arch/x86/kernel/cpu/common.c

   1 #include <linux/bootmem.h>
   2 #include <linux/linkage.h>
   3 #include <linux/bitops.h>
   4 #include <linux/kernel.h>
   5 #include <linux/module.h>
   6 #include <linux/percpu.h>
   7 #include <linux/string.h>
   8 #include <linux/delay.h>
   9 #include <linux/sched.h>
  10 #include <linux/init.h>
  11 #include <linux/kgdb.h>
  12 #include <linux/smp.h>
  13 #include <linux/io.h>
  14
  15 #include <asm/stackprotector.h>
  16 #include <asm/perf_counter.h>
  17 #include <asm/mmu_context.h>
  18 #include <asm/hypervisor.h>
  19 #include <asm/processor.h>
  20 #include <asm/sections.h>
  21 #include <asm/topology.h>
  22 #include <asm/cpumask.h>
  23 #include <asm/pgtable.h>
  24 #include <asm/atomic.h>
  25 #include <asm/proto.h>
  26 #include <asm/setup.h>
  27 #include <asm/apic.h>
  28 #include <asm/desc.h>
  29 #include <asm/i387.h>
  30 #include <asm/mtrr.h>
  31 #include <asm/numa.h>
  32 #include <asm/asm.h>
  33 #include <asm/cpu.h>
  34 #include <asm/mce.h>
  35 #include <asm/msr.h>
  36 #include <asm/pat.h>
  37 #include <asm/smp.h>
  38
  39 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  40 #include <asm/uv/uv.h>
  41 #endif
  42
  43 #include "cpu.h"
  44
  45 /* all of these masks are initialized in setup_cpu_local_masks() */
  46 cpumask_var_t cpu_initialized_mask;
  47 cpumask_var_t cpu_callout_mask;
  48 cpumask_var_t cpu_callin_mask;
  49
  50 /* representing cpus for which sibling maps can be computed */
  51 cpumask_var_t cpu_sibling_setup_mask;
  52
  53 /* correctly size the local cpu masks */
  54 void __init setup_cpu_local_masks(void)
  55 {
  56         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_initialized_mask);
  57         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callin_mask);
  58         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callout_mask);
  59         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_sibling_setup_mask);
  60 }
  61
  62 static const struct cpu_dev *this_cpu __cpuinitdata;
  63
  64 DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(struct gdt_page, gdt_page) = { .gdt = {
  65 #ifdef CONFIG_X86_64
  66         /*
  67          * We need valid kernel segments for data and code in long mode too
  68          * IRET will check the segment types  kkeil 2000/10/28
  69          * Also sysret mandates a special GDT layout
  70          *
  71          * TLS descriptors are currently at a different place compared to i386.
  72          * Hopefully nobody expects them at a fixed place (Wine?)
  73          */
  74         [GDT_ENTRY_KERNEL32_CS]         = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9b00 } } },
  75         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = { { { 0x0000ffff, 0x00af9b00 } } },
  76         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9300 } } },
  77         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER32_CS]   = { { { 0x0000ffff, 0x00cffb00 } } },
  78         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = { { { 0x0000ffff, 0x00cff300 } } },
  79         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = { { { 0x0000ffff, 0x00affb00 } } },
  80 #else
  81         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9a00 } } },
  82         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9200 } } },
  83         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = { { { 0x0000ffff, 0x00cffa00 } } },
  84         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = { { { 0x0000ffff, 0x00cff200 } } },
  85         /*
  86          * Segments used for calling PnP BIOS have byte granularity.
  87          * They code segments and data segments have fixed 64k limits,
  88          * the transfer segment sizes are set at run time.
  89          */
  90         /* 32-bit code */
  91         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS32]        = { { { 0x0000ffff, 0x00409a00 } } },
  92         /* 16-bit code */
  93         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS16]        = { { { 0x0000ffff, 0x00009a00 } } },
  94         /* 16-bit data */
  95         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_DS]          = { { { 0x0000ffff, 0x00009200 } } },
  96         /* 16-bit data */
  97         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS1]         = { { { 0x00000000, 0x00009200 } } },
  98         /* 16-bit data */
  99         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS2]         = { { { 0x00000000, 0x00009200 } } },
 100         /*
 101          * The APM segments have byte granularity and their bases
 102          * are set at run time.  All have 64k limits.
 103          */
 104         /* 32-bit code */
 105         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE]        = { { { 0x0000ffff, 0x00409a00 } } },
 106         /* 16-bit code */
 107         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+1]      = { { { 0x0000ffff, 0x00009a00 } } },
 108         /* data */
 109         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+2]      = { { { 0x0000ffff, 0x00409200 } } },
 110
 111         [GDT_ENTRY_ESPFIX_SS]           = { { { 0x00000000, 0x00c09200 } } },
 112         [GDT_ENTRY_PERCPU]              = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9200 } } },
 113         GDT_STACK_CANARY_INIT
 114 #endif
 115 } };
 116 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(gdt_page);
 117
 118 static int __init x86_xsave_setup(char *s)
 119 {
 120         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_XSAVE);
 121         return 1;
 122 }
 123 __setup("noxsave", x86_xsave_setup);
 124
 125 #ifdef CONFIG_X86_32
 126 static int cachesize_override __cpuinitdata = -1;
 127 static int disable_x86_serial_nr __cpuinitdata = 1;
 128
 129 static int __init cachesize_setup(char *str)
 130 {
 131         get_option(&str, &cachesize_override);
 132         return 1;
 133 }
 134 __setup("cachesize=", cachesize_setup);
 135
 136 static int __init x86_fxsr_setup(char *s)
 137 {
 138         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_FXSR);
 139         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_XMM);
 140         return 1;
 141 }
 142 __setup("nofxsr", x86_fxsr_setup);
 143
 144 static int __init x86_sep_setup(char *s)
 145 {
 146         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEP);
 147         return 1;
 148 }
 149 __setup("nosep", x86_sep_setup);
 150
 151 /* Standard macro to see if a specific flag is changeable */
 152 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
 153 {
 154         u32 f1, f2;
 155
 156         /*
 157          * Cyrix and IDT cpus allow disabling of CPUID
 158          * so the code below may return different results
 159          * when it is executed before and after enabling
 160          * the CPUID. Add "volatile" to not allow gcc to
 161          * optimize the subsequent calls to this function.
 162          */
 163         asm volatile ("pushfl           \n\t"
 164                       "pushfl           \n\t"
 165                       "popl %0          \n\t"
 166                       "movl %0, %1      \n\t"
 167                       "xorl %2, %0      \n\t"
 168                       "pushl %0         \n\t"
 169                       "popfl            \n\t"
 170                       "pushfl           \n\t"
 171                       "popl %0          \n\t"
 172                       "popfl            \n\t"
 173
 174                       : "=&r" (f1), "=&r" (f2)
 175                       : "ir" (flag));
 176
 177         return ((f1^f2) & flag) != 0;
 178 }
 179
 180 /* Probe for the CPUID instruction */
 181 static int __cpuinit have_cpuid_p(void)
 182 {
 183         return flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_ID);
 184 }
 185
 186 static void __cpuinit squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
 187 {
 188         unsigned long lo, hi;
 189
 190         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_PN) || !disable_x86_serial_nr)
 191                 return;
 192
 193         /* Disable processor serial number: */
 194
 195         rdmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
 196         lo |= 0x200000;
 197         wrmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
 198
 199         printk(KERN_NOTICE "CPU serial number disabled.\n");
 200         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PN);
 201
 202         /* Disabling the serial number may affect the cpuid level */
 203         c->cpuid_level = cpuid_eax(0);
 204 }
 205
 206 static int __init x86_serial_nr_setup(char *s)
 207 {
 208         disable_x86_serial_nr = 0;
 209         return 1;
 210 }
 211 __setup("serialnumber", x86_serial_nr_setup);
 212 #else
 213 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
 214 {
 215         return 1;
 216 }
 217 /* Probe for the CPUID instruction */
 218 static inline int have_cpuid_p(void)
 219 {
 220         return 1;
 221 }
 222 static inline void squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
 223 {
 224 }
 225 #endif
 226
 227 /*
 228  * Some CPU features depend on higher CPUID levels, which may not always
 229  * be available due to CPUID level capping or broken virtualization
 230  * software.  Add those features to this table to auto-disable them.
 231  */
 232 struct cpuid_dependent_feature {
 233         u32 feature;
 234         u32 level;
 235 };
 236
 237 static const struct cpuid_dependent_feature __cpuinitconst
 238 cpuid_dependent_features[] = {
 239         { X86_FEATURE_MWAIT,            0x00000005 },
 240         { X86_FEATURE_DCA,              0x00000009 },
 241         { X86_FEATURE_XSAVE,            0x0000000d },
 242         { 0, 0 }
 243 };
 244
 245 static void __cpuinit filter_cpuid_features(struct cpuinfo_x86 *c, bool warn)
 246 {
 247         const struct cpuid_dependent_feature *df;
 248
 249         for (df = cpuid_dependent_features; df->feature; df++) {
 250
 251                 if (!cpu_has(c, df->feature))
 252                         continue;
 253                 /*
 254                  * Note: cpuid_level is set to -1 if unavailable, but
 255                  * extended_extended_level is set to 0 if unavailable
 256                  * and the legitimate extended levels are all negative
 257                  * when signed; hence the weird messing around with
 258                  * signs here...
 259                  */
 260                 if (!((s32)df->level < 0 ?
 261                      (u32)df->level > (u32)c->extended_cpuid_level :
 262                      (s32)df->level > (s32)c->cpuid_level))
 263                         continue;
 264
 265                 clear_cpu_cap(c, df->feature);
 266                 if (!warn)
 267                         continue;
 268
 269                 printk(KERN_WARNING
 270                        "CPU: CPU feature %s disabled, no CPUID level 0x%x\n",
 271                                 x86_cap_flags[df->feature], df->level);
 272         }
 273 }
 274
 275 /*
 276  * Naming convention should be: <Name> [(<Codename>)]
 277  * This table only is used unless init_<vendor>() below doesn't set it;
 278  * in particular, if CPUID levels 0x80000002..4 are supported, this
 279  * isn't used
 280  */
 281
 282 /* Look up CPU names by table lookup. */
 283 static const char *__cpuinit table_lookup_model(struct cpuinfo_x86 *c)
 284 {
 285         const struct cpu_model_info *info;
 286
 287         if (c->x86_model >= 16)
 288                 return NULL;    /* Range check */
 289
 290         if (!this_cpu)
 291                 return NULL;
 292
 293         info = this_cpu->c_models;
 294
 295         while (info && info->family) {
 296                 if (info->family == c->x86)
 297                         return info->model_names[c->x86_model];
 298                 info++;
 299         }
 300         return NULL;            /* Not found */
 301 }
 302
 303 __u32 cleared_cpu_caps[NCAPINTS] __cpuinitdata;
 304
 305 void load_percpu_segment(int cpu)
 306 {
 307 #ifdef CONFIG_X86_32
 308         loadsegment(fs, __KERNEL_PERCPU);
 309 #else
 310         loadsegment(gs, 0);
 311         wrmsrl(MSR_GS_BASE, (unsigned long)per_cpu(irq_stack_union.gs_base, cpu));
 312 #endif
 313         load_stack_canary_segment();
 314 }
 315
 316 /*
 317  * Current gdt points %fs at the "master" per-cpu area: after this,
 318  * it's on the real one.
 319  */
 320 void switch_to_new_gdt(int cpu)
 321 {
 322         struct desc_ptr gdt_descr;
 323
 324         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_table(cpu);
 325         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
 326         load_gdt(&gdt_descr);
 327         /* Reload the per-cpu base */
 328
 329         load_percpu_segment(cpu);
 330 }
 331
 332 static const struct cpu_dev *__cpuinitdata cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
 333
 334 static void __cpuinit default_init(struct cpuinfo_x86 *c)
 335 {
 336 #ifdef CONFIG_X86_64
 337         display_cacheinfo(c);
 338 #else
 339         /* Not much we can do here... */
 340         /* Check if at least it has cpuid */
 341         if (c->cpuid_level == -1) {
 342                 /* No cpuid. It must be an ancient CPU */
 343                 if (c->x86 == 4)
 344                         strcpy(c->x86_model_id, "486");
 345                 else if (c->x86 == 3)
 346                         strcpy(c->x86_model_id, "386");
 347         }
 348 #endif
 349 }
 350
 351 static const struct cpu_dev __cpuinitconst default_cpu = {
 352         .c_init = default_init,
 353         .c_vendor = "Unknown",
 354         .c_x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN,
 355 };
 356
 357 static void __cpuinit get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
 358 {
 359         unsigned int *v;
 360         char *p, *q;
 361
 362         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000004)
 363                 return;
 364
 365         v = (unsigned int *)c->x86_model_id;
 366         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
 367         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
 368         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
 369         c->x86_model_id[48] = 0;
 370
 371         /*
 372          * Intel chips right-justify this string for some dumb reason;
 373          * undo that brain damage:
 374          */
 375         p = q = &c->x86_model_id[0];
 376         while (*p == ' ')
 377                 p++;
 378         if (p != q) {
 379                 while (*p)
 380                         *q++ = *p++;
 381                 while (q <= &c->x86_model_id[48])
 382                         *q++ = '\0';    /* Zero-pad the rest */
 383         }
 384 }
 385
 386 void __cpuinit display_cacheinfo(struct cpuinfo_x86 *c)
 387 {
 388         unsigned int n, dummy, ebx, ecx, edx, l2size;
 389
 390         n = c->extended_cpuid_level;
 391
 392         if (n >= 0x80000005) {
 393                 cpuid(0x80000005, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
 394                 printk(KERN_INFO "CPU: L1 I Cache: %dK (%d bytes/line), D cache %dK (%d bytes/line)\n",
 395                                 edx>>24, edx&0xFF, ecx>>24, ecx&0xFF);
 396                 c->x86_cache_size = (ecx>>24) + (edx>>24);
 397 #ifdef CONFIG_X86_64
 398                 /* On K8 L1 TLB is inclusive, so don't count it */
 399                 c->x86_tlbsize = 0;
 400 #endif
 401         }
 402
 403         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
 404                 return;
 405
 406         cpuid(0x80000006, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
 407         l2size = ecx >> 16;
 408
 409 #ifdef CONFIG_X86_64
 410         c->x86_tlbsize += ((ebx >> 16) & 0xfff) + (ebx & 0xfff);
 411 #else
 412         /* do processor-specific cache resizing */
 413         if (this_cpu->c_size_cache)
 414                 l2size = this_cpu->c_size_cache(c, l2size);
 415
 416         /* Allow user to override all this if necessary. */
 417         if (cachesize_override != -1)
 418                 l2size = cachesize_override;
 419
 420         if (l2size == 0)
 421                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
 422 #endif
 423
 424         c->x86_cache_size = l2size;
 425
 426         printk(KERN_INFO "CPU: L2 Cache: %dK (%d bytes/line)\n",
 427                         l2size, ecx & 0xFF);
 428 }
 429
 430 void __cpuinit detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
 431 {
 432 #ifdef CONFIG_X86_HT
 433         u32 eax, ebx, ecx, edx;
 434         int index_msb, core_bits;
 435
 436         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT))
 437                 return;
 438
 439         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
 440                 goto out;
 441
 442         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XTOPOLOGY))
 443                 return;
 444
 445         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 446
 447         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
 448
 449         if (smp_num_siblings == 1) {
 450                 printk(KERN_INFO  "CPU: Hyper-Threading is disabled\n");
 451                 goto out;
 452         }
 453
 454         if (smp_num_siblings <= 1)
 455                 goto out;
 456
 457         if (smp_num_siblings > nr_cpu_ids) {
 458                 pr_warning("CPU: Unsupported number of siblings %d",
 459                            smp_num_siblings);
 460                 smp_num_siblings = 1;
 461                 return;
 462         }
 463
 464         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
 465         c->phys_proc_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb);
 466
 467         smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
 468
 469         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
 470
 471         core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
 472
 473         c->cpu_core_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb) &
 474                                        ((1 << core_bits) - 1);
 475
 476 out:
 477         if ((c->x86_max_cores * smp_num_siblings) > 1) {
 478                 printk(KERN_INFO  "CPU: Physical Processor ID: %d\n",
 479                        c->phys_proc_id);
 480                 printk(KERN_INFO  "CPU: Processor Core ID: %d\n",
 481                        c->cpu_core_id);
 482         }
 483 #endif
 484 }
 485
 486 static void __cpuinit get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c)
 487 {
 488         char *v = c->x86_vendor_id;
 489         static int printed;
 490         int i;
 491
 492         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
 493                 if (!cpu_devs[i])
 494                         break;
 495
 496                 if (!strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
 497                     (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
 498                      !strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
 499
 500                         this_cpu = cpu_devs[i];
 501                         c->x86_vendor = this_cpu->c_x86_vendor;
 502                         return;
 503                 }
 504         }
 505
 506         if (!printed) {
 507                 printed++;
 508                 printk(KERN_ERR
 509                     "CPU: vendor_id '%s' unknown, using generic init.\n", v);
 510
 511                 printk(KERN_ERR "CPU: Your system may be unstable.\n");
 512         }
 513
 514         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 515         this_cpu = &default_cpu;
 516 }
 517
 518 void __cpuinit cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c)
 519 {
 520         /* Get vendor name */
 521         cpuid(0x00000000, (unsigned int *)&c->cpuid_level,
 522               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[0],
 523               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[8],
 524               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[4]);
 525
 526         c->x86 = 4;
 527         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 528         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 529                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
 530
 531                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
 532                 c->x86 = (tfms >> 8) & 0xf;
 533                 c->x86_model = (tfms >> 4) & 0xf;
 534                 c->x86_mask = tfms & 0xf;
 535
 536                 if (c->x86 == 0xf)
 537                         c->x86 += (tfms >> 20) & 0xff;
 538                 if (c->x86 >= 0x6)
 539                         c->x86_model += ((tfms >> 16) & 0xf) << 4;
 540
 541                 if (cap0 & (1<<19)) {
 542                         c->x86_clflush_size = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
 543                         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 544                 }
 545         }
 546 }
 547
 548 static void __cpuinit get_cpu_cap(struct cpuinfo_x86 *c)
 549 {
 550         u32 tfms, xlvl;
 551         u32 ebx;
 552
 553         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 554         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 555                 u32 capability, excap;
 556
 557                 cpuid(0x00000001, &tfms, &ebx, &excap, &capability);
 558                 c->x86_capability[0] = capability;
 559                 c->x86_capability[4] = excap;
 560         }
 561
 562         /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
 563         xlvl = cpuid_eax(0x80000000);
 564         c->extended_cpuid_level = xlvl;
 565
 566         if ((xlvl & 0xffff0000) == 0x80000000) {
 567                 if (xlvl >= 0x80000001) {
 568                         c->x86_capability[1] = cpuid_edx(0x80000001);
 569                         c->x86_capability[6] = cpuid_ecx(0x80000001);
 570                 }
 571         }
 572
 573         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
 574                 u32 eax = cpuid_eax(0x80000008);
 575
 576                 c->x86_virt_bits = (eax >> 8) & 0xff;
 577                 c->x86_phys_bits = eax & 0xff;
 578         }
 579 #ifdef CONFIG_X86_32
 580         else if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PAE) || cpu_has(c, X86_FEATURE_PSE36))
 581                 c->x86_phys_bits = 36;
 582 #endif
 583
 584         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000007)
 585                 c->x86_power = cpuid_edx(0x80000007);
 586
 587 }
 588
 589 static void __cpuinit identify_cpu_without_cpuid(struct cpuinfo_x86 *c)
 590 {
 591 #ifdef CONFIG_X86_32
 592         int i;
 593
 594         /*
 595          * First of all, decide if this is a 486 or higher
 596          * It's a 486 if we can modify the AC flag
 597          */
 598         if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC))
 599                 c->x86 = 4;
 600         else
 601                 c->x86 = 3;
 602
 603         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++)
 604                 if (cpu_devs[i] && cpu_devs[i]->c_identify) {
 605                         c->x86_vendor_id[0] = 0;
 606                         cpu_devs[i]->c_identify(c);
 607                         if (c->x86_vendor_id[0]) {
 608                                 get_cpu_vendor(c);
 609                                 break;
 610                         }
 611                 }
 612 #endif
 613 }
 614
 615 /*
 616  * Do minimum CPU detection early.
 617  * Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask,
 618  * cache alignment.
 619  * The others are not touched to avoid unwanted side effects.
 620  *
 621  * WARNING: this function is only called on the BP.  Don't add code here
 622  * that is supposed to run on all CPUs.
 623  */
 624 static void __init early_identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 625 {
 626 #ifdef CONFIG_X86_64
 627         c->x86_clflush_size = 64;
 628         c->x86_phys_bits = 36;
 629         c->x86_virt_bits = 48;
 630 #else
 631         c->x86_clflush_size = 32;
 632         c->x86_phys_bits = 32;
 633         c->x86_virt_bits = 32;
 634 #endif
 635         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 636
 637         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
 638         c->extended_cpuid_level = 0;
 639
 640         if (!have_cpuid_p())
 641                 identify_cpu_without_cpuid(c);
 642
 643         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
 644         if (!have_cpuid_p())
 645                 return;
 646
 647         cpu_detect(c);
 648
 649         get_cpu_vendor(c);
 650
 651         get_cpu_cap(c);
 652
 653         if (this_cpu->c_early_init)
 654                 this_cpu->c_early_init(c);
 655
 656 #ifdef CONFIG_SMP
 657         c->cpu_index = boot_cpu_id;
 658 #endif
 659         filter_cpuid_features(c, false);
 660 }
 661
 662 void __init early_cpu_init(void)
 663 {
 664         const struct cpu_dev *const *cdev;
 665         int count = 0;
 666
 667         printk(KERN_INFO "KERNEL supported cpus:\n");
 668         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
 669                 const struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
 670                 unsigned int j;
 671
 672                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
 673                         break;
 674                 cpu_devs[count] = cpudev;
 675                 count++;
 676
 677                 for (j = 0; j < 2; j++) {
 678                         if (!cpudev->c_ident[j])
 679                                 continue;
 680                         printk(KERN_INFO "  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
 681                                 cpudev->c_ident[j]);
 682                 }
 683         }
 684
 685         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
 686 }
 687
 688 /*
 689  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs with
 690  * family >= 6; unfortunately, that's not true in practice because
 691  * of early VIA chips and (more importantly) broken virtualizers that
 692  * are not easy to detect.  In the latter case it doesn't even *fail*
 693  * reliably, so probing for it doesn't even work.  Disable it completely
 694  * unless we can find a reliable way to detect all the broken cases.
 695  */
 696 static void __cpuinit detect_nopl(struct cpuinfo_x86 *c)
 697 {
 698         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
 699 }
 700
 701 static void __cpuinit generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
 702 {
 703         c->extended_cpuid_level = 0;
 704
 705         if (!have_cpuid_p())
 706                 identify_cpu_without_cpuid(c);
 707
 708         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
 709         if (!have_cpuid_p())
 710                 return;
 711
 712         cpu_detect(c);
 713
 714         get_cpu_vendor(c);
 715
 716         get_cpu_cap(c);
 717
 718         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 719                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
 720 #ifdef CONFIG_X86_32
 721 # ifdef CONFIG_X86_HT
 722                 c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
 723 # else
 724                 c->apicid = c->initial_apicid;
 725 # endif
 726 #endif
 727
 728 #ifdef CONFIG_X86_HT
 729                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
 730 #endif
 731         }
 732
 733         get_model_name(c); /* Default name */
 734
 735         init_scattered_cpuid_features(c);
 736         detect_nopl(c);
 737 }
 738
 739 /*
 740  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
 741  */
 742 static void __cpuinit identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 743 {
 744         int i;
 745
 746         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 747         c->x86_cache_size = -1;
 748         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 749         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
 750         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
 751         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
 752         c->x86_max_cores = 1;
 753         c->x86_coreid_bits = 0;
 754 #ifdef CONFIG_X86_64
 755         c->x86_clflush_size = 64;
 756         c->x86_phys_bits = 36;
 757         c->x86_virt_bits = 48;
 758 #else
 759         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
 760         c->x86_clflush_size = 32;
 761         c->x86_phys_bits = 32;
 762         c->x86_virt_bits = 32;
 763 #endif
 764         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 765         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
 766
 767         generic_identify(c);
 768
 769         if (this_cpu->c_identify)
 770                 this_cpu->c_identify(c);
 771
 772 #ifdef CONFIG_X86_64
 773         c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
 774 #endif
 775
 776         /*
 777          * Vendor-specific initialization.  In this section we
 778          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
 779          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
 780          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
 781          * we handle them here.
 782          *
 783          * At the end of this section, c->x86_capability better
 784          * indicate the features this CPU genuinely supports!
 785          */
 786         if (this_cpu->c_init)
 787                 this_cpu->c_init(c);
 788
 789         /* Disable the PN if appropriate */
 790         squash_the_stupid_serial_number(c);
 791
 792         /*
 793          * The vendor-specific functions might have changed features.
 794          * Now we do "generic changes."
 795          */
 796
 797         /* Filter out anything that depends on CPUID levels we don't have */
 798         filter_cpuid_features(c, true);
 799
 800         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
 801         if (!c->x86_model_id[0]) {
 802                 const char *p;
 803                 p = table_lookup_model(c);
 804                 if (p)
 805                         strcpy(c->x86_model_id, p);
 806                 else
 807                         /* Last resort... */
 808                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
 809                                 c->x86, c->x86_model);
 810         }
 811
 812 #ifdef CONFIG_X86_64
 813         detect_ht(c);
 814 #endif
 815
 816         init_hypervisor(c);
 817         /*
 818          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
 819          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
 820          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
 821          * executed, c == &boot_cpu_data.
 822          */
 823         if (c != &boot_cpu_data) {
 824                 /* AND the already accumulated flags with these */
 825                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
 826                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
 827         }
 828
 829         /* Clear all flags overriden by options */
 830         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
 831                 c->x86_capability[i] &= ~cleared_cpu_caps[i];
 832
 833 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 834         /* Init Machine Check Exception if available. */
 835         mcheck_init(c);
 836 #endif
 837
 838         select_idle_routine(c);
 839
 840 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_X86_64)
 841         numa_add_cpu(smp_processor_id());
 842 #endif
 843 }
 844
 845 #ifdef CONFIG_X86_64
 846 static void vgetcpu_set_mode(void)
 847 {
 848         if (cpu_has(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_RDTSCP))
 849                 vgetcpu_mode = VGETCPU_RDTSCP;
 850         else
 851                 vgetcpu_mode = VGETCPU_LSL;
 852 }
 853 #endif
 854
 855 void __init identify_boot_cpu(void)
 856 {
 857         identify_cpu(&boot_cpu_data);
 858         init_c1e_mask();
 859 #ifdef CONFIG_X86_32
 860         sysenter_setup();
 861         enable_sep_cpu();
 862 #else
 863         vgetcpu_set_mode();
 864 #endif
 865         init_hw_perf_counters();
 866 }
 867
 868 void __cpuinit identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 869 {
 870         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
 871         identify_cpu(c);
 872 #ifdef CONFIG_X86_32
 873         enable_sep_cpu();
 874 #endif
 875         mtrr_ap_init();
 876 }
 877
 878 struct msr_range {
 879         unsigned        min;
 880         unsigned        max;
 881 };
 882
 883 static const struct msr_range msr_range_array[] __cpuinitconst = {
 884         { 0x00000000, 0x00000418},
 885         { 0xc0000000, 0xc000040b},
 886         { 0xc0010000, 0xc0010142},
 887         { 0xc0011000, 0xc001103b},
 888 };
 889
 890 static void __cpuinit print_cpu_msr(void)
 891 {
 892         unsigned index_min, index_max;
 893         unsigned index;
 894         u64 val;
 895         int i;
 896
 897         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(msr_range_array); i++) {
 898                 index_min = msr_range_array[i].min;
 899                 index_max = msr_range_array[i].max;
 900
 901                 for (index = index_min; index < index_max; index++) {
 902                         if (rdmsrl_amd_safe(index, &val))
 903                                 continue;
 904                         printk(KERN_INFO " MSR%08x: %016llx\n", index, val);
 905                 }
 906         }
 907 }
 908
 909 static int show_msr __cpuinitdata;
 910
 911 static __init int setup_show_msr(char *arg)
 912 {
 913         int num;
 914
 915         get_option(&arg, &num);
 916
 917         if (num > 0)
 918                 show_msr = num;
 919         return 1;
 920 }
 921 __setup("show_msr=", setup_show_msr);
 922
 923 static __init int setup_noclflush(char *arg)
 924 {
 925         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLSH);
 926         return 1;
 927 }
 928 __setup("noclflush", setup_noclflush);
 929
 930 void __cpuinit print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
 931 {
 932         const char *vendor = NULL;
 933
 934         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM) {
 935                 vendor = this_cpu->c_vendor;
 936         } else {
 937                 if (c->cpuid_level >= 0)
 938                         vendor = c->x86_vendor_id;
 939         }
 940
 941         if (vendor && !strstr(c->x86_model_id, vendor))
 942                 printk(KERN_CONT "%s ", vendor);
 943
 944         if (c->x86_model_id[0])
 945                 printk(KERN_CONT "%s", c->x86_model_id);
 946         else
 947                 printk(KERN_CONT "%d86", c->x86);
 948
 949         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
 950                 printk(KERN_CONT " stepping %02x\n", c->x86_mask);
 951         else
 952                 printk(KERN_CONT "\n");
 953
 954 #ifdef CONFIG_SMP
 955         if (c->cpu_index < show_msr)
 956                 print_cpu_msr();
 957 #else
 958         if (show_msr)
 959                 print_cpu_msr();
 960 #endif
 961 }
 962
 963 static __init int setup_disablecpuid(char *arg)
 964 {
 965         int bit;
 966
 967         if (get_option(&arg, &bit) && bit < NCAPINTS*32)
 968                 setup_clear_cpu_cap(bit);
 969         else
 970                 return 0;
 971
 972         return 1;
 973 }
 974 __setup("clearcpuid=", setup_disablecpuid);
 975
 976 #ifdef CONFIG_X86_64
 977 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
 978
 979 DEFINE_PER_CPU_FIRST(union irq_stack_union,
 980                      irq_stack_union) __aligned(PAGE_SIZE);
 981
 982 DEFINE_PER_CPU(char *, irq_stack_ptr) =
 983         init_per_cpu_var(irq_stack_union.irq_stack) + IRQ_STACK_SIZE - 64;
 984
 985 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, kernel_stack) =
 986         (unsigned long)&init_thread_union - KERNEL_STACK_OFFSET + THREAD_SIZE;
 987 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_stack);
 988
 989 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, irq_count) = -1;
 990
 991 /*
 992  * Special IST stacks which the CPU switches to when it calls
 993  * an IST-marked descriptor entry. Up to 7 stacks (hardware
 994  * limit), all of them are 4K, except the debug stack which
 995  * is 8K.
 996  */
 997 static const unsigned int exception_stack_sizes[N_EXCEPTION_STACKS] = {
 998           [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1]        = EXCEPTION_STKSZ,
 999           [DEBUG_STACK - 1]                     = DEBUG_STKSZ
1000 };
1001
1002 static DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(char, exception_stacks
1003         [(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ])
1004         __aligned(PAGE_SIZE);
1005
1006 /* May not be marked __init: used by software suspend */
1007 void syscall_init(void)
1008 {
1009         /*
1010          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
1011          * They both write to the same internal register. STAR allows to
1012          * set CS/DS but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.
1013          */
1014         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32);
1015         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call);
1016         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
1017
1018 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
1019         syscall32_cpu_init();
1020 #endif
1021
1022         /* Flags to clear on syscall */
1023         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
1024                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|X86_EFLAGS_IOPL);
1025 }
1026
1027 unsigned long kernel_eflags;
1028
1029 /*
1030  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
1031  * debugging, no special alignment required.
1032  */
1033 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
1034
1035 #else   /* CONFIG_X86_64 */
1036
1037 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
1038 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, stack_canary);
1039 #endif
1040
1041 /* Make sure %fs and %gs are initialized properly in idle threads */
1042 struct pt_regs * __cpuinit idle_regs(struct pt_regs *regs)
1043 {
1044         memset(regs, 0, sizeof(struct pt_regs));
1045         regs->fs = __KERNEL_PERCPU;
1046         regs->gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
1047
1048         return regs;
1049 }
1050 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
1051
1052 /*
1053  * Clear all 6 debug registers:
1054  */
1055 static void clear_all_debug_regs(void)
1056 {
1057         int i;
1058
1059         for (i = 0; i < 8; i++) {
1060                 /* Ignore db4, db5 */
1061                 if ((i == 4) || (i == 5))
1062                         continue;
1063
1064                 set_debugreg(0, i);
1065         }
1066 }
1067
1068 /*
1069  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
1070  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
1071  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
1072  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
1073  * A lot of state is already set up in PDA init for 64 bit
1074  */
1075 #ifdef CONFIG_X86_64
1076
1077 void __cpuinit cpu_init(void)
1078 {
1079         struct orig_ist *orig_ist;
1080         struct task_struct *me;
1081         struct tss_struct *t;
1082         unsigned long v;
1083         int cpu;
1084         int i;
1085
1086         cpu = stack_smp_processor_id();
1087         t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1088         orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
1089
1090 #ifdef CONFIG_NUMA
1091         if (cpu != 0 && percpu_read(node_number) == 0 &&
1092             cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
1093                 percpu_write(node_number, cpu_to_node(cpu));
1094 #endif
1095
1096         me = current;
1097
1098         if (cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask))
1099                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1100
1101         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
1102
1103         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1104
1105         /*
1106          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
1107          * and set up the GDT descriptor:
1108          */
1109
1110         switch_to_new_gdt(cpu);
1111         loadsegment(fs, 0);
1112
1113         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
1114
1115         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
1116         syscall_init();
1117
1118         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
1119         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
1120         barrier();
1121
1122         check_efer();
1123         if (cpu != 0)
1124                 enable_x2apic();
1125
1126         /*
1127          * set up and load the per-CPU TSS
1128          */
1129         if (!orig_ist->ist[0]) {
1130                 char *estacks = per_cpu(exception_stacks, cpu);
1131
1132                 for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
1133                         estacks += exception_stack_sizes[v];
1134                         orig_ist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] =
1135                                         (unsigned long)estacks;
1136                 }
1137         }
1138
1139         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1140
1141         /*
1142          * <= is required because the CPU will access up to
1143          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
1144          */
1145         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
1146                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
1147
1148         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1149         me->active_mm = &init_mm;
1150         BUG_ON(me->mm);
1151         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
1152
1153         load_sp0(t, &current->thread);
1154         set_tss_desc(cpu, t);
1155         load_TR_desc();
1156         load_LDT(&init_mm.context);
1157
1158 #ifdef CONFIG_KGDB
1159         /*
1160          * If the kgdb is connected no debug regs should be altered.  This
1161          * is only applicable when KGDB and a KGDB I/O module are built
1162          * into the kernel and you are using early debugging with
1163          * kgdbwait. KGDB will control the kernel HW breakpoint registers.
1164          */
1165         if (kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break)
1166                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1167         else
1168 #endif
1169                 clear_all_debug_regs();
1170
1171         fpu_init();
1172
1173         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
1174
1175         if (is_uv_system())
1176                 uv_cpu_init();
1177 }
1178
1179 #else
1180
1181 void __cpuinit cpu_init(void)
1182 {
1183         int cpu = smp_processor_id();
1184         struct task_struct *curr = current;
1185         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1186         struct thread_struct *thread = &curr->thread;
1187
1188         if (cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask)) {
1189                 printk(KERN_WARNING "CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1190                 for (;;)
1191                         local_irq_enable();
1192         }
1193
1194         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
1195
1196         if (cpu_has_vme || cpu_has_tsc || cpu_has_de)
1197                 clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1198
1199         load_idt(&idt_descr);
1200         switch_to_new_gdt(cpu);
1201
1202         /*
1203          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
1204          */
1205         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1206         curr->active_mm = &init_mm;
1207         BUG_ON(curr->mm);
1208         enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
1209
1210         load_sp0(t, thread);
1211         set_tss_desc(cpu, t);
1212         load_TR_desc();
1213         load_LDT(&init_mm.context);
1214
1215         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1216
1217 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1218         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
1219         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1220 #endif
1221
1222         clear_all_debug_regs();
1223
1224         /*
1225          * Force FPU initialization:
1226          */
1227         if (cpu_has_xsave)
1228                 current_thread_info()->status = TS_XSAVE;
1229         else
1230                 current_thread_info()->status = 0;
1231         clear_used_math();
1232         mxcsr_feature_mask_init();
1233
1234         /*
1235          * Boot processor to setup the FP and extended state context info.
1236          */
1237         if (smp_processor_id() == boot_cpu_id)
1238                 init_thread_xstate();
1239
1240         xsave_init();
1241 }
1242 #endif