Branch data Line data Source code
1 : : /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 : : #ifndef _ASM_X86_PROCESSOR_H
3 : : #define _ASM_X86_PROCESSOR_H
4 : :
5 : : #include <asm/processor-flags.h>
6 : :
7 : : /* Forward declaration, a strange C thing */
8 : : struct task_struct;
9 : : struct mm_struct;
10 : : struct io_bitmap;
11 : : struct vm86;
12 : :
13 : : #include <asm/math_emu.h>
14 : : #include <asm/segment.h>
15 : : #include <asm/types.h>
16 : : #include <uapi/asm/sigcontext.h>
17 : : #include <asm/current.h>
18 : : #include <asm/cpufeatures.h>
19 : : #include <asm/page.h>
20 : : #include <asm/pgtable_types.h>
21 : : #include <asm/percpu.h>
22 : : #include <asm/msr.h>
23 : : #include <asm/desc_defs.h>
24 : : #include <asm/nops.h>
25 : : #include <asm/special_insns.h>
26 : : #include <asm/fpu/types.h>
27 : : #include <asm/unwind_hints.h>
28 : : #include <asm/vmxfeatures.h>
29 : :
30 : : #include <linux/personality.h>
31 : : #include <linux/cache.h>
32 : : #include <linux/threads.h>
33 : : #include <linux/math64.h>
34 : : #include <linux/err.h>
35 : : #include <linux/irqflags.h>
36 : : #include <linux/mem_encrypt.h>
37 : :
38 : : /*
39 : : * We handle most unaligned accesses in hardware. On the other hand
40 : : * unaligned DMA can be quite expensive on some Nehalem processors.
41 : : *
42 : : * Based on this we disable the IP header alignment in network drivers.
43 : : */
44 : : #define NET_IP_ALIGN 0
45 : :
46 : : #define HBP_NUM 4
47 : :
48 : : /*
49 : : * These alignment constraints are for performance in the vSMP case,
50 : : * but in the task_struct case we must also meet hardware imposed
51 : : * alignment requirements of the FPU state:
52 : : */
53 : : #ifdef CONFIG_X86_VSMP
54 : : # define ARCH_MIN_TASKALIGN (1 << INTERNODE_CACHE_SHIFT)
55 : : # define ARCH_MIN_MMSTRUCT_ALIGN (1 << INTERNODE_CACHE_SHIFT)
56 : : #else
57 : : # define ARCH_MIN_TASKALIGN __alignof__(union fpregs_state)
58 : : # define ARCH_MIN_MMSTRUCT_ALIGN 0
59 : : #endif
60 : :
61 : : enum tlb_infos {
62 : : ENTRIES,
63 : : NR_INFO
64 : : };
65 : :
66 : : extern u16 __read_mostly tlb_lli_4k[NR_INFO];
67 : : extern u16 __read_mostly tlb_lli_2m[NR_INFO];
68 : : extern u16 __read_mostly tlb_lli_4m[NR_INFO];
69 : : extern u16 __read_mostly tlb_lld_4k[NR_INFO];
70 : : extern u16 __read_mostly tlb_lld_2m[NR_INFO];
71 : : extern u16 __read_mostly tlb_lld_4m[NR_INFO];
72 : : extern u16 __read_mostly tlb_lld_1g[NR_INFO];
73 : :
74 : : /*
75 : : * CPU type and hardware bug flags. Kept separately for each CPU.
76 : : * Members of this structure are referenced in head_32.S, so think twice
77 : : * before touching them. [mj]
78 : : */
79 : :
80 : : struct cpuinfo_x86 {
81 : : __u8 x86; /* CPU family */
82 : : __u8 x86_vendor; /* CPU vendor */
83 : : __u8 x86_model;
84 : : __u8 x86_stepping;
85 : : #ifdef CONFIG_X86_64
86 : : /* Number of 4K pages in DTLB/ITLB combined(in pages): */
87 : : int x86_tlbsize;
88 : : #endif
89 : : #ifdef CONFIG_X86_VMX_FEATURE_NAMES
90 : : __u32 vmx_capability[NVMXINTS];
91 : : #endif
92 : : __u8 x86_virt_bits;
93 : : __u8 x86_phys_bits;
94 : : /* CPUID returned core id bits: */
95 : : __u8 x86_coreid_bits;
96 : : __u8 cu_id;
97 : : /* Max extended CPUID function supported: */
98 : : __u32 extended_cpuid_level;
99 : : /* Maximum supported CPUID level, -1=no CPUID: */
100 : : int cpuid_level;
101 : : /*
102 : : * Align to size of unsigned long because the x86_capability array
103 : : * is passed to bitops which require the alignment. Use unnamed
104 : : * union to enforce the array is aligned to size of unsigned long.
105 : : */
106 : : union {
107 : : __u32 x86_capability[NCAPINTS + NBUGINTS];
108 : : unsigned long x86_capability_alignment;
109 : : };
110 : : char x86_vendor_id[16];
111 : : char x86_model_id[64];
112 : : /* in KB - valid for CPUS which support this call: */
113 : : unsigned int x86_cache_size;
114 : : int x86_cache_alignment; /* In bytes */
115 : : /* Cache QoS architectural values: */
116 : : int x86_cache_max_rmid; /* max index */
117 : : int x86_cache_occ_scale; /* scale to bytes */
118 : : int x86_power;
119 : : unsigned long loops_per_jiffy;
120 : : /* cpuid returned max cores value: */
121 : : u16 x86_max_cores;
122 : : u16 apicid;
123 : : u16 initial_apicid;
124 : : u16 x86_clflush_size;
125 : : /* number of cores as seen by the OS: */
126 : : u16 booted_cores;
127 : : /* Physical processor id: */
128 : : u16 phys_proc_id;
129 : : /* Logical processor id: */
130 : : u16 logical_proc_id;
131 : : /* Core id: */
132 : : u16 cpu_core_id;
133 : : u16 cpu_die_id;
134 : : u16 logical_die_id;
135 : : /* Index into per_cpu list: */
136 : : u16 cpu_index;
137 : : u32 microcode;
138 : : /* Address space bits used by the cache internally */
139 : : u8 x86_cache_bits;
140 : : unsigned initialized : 1;
141 : : } __randomize_layout;
142 : :
143 : : struct cpuid_regs {
144 : : u32 eax, ebx, ecx, edx;
145 : : };
146 : :
147 : : enum cpuid_regs_idx {
148 : : CPUID_EAX = 0,
149 : : CPUID_EBX,
150 : : CPUID_ECX,
151 : : CPUID_EDX,
152 : : };
153 : :
154 : : #define X86_VENDOR_INTEL 0
155 : : #define X86_VENDOR_CYRIX 1
156 : : #define X86_VENDOR_AMD 2
157 : : #define X86_VENDOR_UMC 3
158 : : #define X86_VENDOR_CENTAUR 5
159 : : #define X86_VENDOR_TRANSMETA 7
160 : : #define X86_VENDOR_NSC 8
161 : : #define X86_VENDOR_HYGON 9
162 : : #define X86_VENDOR_ZHAOXIN 10
163 : : #define X86_VENDOR_NUM 11
164 : :
165 : : #define X86_VENDOR_UNKNOWN 0xff
166 : :
167 : : /*
168 : : * capabilities of CPUs
169 : : */
170 : : extern struct cpuinfo_x86 boot_cpu_data;
171 : : extern struct cpuinfo_x86 new_cpu_data;
172 : :
173 : : extern __u32 cpu_caps_cleared[NCAPINTS + NBUGINTS];
174 : : extern __u32 cpu_caps_set[NCAPINTS + NBUGINTS];
175 : :
176 : : #ifdef CONFIG_SMP
177 : : DECLARE_PER_CPU_READ_MOSTLY(struct cpuinfo_x86, cpu_info);
178 : : #define cpu_data(cpu) per_cpu(cpu_info, cpu)
179 : : #else
180 : : #define cpu_info boot_cpu_data
181 : : #define cpu_data(cpu) boot_cpu_data
182 : : #endif
183 : :
184 : : extern const struct seq_operations cpuinfo_op;
185 : :
186 : : #define cache_line_size() (boot_cpu_data.x86_cache_alignment)
187 : :
188 : : extern void cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c);
189 : :
190 : 0 : static inline unsigned long long l1tf_pfn_limit(void)
191 : : {
192 [ # # ]: 0 : return BIT_ULL(boot_cpu_data.x86_cache_bits - 1 - PAGE_SHIFT);
193 : : }
194 : :
195 : : extern void early_cpu_init(void);
196 : : extern void identify_boot_cpu(void);
197 : : extern void identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *);
198 : : extern void print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *);
199 : : void print_cpu_msr(struct cpuinfo_x86 *);
200 : :
201 : : #ifdef CONFIG_X86_32
202 : : extern int have_cpuid_p(void);
203 : : #else
204 : 33 : static inline int have_cpuid_p(void)
205 : : {
206 : 33 : return 1;
207 : : }
208 : : #endif
209 : 1221 : static inline void native_cpuid(unsigned int *eax, unsigned int *ebx,
210 : : unsigned int *ecx, unsigned int *edx)
211 : : {
212 : : /* ecx is often an input as well as an output. */
213 : 1210 : asm volatile("cpuid"
214 : : : "=a" (*eax),
215 : : "=b" (*ebx),
216 : : "=c" (*ecx),
217 : : "=d" (*edx)
218 : 0 : : "0" (*eax), "2" (*ecx)
219 : : : "memory");
220 : : }
221 : :
222 : : #define native_cpuid_reg(reg) \
223 : : static inline unsigned int native_cpuid_##reg(unsigned int op) \
224 : : { \
225 : : unsigned int eax = op, ebx, ecx = 0, edx; \
226 : : \
227 : : native_cpuid(&eax, &ebx, &ecx, &edx); \
228 : : \
229 : : return reg; \
230 : : }
231 : :
232 : : /*
233 : : * Native CPUID functions returning a single datum.
234 : : */
235 : 11 : native_cpuid_reg(eax)
236 : : native_cpuid_reg(ebx)
237 [ # # ]: 0 : native_cpuid_reg(ecx)
238 : : native_cpuid_reg(edx)
239 : :
240 : : /*
241 : : * Friendlier CR3 helpers.
242 : : */
243 : 66 : static inline unsigned long read_cr3_pa(void)
244 : : {
245 [ - + ]: 66 : return __read_cr3() & CR3_ADDR_MASK;
246 : : }
247 : :
248 : : static inline unsigned long native_read_cr3_pa(void)
249 : : {
250 : : return __native_read_cr3() & CR3_ADDR_MASK;
251 : : }
252 : :
253 : 33 : static inline void load_cr3(pgd_t *pgdir)
254 : : {
255 [ - + - + ]: 33 : write_cr3(__sme_pa(pgdir));
256 : : }
257 : :
258 : : /*
259 : : * Note that while the legacy 'TSS' name comes from 'Task State Segment',
260 : : * on modern x86 CPUs the TSS also holds information important to 64-bit mode,
261 : : * unrelated to the task-switch mechanism:
262 : : */
263 : : #ifdef CONFIG_X86_32
264 : : /* This is the TSS defined by the hardware. */
265 : : struct x86_hw_tss {
266 : : unsigned short back_link, __blh;
267 : : unsigned long sp0;
268 : : unsigned short ss0, __ss0h;
269 : : unsigned long sp1;
270 : :
271 : : /*
272 : : * We don't use ring 1, so ss1 is a convenient scratch space in
273 : : * the same cacheline as sp0. We use ss1 to cache the value in
274 : : * MSR_IA32_SYSENTER_CS. When we context switch
275 : : * MSR_IA32_SYSENTER_CS, we first check if the new value being
276 : : * written matches ss1, and, if it's not, then we wrmsr the new
277 : : * value and update ss1.
278 : : *
279 : : * The only reason we context switch MSR_IA32_SYSENTER_CS is
280 : : * that we set it to zero in vm86 tasks to avoid corrupting the
281 : : * stack if we were to go through the sysenter path from vm86
282 : : * mode.
283 : : */
284 : : unsigned short ss1; /* MSR_IA32_SYSENTER_CS */
285 : :
286 : : unsigned short __ss1h;
287 : : unsigned long sp2;
288 : : unsigned short ss2, __ss2h;
289 : : unsigned long __cr3;
290 : : unsigned long ip;
291 : : unsigned long flags;
292 : : unsigned long ax;
293 : : unsigned long cx;
294 : : unsigned long dx;
295 : : unsigned long bx;
296 : : unsigned long sp;
297 : : unsigned long bp;
298 : : unsigned long si;
299 : : unsigned long di;
300 : : unsigned short es, __esh;
301 : : unsigned short cs, __csh;
302 : : unsigned short ss, __ssh;
303 : : unsigned short ds, __dsh;
304 : : unsigned short fs, __fsh;
305 : : unsigned short gs, __gsh;
306 : : unsigned short ldt, __ldth;
307 : : unsigned short trace;
308 : : unsigned short io_bitmap_base;
309 : :
310 : : } __attribute__((packed));
311 : : #else
312 : : struct x86_hw_tss {
313 : : u32 reserved1;
314 : : u64 sp0;
315 : :
316 : : /*
317 : : * We store cpu_current_top_of_stack in sp1 so it's always accessible.
318 : : * Linux does not use ring 1, so sp1 is not otherwise needed.
319 : : */
320 : : u64 sp1;
321 : :
322 : : /*
323 : : * Since Linux does not use ring 2, the 'sp2' slot is unused by
324 : : * hardware. entry_SYSCALL_64 uses it as scratch space to stash
325 : : * the user RSP value.
326 : : */
327 : : u64 sp2;
328 : :
329 : : u64 reserved2;
330 : : u64 ist[7];
331 : : u32 reserved3;
332 : : u32 reserved4;
333 : : u16 reserved5;
334 : : u16 io_bitmap_base;
335 : :
336 : : } __attribute__((packed));
337 : : #endif
338 : :
339 : : /*
340 : : * IO-bitmap sizes:
341 : : */
342 : : #define IO_BITMAP_BITS 65536
343 : : #define IO_BITMAP_BYTES (IO_BITMAP_BITS / BITS_PER_BYTE)
344 : : #define IO_BITMAP_LONGS (IO_BITMAP_BYTES / sizeof(long))
345 : :
346 : : #define IO_BITMAP_OFFSET_VALID_MAP \
347 : : (offsetof(struct tss_struct, io_bitmap.bitmap) - \
348 : : offsetof(struct tss_struct, x86_tss))
349 : :
350 : : #define IO_BITMAP_OFFSET_VALID_ALL \
351 : : (offsetof(struct tss_struct, io_bitmap.mapall) - \
352 : : offsetof(struct tss_struct, x86_tss))
353 : :
354 : : #ifdef CONFIG_X86_IOPL_IOPERM
355 : : /*
356 : : * sizeof(unsigned long) coming from an extra "long" at the end of the
357 : : * iobitmap. The limit is inclusive, i.e. the last valid byte.
358 : : */
359 : : # define __KERNEL_TSS_LIMIT \
360 : : (IO_BITMAP_OFFSET_VALID_ALL + IO_BITMAP_BYTES + \
361 : : sizeof(unsigned long) - 1)
362 : : #else
363 : : # define __KERNEL_TSS_LIMIT \
364 : : (offsetof(struct tss_struct, x86_tss) + sizeof(struct x86_hw_tss) - 1)
365 : : #endif
366 : :
367 : : /* Base offset outside of TSS_LIMIT so unpriviledged IO causes #GP */
368 : : #define IO_BITMAP_OFFSET_INVALID (__KERNEL_TSS_LIMIT + 1)
369 : :
370 : : struct entry_stack {
371 : : unsigned long words[64];
372 : : };
373 : :
374 : : struct entry_stack_page {
375 : : struct entry_stack stack;
376 : : } __aligned(PAGE_SIZE);
377 : :
378 : : /*
379 : : * All IO bitmap related data stored in the TSS:
380 : : */
381 : : struct x86_io_bitmap {
382 : : /* The sequence number of the last active bitmap. */
383 : : u64 prev_sequence;
384 : :
385 : : /*
386 : : * Store the dirty size of the last io bitmap offender. The next
387 : : * one will have to do the cleanup as the switch out to a non io
388 : : * bitmap user will just set x86_tss.io_bitmap_base to a value
389 : : * outside of the TSS limit. So for sane tasks there is no need to
390 : : * actually touch the io_bitmap at all.
391 : : */
392 : : unsigned int prev_max;
393 : :
394 : : /*
395 : : * The extra 1 is there because the CPU will access an
396 : : * additional byte beyond the end of the IO permission
397 : : * bitmap. The extra byte must be all 1 bits, and must
398 : : * be within the limit.
399 : : */
400 : : unsigned long bitmap[IO_BITMAP_LONGS + 1];
401 : :
402 : : /*
403 : : * Special I/O bitmap to emulate IOPL(3). All bytes zero,
404 : : * except the additional byte at the end.
405 : : */
406 : : unsigned long mapall[IO_BITMAP_LONGS + 1];
407 : : };
408 : :
409 : : struct tss_struct {
410 : : /*
411 : : * The fixed hardware portion. This must not cross a page boundary
412 : : * at risk of violating the SDM's advice and potentially triggering
413 : : * errata.
414 : : */
415 : : struct x86_hw_tss x86_tss;
416 : :
417 : : struct x86_io_bitmap io_bitmap;
418 : : } __aligned(PAGE_SIZE);
419 : :
420 : : DECLARE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(struct tss_struct, cpu_tss_rw);
421 : :
422 : : /* Per CPU interrupt stacks */
423 : : struct irq_stack {
424 : : char stack[IRQ_STACK_SIZE];
425 : : } __aligned(IRQ_STACK_SIZE);
426 : :
427 : : DECLARE_PER_CPU(struct irq_stack *, hardirq_stack_ptr);
428 : :
429 : : #ifdef CONFIG_X86_32
430 : : DECLARE_PER_CPU(unsigned long, cpu_current_top_of_stack);
431 : : #else
432 : : /* The RO copy can't be accessed with this_cpu_xyz(), so use the RW copy. */
433 : : #define cpu_current_top_of_stack cpu_tss_rw.x86_tss.sp1
434 : : #endif
435 : :
436 : : #ifdef CONFIG_X86_64
437 : : struct fixed_percpu_data {
438 : : /*
439 : : * GCC hardcodes the stack canary as %gs:40. Since the
440 : : * irq_stack is the object at %gs:0, we reserve the bottom
441 : : * 48 bytes of the irq stack for the canary.
442 : : */
443 : : char gs_base[40];
444 : : unsigned long stack_canary;
445 : : };
446 : :
447 : : DECLARE_PER_CPU_FIRST(struct fixed_percpu_data, fixed_percpu_data) __visible;
448 : : DECLARE_INIT_PER_CPU(fixed_percpu_data);
449 : :
450 : 33 : static inline unsigned long cpu_kernelmode_gs_base(int cpu)
451 : : {
452 : 33 : return (unsigned long)per_cpu(fixed_percpu_data.gs_base, cpu);
453 : : }
454 : :
455 : : DECLARE_PER_CPU(unsigned int, irq_count);
456 : : extern asmlinkage void ignore_sysret(void);
457 : :
458 : : #if IS_ENABLED(CONFIG_KVM)
459 : : /* Save actual FS/GS selectors and bases to current->thread */
460 : : void save_fsgs_for_kvm(void);
461 : : #endif
462 : : #else /* X86_64 */
463 : : #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
464 : : /*
465 : : * Make sure stack canary segment base is cached-aligned:
466 : : * "For Intel Atom processors, avoid non zero segment base address
467 : : * that is not aligned to cache line boundary at all cost."
468 : : * (Optim Ref Manual Assembly/Compiler Coding Rule 15.)
469 : : */
470 : : struct stack_canary {
471 : : char __pad[20]; /* canary at %gs:20 */
472 : : unsigned long canary;
473 : : };
474 : : DECLARE_PER_CPU_ALIGNED(struct stack_canary, stack_canary);
475 : : #endif
476 : : /* Per CPU softirq stack pointer */
477 : : DECLARE_PER_CPU(struct irq_stack *, softirq_stack_ptr);
478 : : #endif /* X86_64 */
479 : :
480 : : extern unsigned int fpu_kernel_xstate_size;
481 : : extern unsigned int fpu_user_xstate_size;
482 : :
483 : : struct perf_event;
484 : :
485 : : typedef struct {
486 : : unsigned long seg;
487 : : } mm_segment_t;
488 : :
489 : : struct thread_struct {
490 : : /* Cached TLS descriptors: */
491 : : struct desc_struct tls_array[GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES];
492 : : #ifdef CONFIG_X86_32
493 : : unsigned long sp0;
494 : : #endif
495 : : unsigned long sp;
496 : : #ifdef CONFIG_X86_32
497 : : unsigned long sysenter_cs;
498 : : #else
499 : : unsigned short es;
500 : : unsigned short ds;
501 : : unsigned short fsindex;
502 : : unsigned short gsindex;
503 : : #endif
504 : :
505 : : #ifdef CONFIG_X86_64
506 : : unsigned long fsbase;
507 : : unsigned long gsbase;
508 : : #else
509 : : /*
510 : : * XXX: this could presumably be unsigned short. Alternatively,
511 : : * 32-bit kernels could be taught to use fsindex instead.
512 : : */
513 : : unsigned long fs;
514 : : unsigned long gs;
515 : : #endif
516 : :
517 : : /* Save middle states of ptrace breakpoints */
518 : : struct perf_event *ptrace_bps[HBP_NUM];
519 : : /* Debug status used for traps, single steps, etc... */
520 : : unsigned long debugreg6;
521 : : /* Keep track of the exact dr7 value set by the user */
522 : : unsigned long ptrace_dr7;
523 : : /* Fault info: */
524 : : unsigned long cr2;
525 : : unsigned long trap_nr;
526 : : unsigned long error_code;
527 : : #ifdef CONFIG_VM86
528 : : /* Virtual 86 mode info */
529 : : struct vm86 *vm86;
530 : : #endif
531 : : /* IO permissions: */
532 : : struct io_bitmap *io_bitmap;
533 : :
534 : : /*
535 : : * IOPL. Priviledge level dependent I/O permission which is
536 : : * emulated via the I/O bitmap to prevent user space from disabling
537 : : * interrupts.
538 : : */
539 : : unsigned long iopl_emul;
540 : :
541 : : mm_segment_t addr_limit;
542 : :
543 : : unsigned int sig_on_uaccess_err:1;
544 : : unsigned int uaccess_err:1; /* uaccess failed */
545 : :
546 : : /* Floating point and extended processor state */
547 : : struct fpu fpu;
548 : : /*
549 : : * WARNING: 'fpu' is dynamically-sized. It *MUST* be at
550 : : * the end.
551 : : */
552 : : };
553 : :
554 : : /* Whitelist the FPU state from the task_struct for hardened usercopy. */
555 : 11 : static inline void arch_thread_struct_whitelist(unsigned long *offset,
556 : : unsigned long *size)
557 : : {
558 : 11 : *offset = offsetof(struct thread_struct, fpu.state);
559 [ + - ]: 11 : *size = fpu_kernel_xstate_size;
560 : : }
561 : :
562 : : /*
563 : : * Thread-synchronous status.
564 : : *
565 : : * This is different from the flags in that nobody else
566 : : * ever touches our thread-synchronous status, so we don't
567 : : * have to worry about atomic accesses.
568 : : */
569 : : #define TS_COMPAT 0x0002 /* 32bit syscall active (64BIT)*/
570 : :
571 : : static inline void
572 : 11 : native_load_sp0(unsigned long sp0)
573 : : {
574 : 11 : this_cpu_write(cpu_tss_rw.x86_tss.sp0, sp0);
575 : : }
576 : :
577 : : static inline void native_swapgs(void)
578 : : {
579 : : #ifdef CONFIG_X86_64
580 : : asm volatile("swapgs" ::: "memory");
581 : : #endif
582 : : }
583 : :
584 : 0 : static inline unsigned long current_top_of_stack(void)
585 : : {
586 : : /*
587 : : * We can't read directly from tss.sp0: sp0 on x86_32 is special in
588 : : * and around vm86 mode and sp0 on x86_64 is special because of the
589 : : * entry trampoline.
590 : : */
591 : 0 : return this_cpu_read_stable(cpu_current_top_of_stack);
592 : : }
593 : :
594 : 0 : static inline bool on_thread_stack(void)
595 : : {
596 [ # # ]: 0 : return (unsigned long)(current_top_of_stack() -
597 : : current_stack_pointer) < THREAD_SIZE;
598 : : }
599 : :
600 : : #ifdef CONFIG_PARAVIRT_XXL
601 : : #include <asm/paravirt.h>
602 : : #else
603 : : #define __cpuid native_cpuid
604 : :
605 : 11 : static inline void load_sp0(unsigned long sp0)
606 : : {
607 : 11 : native_load_sp0(sp0);
608 : 0 : }
609 : :
610 : : #endif /* CONFIG_PARAVIRT_XXL */
611 : :
612 : : /* Free all resources held by a thread. */
613 : : extern void release_thread(struct task_struct *);
614 : :
615 : : unsigned long get_wchan(struct task_struct *p);
616 : :
617 : : /*
618 : : * Generic CPUID function
619 : : * clear %ecx since some cpus (Cyrix MII) do not set or clear %ecx
620 : : * resulting in stale register contents being returned.
621 : : */
622 : 1023 : static inline void cpuid(unsigned int op,
623 : : unsigned int *eax, unsigned int *ebx,
624 : : unsigned int *ecx, unsigned int *edx)
625 : : {
626 : 1023 : *eax = op;
627 : 1023 : *ecx = 0;
628 : 847 : __cpuid(eax, ebx, ecx, edx);
629 : : }
630 : :
631 : : /* Some CPUID calls want 'count' to be placed in ecx */
632 : 176 : static inline void cpuid_count(unsigned int op, int count,
633 : : unsigned int *eax, unsigned int *ebx,
634 : : unsigned int *ecx, unsigned int *edx)
635 : : {
636 : 176 : *eax = op;
637 : 176 : *ecx = count;
638 : 176 : __cpuid(eax, ebx, ecx, edx);
639 : 0 : }
640 : :
641 : : /*
642 : : * CPUID functions returning a single datum
643 : : */
644 : 605 : static inline unsigned int cpuid_eax(unsigned int op)
645 : : {
646 : 605 : unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
647 : :
648 : 605 : cpuid(op, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
649 : :
650 [ + + - + : 561 : return eax;
+ - + - +
- - - - +
- - - + -
- - - + -
- + + - +
- ]
651 : : }
652 : :
653 : 11 : static inline unsigned int cpuid_ebx(unsigned int op)
654 : : {
655 : 11 : unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
656 : :
657 : 11 : cpuid(op, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
658 : :
659 : 11 : return ebx;
660 : : }
661 : :
662 : 22 : static inline unsigned int cpuid_ecx(unsigned int op)
663 : : {
664 : 22 : unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
665 : :
666 : 22 : cpuid(op, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
667 : :
668 [ - - - - : 22 : return ecx;
+ - ]
669 : : }
670 : :
671 : 55 : static inline unsigned int cpuid_edx(unsigned int op)
672 : : {
673 : 55 : unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
674 : :
675 : 55 : cpuid(op, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
676 : :
677 [ + + - - : 44 : return edx;
- - ]
678 : : }
679 : :
680 : : /* REP NOP (PAUSE) is a good thing to insert into busy-wait loops. */
681 : 44740748 : static __always_inline void rep_nop(void)
682 : : {
683 : 44740748 : asm volatile("rep; nop" ::: "memory");
684 : : }
685 : :
686 : 34746544 : static __always_inline void cpu_relax(void)
687 : : {
688 : 34746544 : rep_nop();
689 : 34746456 : }
690 : :
691 : : /*
692 : : * This function forces the icache and prefetched instruction stream to
693 : : * catch up with reality in two very specific cases:
694 : : *
695 : : * a) Text was modified using one virtual address and is about to be executed
696 : : * from the same physical page at a different virtual address.
697 : : *
698 : : * b) Text was modified on a different CPU, may subsequently be
699 : : * executed on this CPU, and you want to make sure the new version
700 : : * gets executed. This generally means you're calling this in a IPI.
701 : : *
702 : : * If you're calling this for a different reason, you're probably doing
703 : : * it wrong.
704 : : */
705 : 39138 : static inline void sync_core(void)
706 : : {
707 : : /*
708 : : * There are quite a few ways to do this. IRET-to-self is nice
709 : : * because it works on every CPU, at any CPL (so it's compatible
710 : : * with paravirtualization), and it never exits to a hypervisor.
711 : : * The only down sides are that it's a bit slow (it seems to be
712 : : * a bit more than 2x slower than the fastest options) and that
713 : : * it unmasks NMIs. The "push %cs" is needed because, in
714 : : * paravirtual environments, __KERNEL_CS may not be a valid CS
715 : : * value when we do IRET directly.
716 : : *
717 : : * In case NMI unmasking or performance ever becomes a problem,
718 : : * the next best option appears to be MOV-to-CR2 and an
719 : : * unconditional jump. That sequence also works on all CPUs,
720 : : * but it will fault at CPL3 (i.e. Xen PV).
721 : : *
722 : : * CPUID is the conventional way, but it's nasty: it doesn't
723 : : * exist on some 486-like CPUs, and it usually exits to a
724 : : * hypervisor.
725 : : *
726 : : * Like all of Linux's memory ordering operations, this is a
727 : : * compiler barrier as well.
728 : : */
729 : : #ifdef CONFIG_X86_32
730 : : asm volatile (
731 : : "pushfl\n\t"
732 : : "pushl %%cs\n\t"
733 : : "pushl $1f\n\t"
734 : : "iret\n\t"
735 : : "1:"
736 : : : ASM_CALL_CONSTRAINT : : "memory");
737 : : #else
738 : 39138 : unsigned int tmp;
739 : :
740 : 39138 : asm volatile (
741 : : UNWIND_HINT_SAVE
742 : : "mov %%ss, %0\n\t"
743 : : "pushq %q0\n\t"
744 : : "pushq %%rsp\n\t"
745 : : "addq $8, (%%rsp)\n\t"
746 : : "pushfq\n\t"
747 : : "mov %%cs, %0\n\t"
748 : : "pushq %q0\n\t"
749 : : "pushq $1f\n\t"
750 : : "iretq\n\t"
751 : : UNWIND_HINT_RESTORE
752 : : "1:"
753 : : : "=&r" (tmp), ASM_CALL_CONSTRAINT : : "cc", "memory");
754 : : #endif
755 : 39138 : }
756 : :
757 : : extern void select_idle_routine(const struct cpuinfo_x86 *c);
758 : : extern void amd_e400_c1e_apic_setup(void);
759 : :
760 : : extern unsigned long boot_option_idle_override;
761 : :
762 : : enum idle_boot_override {IDLE_NO_OVERRIDE=0, IDLE_HALT, IDLE_NOMWAIT,
763 : : IDLE_POLL};
764 : :
765 : : extern void enable_sep_cpu(void);
766 : : extern int sysenter_setup(void);
767 : :
768 : :
769 : : /* Defined in head.S */
770 : : extern struct desc_ptr early_gdt_descr;
771 : :
772 : : extern void switch_to_new_gdt(int);
773 : : extern void load_direct_gdt(int);
774 : : extern void load_fixmap_gdt(int);
775 : : extern void load_percpu_segment(int);
776 : : extern void cpu_init(void);
777 : : extern void cr4_init(void);
778 : :
779 : 0 : static inline unsigned long get_debugctlmsr(void)
780 : : {
781 : 0 : unsigned long debugctlmsr = 0;
782 : :
783 : : #ifndef CONFIG_X86_DEBUGCTLMSR
784 : : if (boot_cpu_data.x86 < 6)
785 : : return 0;
786 : : #endif
787 : 0 : rdmsrl(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, debugctlmsr);
788 : :
789 [ # # ]: 0 : return debugctlmsr;
790 : : }
791 : :
792 : 0 : static inline void update_debugctlmsr(unsigned long debugctlmsr)
793 : : {
794 : : #ifndef CONFIG_X86_DEBUGCTLMSR
795 : : if (boot_cpu_data.x86 < 6)
796 : : return;
797 : : #endif
798 : 0 : wrmsrl(MSR_IA32_DEBUGCTLMSR, debugctlmsr);
799 : 0 : }
800 : :
801 : : extern void set_task_blockstep(struct task_struct *task, bool on);
802 : :
803 : : /* Boot loader type from the setup header: */
804 : : extern int bootloader_type;
805 : : extern int bootloader_version;
806 : :
807 : : extern char ignore_fpu_irq;
808 : :
809 : : #define HAVE_ARCH_PICK_MMAP_LAYOUT 1
810 : : #define ARCH_HAS_PREFETCHW
811 : : #define ARCH_HAS_SPINLOCK_PREFETCH
812 : :
813 : : #ifdef CONFIG_X86_32
814 : : # define BASE_PREFETCH ""
815 : : # define ARCH_HAS_PREFETCH
816 : : #else
817 : : # define BASE_PREFETCH "prefetcht0 %P1"
818 : : #endif
819 : :
820 : : /*
821 : : * Prefetch instructions for Pentium III (+) and AMD Athlon (+)
822 : : *
823 : : * It's not worth to care about 3dnow prefetches for the K6
824 : : * because they are microcoded there and very slow.
825 : : */
826 : : static inline void prefetch(const void *x)
827 : : {
828 : : alternative_input(BASE_PREFETCH, "prefetchnta %P1",
829 : : X86_FEATURE_XMM,
830 : : "m" (*(const char *)x));
831 : : }
832 : :
833 : : /*
834 : : * 3dnow prefetch to get an exclusive cache line.
835 : : * Useful for spinlocks to avoid one state transition in the
836 : : * cache coherency protocol:
837 : : */
838 : 7965139 : static inline void prefetchw(const void *x)
839 : : {
840 : 7965139 : alternative_input(BASE_PREFETCH, "prefetchw %P1",
841 : : X86_FEATURE_3DNOWPREFETCH,
842 : : "m" (*(const char *)x));
843 : 0 : }
844 : :
845 : 182576 : static inline void spin_lock_prefetch(const void *x)
846 : : {
847 : 182576 : prefetchw(x);
848 : : }
849 : :
850 : : #define TOP_OF_INIT_STACK ((unsigned long)&init_stack + sizeof(init_stack) - \
851 : : TOP_OF_KERNEL_STACK_PADDING)
852 : :
853 : : #define task_top_of_stack(task) ((unsigned long)(task_pt_regs(task) + 1))
854 : :
855 : : #define task_pt_regs(task) \
856 : : ({ \
857 : : unsigned long __ptr = (unsigned long)task_stack_page(task); \
858 : : __ptr += THREAD_SIZE - TOP_OF_KERNEL_STACK_PADDING; \
859 : : ((struct pt_regs *)__ptr) - 1; \
860 : : })
861 : :
862 : : #ifdef CONFIG_X86_32
863 : : /*
864 : : * User space process size: 3GB (default).
865 : : */
866 : : #define IA32_PAGE_OFFSET PAGE_OFFSET
867 : : #define TASK_SIZE PAGE_OFFSET
868 : : #define TASK_SIZE_LOW TASK_SIZE
869 : : #define TASK_SIZE_MAX TASK_SIZE
870 : : #define DEFAULT_MAP_WINDOW TASK_SIZE
871 : : #define STACK_TOP TASK_SIZE
872 : : #define STACK_TOP_MAX STACK_TOP
873 : :
874 : : #define INIT_THREAD { \
875 : : .sp0 = TOP_OF_INIT_STACK, \
876 : : .sysenter_cs = __KERNEL_CS, \
877 : : .addr_limit = KERNEL_DS, \
878 : : }
879 : :
880 : : #define KSTK_ESP(task) (task_pt_regs(task)->sp)
881 : :
882 : : #else
883 : : /*
884 : : * User space process size. This is the first address outside the user range.
885 : : * There are a few constraints that determine this:
886 : : *
887 : : * On Intel CPUs, if a SYSCALL instruction is at the highest canonical
888 : : * address, then that syscall will enter the kernel with a
889 : : * non-canonical return address, and SYSRET will explode dangerously.
890 : : * We avoid this particular problem by preventing anything executable
891 : : * from being mapped at the maximum canonical address.
892 : : *
893 : : * On AMD CPUs in the Ryzen family, there's a nasty bug in which the
894 : : * CPUs malfunction if they execute code from the highest canonical page.
895 : : * They'll speculate right off the end of the canonical space, and
896 : : * bad things happen. This is worked around in the same way as the
897 : : * Intel problem.
898 : : *
899 : : * With page table isolation enabled, we map the LDT in ... [stay tuned]
900 : : */
901 : : #define TASK_SIZE_MAX ((1UL << __VIRTUAL_MASK_SHIFT) - PAGE_SIZE)
902 : :
903 : : #define DEFAULT_MAP_WINDOW ((1UL << 47) - PAGE_SIZE)
904 : :
905 : : /* This decides where the kernel will search for a free chunk of vm
906 : : * space during mmap's.
907 : : */
908 : : #define IA32_PAGE_OFFSET ((current->personality & ADDR_LIMIT_3GB) ? \
909 : : 0xc0000000 : 0xFFFFe000)
910 : :
911 : : #define TASK_SIZE_LOW (test_thread_flag(TIF_ADDR32) ? \
912 : : IA32_PAGE_OFFSET : DEFAULT_MAP_WINDOW)
913 : : #define TASK_SIZE (test_thread_flag(TIF_ADDR32) ? \
914 : : IA32_PAGE_OFFSET : TASK_SIZE_MAX)
915 : : #define TASK_SIZE_OF(child) ((test_tsk_thread_flag(child, TIF_ADDR32)) ? \
916 : : IA32_PAGE_OFFSET : TASK_SIZE_MAX)
917 : :
918 : : #define STACK_TOP TASK_SIZE_LOW
919 : : #define STACK_TOP_MAX TASK_SIZE_MAX
920 : :
921 : : #define INIT_THREAD { \
922 : : .addr_limit = KERNEL_DS, \
923 : : }
924 : :
925 : : extern unsigned long KSTK_ESP(struct task_struct *task);
926 : :
927 : : #endif /* CONFIG_X86_64 */
928 : :
929 : : extern void start_thread(struct pt_regs *regs, unsigned long new_ip,
930 : : unsigned long new_sp);
931 : :
932 : : /*
933 : : * This decides where the kernel will search for a free chunk of vm
934 : : * space during mmap's.
935 : : */
936 : : #define __TASK_UNMAPPED_BASE(task_size) (PAGE_ALIGN(task_size / 3))
937 : : #define TASK_UNMAPPED_BASE __TASK_UNMAPPED_BASE(TASK_SIZE_LOW)
938 : :
939 : : #define KSTK_EIP(task) (task_pt_regs(task)->ip)
940 : :
941 : : /* Get/set a process' ability to use the timestamp counter instruction */
942 : : #define GET_TSC_CTL(adr) get_tsc_mode((adr))
943 : : #define SET_TSC_CTL(val) set_tsc_mode((val))
944 : :
945 : : extern int get_tsc_mode(unsigned long adr);
946 : : extern int set_tsc_mode(unsigned int val);
947 : :
948 : : DECLARE_PER_CPU(u64, msr_misc_features_shadow);
949 : :
950 : : #ifdef CONFIG_CPU_SUP_AMD
951 : : extern u16 amd_get_nb_id(int cpu);
952 : : extern u32 amd_get_nodes_per_socket(void);
953 : : #else
954 : : static inline u16 amd_get_nb_id(int cpu) { return 0; }
955 : : static inline u32 amd_get_nodes_per_socket(void) { return 0; }
956 : : #endif
957 : :
958 : 11 : static inline uint32_t hypervisor_cpuid_base(const char *sig, uint32_t leaves)
959 : : {
960 : 11 : uint32_t base, eax, signature[3];
961 : :
962 [ + - ]: 11 : for (base = 0x40000000; base < 0x40010000; base += 0x100) {
963 : 11 : cpuid(base, &eax, &signature[0], &signature[1], &signature[2]);
964 : :
965 [ + - - + ]: 11 : if (!memcmp(sig, signature, 12) &&
966 [ # # ]: 0 : (leaves == 0 || ((eax - base) >= leaves)))
967 : 11 : return base;
968 : : }
969 : :
970 : : return 0;
971 : : }
972 : :
973 : : extern unsigned long arch_align_stack(unsigned long sp);
974 : : void free_init_pages(const char *what, unsigned long begin, unsigned long end);
975 : : extern void free_kernel_image_pages(const char *what, void *begin, void *end);
976 : :
977 : : void default_idle(void);
978 : : #ifdef CONFIG_XEN
979 : : bool xen_set_default_idle(void);
980 : : #else
981 : : #define xen_set_default_idle 0
982 : : #endif
983 : :
984 : : void stop_this_cpu(void *dummy);
985 : : void microcode_check(void);
986 : :
987 : : enum l1tf_mitigations {
988 : : L1TF_MITIGATION_OFF,
989 : : L1TF_MITIGATION_FLUSH_NOWARN,
990 : : L1TF_MITIGATION_FLUSH,
991 : : L1TF_MITIGATION_FLUSH_NOSMT,
992 : : L1TF_MITIGATION_FULL,
993 : : L1TF_MITIGATION_FULL_FORCE
994 : : };
995 : :
996 : : extern enum l1tf_mitigations l1tf_mitigation;
997 : :
998 : : enum mds_mitigations {
999 : : MDS_MITIGATION_OFF,
1000 : : MDS_MITIGATION_FULL,
1001 : : MDS_MITIGATION_VMWERV,
1002 : : };
1003 : :
1004 : : #endif /* _ASM_X86_PROCESSOR_H */
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