_regs *childregs;
 126         int ret = 0;
 127
 128         childregs = task_pt_regs(p);
 129         fork_frame = container_of(childregs, struct fork_frame, regs);
 130         frame = &fork_frame->frame;
 131
 132         frame->bp = encode_frame_pointer(childregs);
 133         frame->ret_addr = (unsigned long) ret_from_fork;
 134         p->thread.sp = (unsigned long) fork_frame;
 135         p->thread.io_bitmap = NULL;
 136         memset(p->thread.ptrace_bps, 0, sizeof(p->thread.ptrace_bps));
 137
 138 #ifdef CONFIG_X86_64
 139         current_save_fsgs();
 140         p->thread.fsindex = current->thread.fsindex;
 141         p->thread.fsbase = current->thread.fsbase;
 142         p->thread.gsindex = current->thread.gsindex;
 143         p->thread.gsbase = current->thread.gsbase;
 144
 145         savesegment(es, p->thread.es);
 146         savesegment(ds, p->thread.ds);
 147 #else
 148         p->thread.sp0 = (unsigned long) (childregs + 1);
 149         /*
 150          * Clear all status flags including IF and set fixed bit. 64bit
 151          * does not have this initialization as the frame does not contain
 152          * flags. The flags consistency (especially vs. AC) is there
 153          * ensured via objtool, which lacks 32bit support.
 154          */
 155         frame->flags = X86_EFLAGS_FIXED;
 156 #endif
 157
 158         /* Kernel thread ? */
 159         if (unlikely(p->flags & PF_KTHREAD)) {
 160                 memset(childregs, 0, sizeof(struct pt_regs));
 161                 kthread_frame_init(frame, sp, arg);
 162                 return 0;
 163         }
 164
 165         frame->bx = 0;
 166         *childregs = *current_pt_regs();
 167         childregs->ax = 0;
 168         if (sp)
 169                 childregs->sp = sp;
 170
 171 #ifdef CONFIG_X86_32
 172         task_user_gs(p) = get_user_gs(current_pt_regs());
 173 #endif
 174
 175         if (unlikely(p->flags & PF_IO_WORKER)) {
 176                 /*
 177                  * An IO thread is a user space thread, but it doesn't
 178                  * return to ret_after_fork().
 179                  *
 180                  * In order to indicate that to tools like gdb,
 181                  * we reset the stack and instruction pointers.
 182                  *
 183                  * It does the same kernel frame setup to return to a kernel
 184                  * function that a kernel thread does.
 185                  */
 186                 childregs->sp = 0;
 187                 childregs->ip = 0;
 188                 kthread_frame_init(frame, sp, arg);
 189                 return 0;
 190         }
 191
 192         /* Set a new TLS for the child thread? */
 193         if (clone_flags & CLONE_SETTLS)
 194                 ret = set_new_tls(p, tls);
 195
 196         if (!ret && unlikely(test_tsk_thread_flag(current, TIF_IO_BITMAP)))
 197                 io_bitmap_share(p);
 198
 199         return ret;
 200 }
 201
 202 void flush_thread(void)
 203 {
 204         struct task_struct *tsk = current;
 205
 206         flush_ptrace_hw_breakpoint(tsk);
 207         memset(tsk->thread.tls_array, 0, sizeof(tsk->thread.tls_array));
 208
 209         fpu__clear_all(&tsk->thread.fpu);
 210 }
 211
 212 void disable_TSC(void)
 213 {
 214         preempt_disable();
 215         if (!test_and_set_thread_flag(TIF_NOTSC))
 216                 /*
 217                  * Must flip the CPU state synchronously with
 218                  * TIF_NOTSC in the current running context.
 219                  */
 220                 cr4_set_bits(X86_CR4_TSD);
 221         preempt_enable();
 222 }
 223
 224 static void enable_TSC(void)
 225 {
 226         preempt_disable();
 227         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_NOTSC))
 228                 /*
 229                  * Must flip the CPU state synchronously with
 230                  * TIF_NOTSC in the current running context.
 231                  */
 232                 cr4_clear_bits(X86_CR4_TSD);
 233         preempt_enable();
 234 }
 235
 236 int get_tsc_mode(unsigned long adr)
 237 {
 238         unsigned int val;
 239
 240         if (test_thread_flag(TIF_NOTSC))
 241                 val = PR_TSC_SIGSEGV;
 242         else
 243                 val = PR_TSC_ENABLE;
 244
 245         return put_user(val, (unsigned int __user *)adr);
 246 }
 247
 248 int set_tsc_mode(unsigned int val)
 249 {
 250         if (val == PR_TSC_SIGSEGV)
 251                 disable_TSC();
 252         else if (val == PR_TSC_ENABLE)
 253                 enable_TSC();
 254         else
 255                 return -EINVAL;
 256
 257         return 0;
 258 }
 259
 260 DEFINE_PER_CPU(u64, msr_misc_features_shadow);
 261
 262 static void set_cpuid_faulting(bool on)
 263 {
 264         u64 msrval;
 265
 266         msrval = this_cpu_read(msr_misc_features_shadow);
 267         msrval &= ~MSR_MISC_FEATURES_ENABLES_CPUID_FAULT;
 268         msrval |= (on << MSR_MISC_FEATURES_ENABLES_CPUID_FAULT_BIT);
 269         this_cpu_write(msr_misc_features_shadow, msrval);
 270         wrmsrl(MSR_MISC_FEATURES_ENABLES, msrval);
 271 }
 272
 273 static void disable_cpuid(void)
 274 {
 275         preempt_disable();
 276         if (!test_and_set_thread_flag(TIF_NOCPUID)) {
 277                 /*
 278                  * Must flip the CPU state synchronously with
 279                  * TIF_NOCPUID in the current running context.
 280                  */
 281                 set_cpuid_faulting(true);
 282         }
 283         preempt_enable();
 284 }
 285
 286 static void enable_cpuid(void)
 287 {
 288         preempt_disable();
 289         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_NOCPUID)) {
 290                 /*
 291                  * Must flip the CPU state synchronously with
 292                  * TIF_NOCPUID in the current running context.
 293                  */
 294                 set_cpuid_faulting(false);
 295         }
 296         preempt_enable();
 297 }
 298
 299 static int get_cpuid_mode(void)
 300 {
 301         return !test_thread_flag(TIF_NOCPUID);
 302 }
 303
 304 static int set_cpuid_mode(struct task_struct *task, unsigned long cpuid_enabled)
 305 {
 306         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_CPUID_FAULT))
 307                 return -ENODEV;
 308
 309         if (cpuid_enabled)
 310                 enable_cpuid();
 311         else
 312                 disable_cpuid();
 313
 314         return 0;
 315 }
 316
 317 /*
 318  * Called immediately after a successful exec.
 319  */
 320 void arch_setup_new_exec(void)
 321 {
 322         /* If cpuid was previously disabled for this task, re-enable it. */
 323         if (test_thread_flag(TIF_NOCPUID))
 324                 enable_cpuid();
 325
 326         /*
 327          * Don't inherit TIF_SSBD across exec boundary when
 328          * PR_SPEC_DISABLE_NOEXEC is used.
 329          */
 330         if (test_thread_flag(TIF_SSBD) &&
 331             task_spec_ssb_noexec(current)) {
 332                 clear_thread_flag(TIF_SSBD);
 333                 task_clear_spec_ssb_disable(current);
 334                 task_clear_spec_ssb_noexec(current);
 335                 speculation_ctrl_update(task_thread_info(current)->flags);
 336         }
 337 }
 338
 339 #ifdef CONFIG_X86_IOPL_IOPERM
 340 static inline void switch_to_bitmap(unsigned long tifp)
 341 {
 342         /*
 343          * Invalidate I/O bitmap if the previous task used it. This prevents
 344          * any possible leakage of an active I/O bitmap.
 345          *
 346          * If the next task has an I/O bitmap it will handle it on exit to
 347          * user mode.
 348          */
 349         if (tifp & _TIF_IO_BITMAP)
 350                 tss_invalidate_io_bitmap();
 351 }
 352
 353 static void tss_copy_io_bitmap(struct tss_struct *tss, struct io_bitmap *iobm)
 354 {
 355         /*
 356          * Copy at least the byte range of the incoming tasks bitmap which
 357          * covers the permitted I/O ports.
 358          *
 359          * If the previous task which used an I/O bitmap had more bits
 360          * permitted, then the copy needs to cover those as well so they
 361          * get turned off.
 362          */
 363         memcpy(tss->io_bitmap.bitmap, iobm->bitmap,
 364                max(tss->io_bitmap.prev_max, iobm->max));
 365
 366         /*
 367          * Store the new max and the sequence number of this bitmap
 368          * and a pointer to the bitmap itself.
 369          */
 370         tss->io_bitmap.prev_max = iobm->max;
 371         tss->io_bitmap.prev_sequence = iobm->sequence;
 372 }
 373
 374 /**
 375  * tss_update_io_bitmap - Update I/O bitmap before exiting to usermode
 376  */
 377 void native_tss_update_io_bitmap(void)
 378 {
 379         struct tss_struct *tss = this_cpu_ptr(&cpu_tss_rw);
 380         struct thread_struct *t = &current->thread;
 381         u16 *base = &tss->x86_tss.io_bitmap_base;
 382
 383         if (!test_thread_flag(TIF_IO_BITMAP)) {
 384                 native_tss_invalidate_io_bitmap();
 385                 return;
 386         }
 387
 388         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_IOPL_IOPERM) && t->iopl_emul == 3) {
 389                 *base = IO_BITMAP_OFFSET_VALID_ALL;
 390         } else {
 391                 struct io_bitmap *iobm = t->io_bitmap;
 392
 393                 /*
 394                  * Only copy bitmap data when the sequence number differs. The
 395                  * update time is accounted to the incoming task.
 396                  */
 397                 if (tss->io_bitmap.prev_sequence != iobm->sequence)
 398                         tss_copy_io_bitmap(tss, iobm);
 399
 400                 /* Enable the bitmap */
 401                 *base = IO_BITMAP_OFFSET_VALID_MAP;
 402         }
 403
 404         /*
 405          * Make sure that the TSS limit is covering the IO bitmap. It might have
 406          * been cut down by a VMEXIT to 0x67 which would cause a subsequent I/O
 407          * access from user space to trigger a #GP because tbe bitmap is outside
 408          * the TSS limit.
 409          */
 410         refresh_tss_limit();
 411 }
 412 #else /* CONFIG_X86_IOPL_IOPERM */
 413 static inline void switch_to_bitmap(unsigned long tifp) { }
 414 #endif
 415
 416 #ifdef CONFIG_SMP
 417
 418 struct ssb_state {
 419         struct ssb_state        *shared_state;
 420         raw_spinlock_t          lock;
 421         unsigned int            disable_state;
 422         unsigned long           local_state;
 423 };
 424
 425 #define LSTATE_SSB      0
 426
 427 static DEFINE_PER_CPU(struct ssb_state, ssb_state);
 428
 429 void speculative_store_bypass_ht_init(void)
 430 {
 431         struct ssb_state *st = this_cpu_ptr(&ssb_state);
 432         unsigned int this_cpu = smp_processor_id();
 433         unsigned int cpu;
 434
 435         st->local_state = 0;
 436
 437         /*
 438          * Shared state setup happens once on the first bringup
 439          * of the CPU. It's not destroyed on CPU hotunplug.
 440          */
 441         if (st->shared_state)
 442                 return;
 443
 444         raw_spin_lock_init(&st->lock);
 445
 446         /*
 447          * Go over HT siblings and check whether one of them has set up the
 448          * shared state pointer already.
 449          */
 450         for_each_cpu(cpu, topology_sibling_cpumask(this_cpu)) {
 451                 if (cpu == this_cpu)
 452                         continue;
 453
 454                 if (!per_cpu(ssb_state, cpu).shared_state)
 455                         continue;
 456
 457                 /* Link it to the state of the sibling: */
 458                 st->shared_state = per_cpu(ssb_state, cpu).shared_state;
 459                 return;
 460         }
 461
 462         /*
 463          * First HT sibling to come up on the core.  Link shared state of
 464          * the first HT sibling to itself. The siblings on the same core
 465          * which come up later will see the shared state pointer and link
 466          * themselves to the state of this CPU.
 467          */
 468         st->shared_state = st;
 469 }
 470
 471 /*
 472  * Logic is: First HT sibling enables SSBD for both siblings in the core
 473  * and last sibling to disable it, disables it for the whole core. This how
 474  * MSR_SPEC_CTRL works in "hardware":
 475  *
 476  *  CORE_SPEC_CTRL = THREAD0_SPEC_CTRL | THREAD1_SPEC_CTRL
 477  */
 478 static __always_inline void amd_set_core_ssb_state(unsigned long tifn)
 479 {
 480         struct ssb_state *st = this_cpu_ptr(&ssb_state);
 481         u64 msr = x86_amd_ls_cfg_base;
 482
 483         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_ZEN)) {
 484                 msr |= ssbd_tif_to_amd_ls_cfg(tifn);
 485                 wrmsrl(MSR_AMD64_LS_CFG, msr);
 486                 return;
 487         }
 488
 489         if (tifn & _TIF_SSBD) {
 490                 /*
 491                  * Since this can race with prctl(), block reentry on the
 492                  * same CPU.
 493                  */
 494                 if (__test_and_set_bit(LSTATE_SSB, &st->local_state))
 495                         return;
 496
 497                 msr |= x86_amd_ls_cfg_ssbd_mask;
 498
 499                 raw_spin_lock(&st->shared_state->lock);
 500                 /* First sibling enables SSBD: */
 501                 if (!st->shared_state->disable_state)
 502                         wrmsrl(MSR_AMD64_LS_CFG, msr);
 503                 st->shared_state->disable_state++;
 504                 raw_spin_unlock(&st->shared_state->lock);
 505         } else {
 506                 if (!__test_and_clear_bit(LSTATE_SSB, &st->local_state))
 507                         return;
 508
 509                 raw_spin_lock(&st->shared_state->lock);
 510                 st->shared_state->disable_state--;
 511                 if (!st->shared_state->disable_state)
 512                         wrmsrl(MSR_AMD64_LS_CFG, msr);
 513                 raw_spin_unlock(&st->shared_state->lock);
 514         }
 515 }
 516 #else
 517 static __always_inline void amd_set_core_ssb_state(unsigned long tifn)
 518 {
 519         u64 msr = x86_amd_ls_cfg_base | ssbd_tif_to_amd_ls_cfg(tifn);
 520
 521         wrmsrl(MSR_AMD64_LS_CFG, msr);
 522 }
 523 #endif
 524
 525 static __always_inline void amd_set_ssb_virt_state(unsigned long tifn)
 526 {
 527         /*
 528          * SSBD has the same definition in SPEC_CTRL and VIRT_SPEC_CTRL,
 529          * so ssbd_tif_to_spec_ctrl() just works.
 530          */
 531         wrmsrl(MSR_AMD64_VIRT_SPEC_CTRL, ssbd_tif_to_spec_ctrl(tifn));
 532 }
 533
 534 /*
 535  * Update the MSRs managing speculation control, during context switch.
 536  *
 537  * tifp: Previous task's thread flags
 538  * tifn: Next task's thread flags
 539  */
 540 static __always_inline void __speculation_ctrl_update(unsigned long tifp,
 541                                                       unsigned long tifn)
 542 {
 543         unsigned long tif_diff = tifp ^ tifn;
 544         u64 msr = x86_spec_ctrl_base;
 545         bool updmsr = false;
 546
 547         lockdep_assert_irqs_disabled();
 548
 549         /* Handle change of TIF_SSBD depending on the mitigation method. */
 550         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_VIRT_SSBD)) {
 551                 if (tif_diff & _TIF_SSBD)
 552                         amd_set_ssb_virt_state(tifn);
 553         } else if (static_cpu_has(X86_FEATURE_LS_CFG_SSBD)) {
 554                 if (tif_diff & _TIF_SSBD)
 555                         amd_set_core_ssb_state(tifn);
 556         } else if (static_cpu_has(X86_FEATURE_SPEC_CTRL_SSBD) ||
 557                    static_cpu_has(X86_FEATURE_AMD_SSBD)) {
 558                 updmsr |= !!(tif_diff & _TIF_SSBD);
 559                 msr |= ssbd_tif_to_spec_ctrl(tifn);
 560         }
 561
 562         /* Only evaluate TIF_SPEC_IB if conditional STIBP is enabled. */
 563         if (IS_ENABLED(CONFIG_SMP) &&
 564             static_branch_unlikely(&switch_to_cond_stibp)) {
 565                 updmsr |= !!(tif_diff & _TIF_SPEC_IB);
 566                 msr |= stibp_tif_to_spec_ctrl(tifn);
 567         }
 568
 569         if (updmsr)
 570                 wrmsrl(MSR_IA32_SPEC_CTRL, msr);
 571 }
 572
 573 static unsigned long speculation_ctrl_update_tif(struct task_struct *tsk)
 574 {
 575         if (test_and_clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SPEC_FORCE_UPDATE)) {
 576                 if (task_spec_ssb_disable(tsk))
 577                         set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SSBD);
 578                 else
 579                         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SSBD);
 580
 581                 if (task_spec_ib_disable(tsk))
 582                         set_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SPEC_IB);
 583                 else
 584                         clear_tsk_thread_flag(tsk, TIF_SPEC_IB);
 585         }
 586         /* Return the updated threadinfo flags*/
 587         return task_thread_info(tsk)->flags;
 588 }
 589
 590 void speculation_ctrl_update(unsigned long tif)
 591 {
 592         unsigned long flags;
 593
 594         /* Forced update. Make sure all relevant TIF flags are different */
 595         local_irq_save(flags);
 596         __speculation_ctrl_update(~tif, tif);
 597         local_irq_restore(flags);
 598 }
 599
 600 /* Called from seccomp/prctl update */
 601 void speculation_ctrl_update_current(void)
 602 {
 603         preempt_disable();
 604         speculation_ctrl_update(speculation_ctrl_update_tif(current));
 605         preempt_enable();
 606 }
 607
 608 static inline void cr4_toggle_bits_irqsoff(unsigned long mask)
 609 {
 610         unsigned long newval, cr4 = this_cpu_read(cpu_tlbstate.cr4);
 611
 612         newval = cr4 ^ mask;
 613         if (newval != cr4) {
 614                 this_cpu_write(cpu_tlbstate.cr4, newval);
 615                 __write_cr4(newval);
 616         }
 617 }
 618
 619 void __switch_to_xtra(struct task_struct *prev_p, struct task_struct *next_p)
 620 {
 621         unsigned long tifp, tifn;
 622
 623         tifn = READ_ONCE(task_thread_info(next_p)->flags);
 624         tifp = READ_ONCE(task_thread_info(prev_p)->flags);
 625
 626         switch_to_bitmap(tifp);
 627
 628         propagate_user_return_notify(prev_p, next_p);
 629
 630         if ((tifp & _TIF_BLOCKSTEP || tifn & _TIF_BLOCKSTEP) &&
 631             arch_has_block_step()) {
 632                 unsigned long debugctl, msk;
 633
 634                 rdmsrl(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, debugctl);
 635                 debugctl &= ~DEBUGCTLMSR_BTF;
 636                 msk = tifn & _TIF_BLOCKSTEP;
 637                 debugctl |= (msk >> TIF_BLOCKSTEP) << DEBUGCTLMSR_BTF_SHIFT;
 638                 wrmsrl(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, debugctl);
 639         }
 640
 641         if ((tifp ^ tifn) & _TIF_NOTSC)
 642                 cr4_toggle_bits_irqsoff(X86_CR4_TSD);
 643
 644         if ((tifp ^ tifn) & _TIF_NOCPUID)
 645                 set_cpuid_faulting(!!(tifn & _TIF_NOCPUID));
 646
 647         if (likely(!((tifp | tifn) & _TIF_SPEC_FORCE_UPDATE))) {
 648                 __speculation_ctrl_update(tifp, tifn);
 649         } else {
 650                 speculation_ctrl_update_tif(prev_p);
 651                 tifn = speculation_ctrl_update_tif(next_p);
 652
 653                 /* Enforce MSR update to ensure consistent state */
 654                 __speculation_ctrl_update(~tifn, tifn);
 655         }
 656
 657         if ((tifp ^ tifn) & _TIF_SLD)
 658                 switch_to_sld(tifn);
 659 }
 660
 661 /*
 662  * Idle related variables and functions
 663  */
 664 unsigned long boot_option_idle_override = IDLE_NO_OVERRIDE;
 665 EXPORT_SYMBOL(boot_option_idle_override);
 666
 667 static void (*x86_idle)(void);
 668
 669 #ifndef CONFIG_SMP
 670 static inline void play_dead(void)
 671 {
 672         BUG();
 673 }
 674 #endif
 675
 676 void arch_cpu_idle_enter(void)
 677 {
 678         tsc_verify_tsc_adjust(false);
 679         local_touch_nmi();
 680 }
 681
 682 void arch_cpu_idle_dead(void)
 683 {
 684         play_dead();
 685 }
 686
 687 /*
 688  * Called from the generic idle code.
 689  */
 690 void arch_cpu_idle(void)
 691 {
 692         x86_idle();
 693 }
 694
 695 /*
 696  * We use this if we don't have any better idle routine..
 697  */
 698 void __cpuidle default_idle(void)
 699 {
 700         raw_safe_halt();
 701 }
 702 #if defined(CONFIG_APM_MODULE) || defined(CONFIG_HALTPOLL_CPUIDLE_MODULE)
 703 EXPORT_SYMBOL(default_idle);
 704 #endif
 705
 706 #ifdef CONFIG_XEN
 707 bool xen_set_default_idle(void)
 708 {
 709         bool ret = !!x86_idle;
 710
 711         x86_idle = default_idle;
 712
 713         return ret;
 714 }
 715 #endif
 716
 717 void stop_this_cpu(void *dummy)
 718 {
 719         local_irq_disable();
 720         /*
 721          * Remove this CPU:
 722          */
 723         set_cpu_online(smp_processor_id(), false);
 724         disable_local_APIC();
 725         mcheck_cpu_clear(this_cpu_ptr(&cpu_info));
 726
 727         /*
 728          * Use wbinvd on processors that support SME. This provides support
 729          * for performing a successful kexec when going from SME inactive
 730          * to SME active (or vice-versa). The cache must be cleared so that
 731          * if there are entries with the same physical address, both with and
 732          * without the encryption bit, they don't race each other when flushed
 733          * and potentially end up with the wrong entry being committed to
 734          * memory.
 735          */
 736         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_SME))
 737                 native_wbinvd();
 738         for (;;) {
 739                 /*
 740                  * Use native_halt() so that memory contents don't change
 741                  * (stack usage and variables) after possibly issuing the
 742                  * native_wbinvd() above.
 743                  */
 744                 native_halt();
 745         }
 746 }
 747
 748 /*
 749  * AMD Erratum 400 aware idle routine. We handle it the same way as C3 power
 750  * states (local apic timer and TSC stop).
 751  *
 752  * XXX this function is completely buggered vs RCU and tracing.
 753  */
 754 static void amd_e400_idle(void)
 755 {
 756         /*
 757          * We cannot use static_cpu_has_bug() here because X86_BUG_AMD_APIC_C1E
 758          * gets set after static_cpu_has() places have been converted via
 759          * alternatives.
 760          */
 761         if (!boot_cpu_has_bug(X86_BUG_AMD_APIC_C1E)) {
 762                 default_idle();
 763                 return;
 764         }
 765
 766         tick_broadcast_enter();
 767
 768         default_idle();
 769
 770         /*
 771          * The switch back from broadcast mode needs to be called with
 772          * interrupts disabled.
 773          */
 774         raw_local_irq_disable();
 775         tick_broadcast_exit();
 776         raw_local_irq_enable();
 777 }
 778
 779 /*
 780  * Intel Core2 and older machines prefer MWAIT over HALT for C1.
 781  * We can't rely on cpuidle installing MWAIT, because it will not load
 782  * on systems that support only C1 -- so the boot default must be MWAIT.
 783  *
 784  * Some AMD machines are the opposite, they depend on using HALT.
 785  *
 786  * So for default C1, which is used during boot until cpuidle loads,
 787  * use MWAIT-C1 on Intel HW that has it, else use HALT.
 788  */
 789 static int prefer_mwait_c1_over_halt(const struct cpuinfo_x86 *c)
 790 {
 791         if (c->x86_vendor != X86_VENDOR_INTEL)
 792                 return 0;
 793
 794         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAIT) || boot_cpu_has_bug(X86_BUG_MONITOR))
 795                 return 0;
 796
 797         return 1;
 798 }
 799
 800 /*
 801  * MONITOR/MWAIT with no hints, used for default C1 state. This invokes MWAIT
 802  * with interrupts enabled and no flags, which is backwards compatible with the
 803  * original MWAIT implementation.
 804  */
 805 static __cpuidle void mwait_idle(void)
 806 {
 807         if (!current_set_polling_and_test()) {
 808                 if (this_cpu_has(X86_BUG_CLFLUSH_MONITOR)) {
 809                         mb(); /* quirk */
 810                         clflush((void *)&current_thread_info()->flags);
 811                         mb(); /* quirk */
 812                 }
 813
 814                 __monitor((void *)&current_thread_info()->flags, 0, 0);
 815                 if (!need_resched())
 816                         __sti_mwait(0, 0);
 817                 else
 818                         raw_local_irq_enable();
 819         } else {
 820                 raw_local_irq_enable();
 821         }
 822         __current_clr_polling();
 823 }
 824
 825 void select_idle_routine(const struct cpuinfo_x86 *c)
 826 {
 827 #ifdef CONFIG_SMP
 828         if (boot_option_idle_override == IDLE_POLL && smp_num_siblings > 1)
 829                 pr_warn_once("WARNING: polling idle and HT enabled, performance may degrade\n");
 830 #endif
 831         if (x86_idle || boot_option_idle_override == IDLE_POLL)
 832                 return;
 833
 834         if (boot_cpu_has_bug(X86_BUG_AMD_E400)) {
 835                 pr_info("using AMD E400 aware idle routine\n");
 836                 x86_idle = amd_e400_idle;
 837         } else if (prefer_mwait_c1_over_halt(c)) {
 838                 pr_info("using mwait in idle threads\n");
 839                 x86_idle = mwait_idle;
 840         } else
 841                 x86_idle = default_idle;
 842 }
 843
 844 void amd_e400_c1e_apic_setup(void)
 845 {
 846         if (boot_cpu_has_bug(X86_BUG_AMD_APIC_C1E)) {
 847                 pr_info("Switch to broadcast mode on CPU%d\n", smp_processor_id());
 848                 local_irq_disable();
 849                 tick_broadcast_force();
 850                 local_irq_enable();
 851         }
 852 }
 853
 854 void __init arch_post_acpi_subsys_init(void)
 855 {
 856         u32 lo, hi;
 857
 858         if (!boot_cpu_has_bug(X86_BUG_AMD_E400))
 859                 return;
 860
 861         /*
 862          * AMD E400 detection needs to happen after ACPI has been enabled. If
 863          * the machine is affected K8_INTP_C1E_ACTIVE_MASK bits are set in
 864          * MSR_K8_INT_PENDING_MSG.
 865          */
 866         rdmsr(MSR_K8_INT_PENDING_MSG, lo, hi);
 867         if (!(lo & K8_INTP_C1E_ACTIVE_MASK))
 868                 return;
 869
 870         boot_cpu_set_bug(X86_BUG_AMD_APIC_C1E);
 871
 872         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_NONSTOP_TSC))
 873                 mark_tsc_unstable("TSC halt in AMD C1E");
 874         pr_info("System has AMD C1E enabled\n");
 875 }
 876
 877 static int __init idle_setup(char *str)
 878 {
 879         if (!str)
 880                 return -EINVAL;
 881
 882         if (!strcmp(str, "poll")) {
 883                 pr_info("using polling idle threads\n");
 884                 boot_option_idle_override = IDLE_POLL;
 885                 cpu_idle_poll_ctrl(true);
 886         } else if (!strcmp(str, "halt")) {
 887                 /*
 888                  * When the boot option of idle=halt is added, halt is
 889                  * forced to be used for CPU idle. In such case CPU C2/C3
 890                  * won't be used again.
 891                  * To continue to load the CPU idle driver, don't touch
 892                  * the boot_option_idle_override.
 893                  */
 894                 x86_idle = default_idle;
 895                 boot_option_idle_override = IDLE_HALT;
 896         } else if (!strcmp(str, "nomwait")) {
 897                 /*
 898                  * If the boot option of "idle=nomwait" is added,
 899                  * it means that mwait will be disabled for CPU C2/C3
 900                  * states. In such case it won't touch the variable
 901                  * of boot_option_idle_override.
 902                  */
 903                 boot_option_idle_override = IDLE_NOMWAIT;
 904         } else
 905                 return -1;
 906
 907         return 0;
 908 }
 909 early_param("idle", idle_setup);
 910
 911 unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp)
 912 {
 913         if (!(current->personality & ADDR_NO_RANDOMIZE) && randomize_va_space)
 914                 sp -= get_random_int() % 8192;
 915         return sp & ~0xf;
 916 }
 917
 918 unsigned long arch_randomize_brk(struct mm_struct *mm)
 919 {
 920         return randomize_page(mm->brk, 0x02000000);
 921 }
 922
 923 /*
 924  * Called from fs/proc with a reference on @p to find the function
 925  * which called into schedule(). This needs to be done carefully
 926  * because the task might wake up and we might look at a stack
 927  * changing under us.
 928  */
 929 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
 930 {
 931         unsigned long start, bottom, top, sp, fp, ip, ret = 0;
 932         int count = 0;
 933
 934         if (p == current || p->state == TASK_RUNNING)
 935                 return 0;
 936
 937         if (!try_get_task_stack(p))
 938                 return 0;
 939
 940         start = (unsigned long)task_stack_page(p);
 941         if (!start)
 942                 goto out;
 943
 944         /*
 945          * Layout of the stack page:
 946          *
 947          * ----------- topmax = start + THREAD_SIZE - sizeof(unsigned long)
 948          * PADDING
 949          * ----------- top = topmax - TOP_OF_KERNEL_STACK_PADDING
 950          * stack
 951          * ----------- bottom = start
 952          *
 953          * The tasks stack pointer points at the location where the
 954          * framepointer is stored. The data on the stack is:
 955          * ... IP FP ... IP FP
 956          *
 957          * We need to read FP and IP, so we need to adjust the upper
 958          * bound by another unsigned long.
 959          */
 960         top = start + THREAD_SIZE - TOP_OF_KERNEL_STACK_PADDING;
 961         top -= 2 * sizeof(unsigned long);
 962         bottom = start;
 963
 964         sp = READ_ONCE(p->thread.sp);
 965         if (sp < bottom || sp > top)
 966                 goto out;
 967
 968         fp = READ_ONCE_NOCHECK(((struct inactive_task_frame *)sp)->bp);
 969         do {
 970                 if (fp < bottom || fp > top)
 971                         goto out;
 972                 ip = READ_ONCE_NOCHECK(*(unsigned long *)(fp + sizeof(unsigned long)));
 973                 if (!in_sched_functions(ip)) {
 974                         ret = ip;
 975                         goto out;
 976                 }
 977                 fp = READ_ONCE_NOCHECK(*(unsigned long *)fp);
 978         } while (count++ < 16 && p->state != TASK_RUNNING);
 979
 980 out:
 981         put_task_stack(p);
 982         return ret;
 983 }
 984
 985 long do_arch_prctl_common(struct task_struct *task, int option,
 986                           unsigned long cpuid_enabled)
 987 {
 988         switch (option) {
 989         case ARCH_GET_CPUID:
 990                 return get_cpuid_mode();
 991         case ARCH_SET_CPUID:
 992                 return set_cpuid_mode(task, cpuid_enabled);
 993         }
 994
 995         return -EINVAL;
 996 }