Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/tiwai/sound-2.6
[pandora-kernel.git] / 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_event.h>
17 #include <asm/mmu_context.h>
18 #include <asm/hypervisor.h>
19 #include <asm/processor.h>
20 #include <asm/sections.h>
21 #include <linux/topology.h>
22 #include <linux/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 <linux/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
38 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
39 #include <asm/uv/uv.h>
40 #endif
41
42 #include "cpu.h"
43
44 /* all of these masks are initialized in setup_cpu_local_masks() */
45 cpumask_var_t cpu_initialized_mask;
46 cpumask_var_t cpu_callout_mask;
47 cpumask_var_t cpu_callin_mask;
48
49 /* representing cpus for which sibling maps can be computed */
50 cpumask_var_t cpu_sibling_setup_mask;
51
52 /* correctly size the local cpu masks */
53 void __init setup_cpu_local_masks(void)
54 {
55         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_initialized_mask);
56         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callin_mask);
57         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callout_mask);
58         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_sibling_setup_mask);
59 }
60
61 static void __cpuinit default_init(struct cpuinfo_x86 *c)
62 {
63 #ifdef CONFIG_X86_64
64         cpu_detect_cache_sizes(c);
65 #else
66         /* Not much we can do here... */
67         /* Check if at least it has cpuid */
68         if (c->cpuid_level == -1) {
69                 /* No cpuid. It must be an ancient CPU */
70                 if (c->x86 == 4)
71                         strcpy(c->x86_model_id, "486");
72                 else if (c->x86 == 3)
73                         strcpy(c->x86_model_id, "386");
74         }
75 #endif
76 }
77
78 static const struct cpu_dev __cpuinitconst default_cpu = {
79         .c_init         = default_init,
80         .c_vendor       = "Unknown",
81         .c_x86_vendor   = X86_VENDOR_UNKNOWN,
82 };
83
84 static const struct cpu_dev *this_cpu __cpuinitdata = &default_cpu;
85
86 DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(struct gdt_page, gdt_page) = { .gdt = {
87 #ifdef CONFIG_X86_64
88         /*
89          * We need valid kernel segments for data and code in long mode too
90          * IRET will check the segment types  kkeil 2000/10/28
91          * Also sysret mandates a special GDT layout
92          *
93          * TLS descriptors are currently at a different place compared to i386.
94          * Hopefully nobody expects them at a fixed place (Wine?)
95          */
96         [GDT_ENTRY_KERNEL32_CS]         = GDT_ENTRY_INIT(0xc09b, 0, 0xfffff),
97         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xa09b, 0, 0xfffff),
98         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc093, 0, 0xfffff),
99         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER32_CS]   = GDT_ENTRY_INIT(0xc0fb, 0, 0xfffff),
100         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0f3, 0, 0xfffff),
101         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xa0fb, 0, 0xfffff),
102 #else
103         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc09a, 0, 0xfffff),
104         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
105         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0fa, 0, 0xfffff),
106         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0f2, 0, 0xfffff),
107         /*
108          * Segments used for calling PnP BIOS have byte granularity.
109          * They code segments and data segments have fixed 64k limits,
110          * the transfer segment sizes are set at run time.
111          */
112         /* 32-bit code */
113         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS32]        = GDT_ENTRY_INIT(0x409a, 0, 0xffff),
114         /* 16-bit code */
115         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS16]        = GDT_ENTRY_INIT(0x009a, 0, 0xffff),
116         /* 16-bit data */
117         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_DS]          = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0xffff),
118         /* 16-bit data */
119         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS1]         = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0),
120         /* 16-bit data */
121         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS2]         = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0),
122         /*
123          * The APM segments have byte granularity and their bases
124          * are set at run time.  All have 64k limits.
125          */
126         /* 32-bit code */
127         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE]        = GDT_ENTRY_INIT(0x409a, 0, 0xffff),
128         /* 16-bit code */
129         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+1]      = GDT_ENTRY_INIT(0x009a, 0, 0xffff),
130         /* data */
131         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+2]      = GDT_ENTRY_INIT(0x4092, 0, 0xffff),
132
133         [GDT_ENTRY_ESPFIX_SS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
134         [GDT_ENTRY_PERCPU]              = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
135         GDT_STACK_CANARY_INIT
136 #endif
137 } };
138 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(gdt_page);
139
140 static int __init x86_xsave_setup(char *s)
141 {
142         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_XSAVE);
143         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_XSAVEOPT);
144         return 1;
145 }
146 __setup("noxsave", x86_xsave_setup);
147
148 static int __init x86_xsaveopt_setup(char *s)
149 {
150         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_XSAVEOPT);
151         return 1;
152 }
153 __setup("noxsaveopt", x86_xsaveopt_setup);
154
155 #ifdef CONFIG_X86_32
156 static int cachesize_override __cpuinitdata = -1;
157 static int disable_x86_serial_nr __cpuinitdata = 1;
158
159 static int __init cachesize_setup(char *str)
160 {
161         get_option(&str, &cachesize_override);
162         return 1;
163 }
164 __setup("cachesize=", cachesize_setup);
165
166 static int __init x86_fxsr_setup(char *s)
167 {
168         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_FXSR);
169         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_XMM);
170         return 1;
171 }
172 __setup("nofxsr", x86_fxsr_setup);
173
174 static int __init x86_sep_setup(char *s)
175 {
176         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEP);
177         return 1;
178 }
179 __setup("nosep", x86_sep_setup);
180
181 /* Standard macro to see if a specific flag is changeable */
182 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
183 {
184         u32 f1, f2;
185
186         /*
187          * Cyrix and IDT cpus allow disabling of CPUID
188          * so the code below may return different results
189          * when it is executed before and after enabling
190          * the CPUID. Add "volatile" to not allow gcc to
191          * optimize the subsequent calls to this function.
192          */
193         asm volatile ("pushfl           \n\t"
194                       "pushfl           \n\t"
195                       "popl %0          \n\t"
196                       "movl %0, %1      \n\t"
197                       "xorl %2, %0      \n\t"
198                       "pushl %0         \n\t"
199                       "popfl            \n\t"
200                       "pushfl           \n\t"
201                       "popl %0          \n\t"
202                       "popfl            \n\t"
203
204                       : "=&r" (f1), "=&r" (f2)
205                       : "ir" (flag));
206
207         return ((f1^f2) & flag) != 0;
208 }
209
210 /* Probe for the CPUID instruction */
211 static int __cpuinit have_cpuid_p(void)
212 {
213         return flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_ID);
214 }
215
216 static void __cpuinit squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
217 {
218         unsigned long lo, hi;
219
220         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_PN) || !disable_x86_serial_nr)
221                 return;
222
223         /* Disable processor serial number: */
224
225         rdmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
226         lo |= 0x200000;
227         wrmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
228
229         printk(KERN_NOTICE "CPU serial number disabled.\n");
230         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PN);
231
232         /* Disabling the serial number may affect the cpuid level */
233         c->cpuid_level = cpuid_eax(0);
234 }
235
236 static int __init x86_serial_nr_setup(char *s)
237 {
238         disable_x86_serial_nr = 0;
239         return 1;
240 }
241 __setup("serialnumber", x86_serial_nr_setup);
242 #else
243 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
244 {
245         return 1;
246 }
247 /* Probe for the CPUID instruction */
248 static inline int have_cpuid_p(void)
249 {
250         return 1;
251 }
252 static inline void squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
253 {
254 }
255 #endif
256
257 static int disable_smep __cpuinitdata;
258 static __init int setup_disable_smep(char *arg)
259 {
260         disable_smep = 1;
261         return 1;
262 }
263 __setup("nosmep", setup_disable_smep);
264
265 static __cpuinit void setup_smep(struct cpuinfo_x86 *c)
266 {
267         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SMEP)) {
268                 if (unlikely(disable_smep)) {
269                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SMEP);
270                         clear_in_cr4(X86_CR4_SMEP);
271                 } else
272                         set_in_cr4(X86_CR4_SMEP);
273         }
274 }
275
276 /*
277  * Some CPU features depend on higher CPUID levels, which may not always
278  * be available due to CPUID level capping or broken virtualization
279  * software.  Add those features to this table to auto-disable them.
280  */
281 struct cpuid_dependent_feature {
282         u32 feature;
283         u32 level;
284 };
285
286 static const struct cpuid_dependent_feature __cpuinitconst
287 cpuid_dependent_features[] = {
288         { X86_FEATURE_MWAIT,            0x00000005 },
289         { X86_FEATURE_DCA,              0x00000009 },
290         { X86_FEATURE_XSAVE,            0x0000000d },
291         { 0, 0 }
292 };
293
294 static void __cpuinit filter_cpuid_features(struct cpuinfo_x86 *c, bool warn)
295 {
296         const struct cpuid_dependent_feature *df;
297
298         for (df = cpuid_dependent_features; df->feature; df++) {
299
300                 if (!cpu_has(c, df->feature))
301                         continue;
302                 /*
303                  * Note: cpuid_level is set to -1 if unavailable, but
304                  * extended_extended_level is set to 0 if unavailable
305                  * and the legitimate extended levels are all negative
306                  * when signed; hence the weird messing around with
307                  * signs here...
308                  */
309                 if (!((s32)df->level < 0 ?
310                      (u32)df->level > (u32)c->extended_cpuid_level :
311                      (s32)df->level > (s32)c->cpuid_level))
312                         continue;
313
314                 clear_cpu_cap(c, df->feature);
315                 if (!warn)
316                         continue;
317
318                 printk(KERN_WARNING
319                        "CPU: CPU feature %s disabled, no CPUID level 0x%x\n",
320                                 x86_cap_flags[df->feature], df->level);
321         }
322 }
323
324 /*
325  * Naming convention should be: <Name> [(<Codename>)]
326  * This table only is used unless init_<vendor>() below doesn't set it;
327  * in particular, if CPUID levels 0x80000002..4 are supported, this
328  * isn't used
329  */
330
331 /* Look up CPU names by table lookup. */
332 static const char *__cpuinit table_lookup_model(struct cpuinfo_x86 *c)
333 {
334         const struct cpu_model_info *info;
335
336         if (c->x86_model >= 16)
337                 return NULL;    /* Range check */
338
339         if (!this_cpu)
340                 return NULL;
341
342         info = this_cpu->c_models;
343
344         while (info && info->family) {
345                 if (info->family == c->x86)
346                         return info->model_names[c->x86_model];
347                 info++;
348         }
349         return NULL;            /* Not found */
350 }
351
352 __u32 cpu_caps_cleared[NCAPINTS] __cpuinitdata;
353 __u32 cpu_caps_set[NCAPINTS] __cpuinitdata;
354
355 void load_percpu_segment(int cpu)
356 {
357 #ifdef CONFIG_X86_32
358         loadsegment(fs, __KERNEL_PERCPU);
359 #else
360         loadsegment(gs, 0);
361         wrmsrl(MSR_GS_BASE, (unsigned long)per_cpu(irq_stack_union.gs_base, cpu));
362 #endif
363         load_stack_canary_segment();
364 }
365
366 /*
367  * Current gdt points %fs at the "master" per-cpu area: after this,
368  * it's on the real one.
369  */
370 void switch_to_new_gdt(int cpu)
371 {
372         struct desc_ptr gdt_descr;
373
374         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_table(cpu);
375         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
376         load_gdt(&gdt_descr);
377         /* Reload the per-cpu base */
378
379         load_percpu_segment(cpu);
380 }
381
382 static const struct cpu_dev *__cpuinitdata cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
383
384 static void __cpuinit get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
385 {
386         unsigned int *v;
387         char *p, *q;
388
389         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000004)
390                 return;
391
392         v = (unsigned int *)c->x86_model_id;
393         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
394         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
395         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
396         c->x86_model_id[48] = 0;
397
398         /*
399          * Intel chips right-justify this string for some dumb reason;
400          * undo that brain damage:
401          */
402         p = q = &c->x86_model_id[0];
403         while (*p == ' ')
404                 p++;
405         if (p != q) {
406                 while (*p)
407                         *q++ = *p++;
408                 while (q <= &c->x86_model_id[48])
409                         *q++ = '\0';    /* Zero-pad the rest */
410         }
411 }
412
413 void __cpuinit cpu_detect_cache_sizes(struct cpuinfo_x86 *c)
414 {
415         unsigned int n, dummy, ebx, ecx, edx, l2size;
416
417         n = c->extended_cpuid_level;
418
419         if (n >= 0x80000005) {
420                 cpuid(0x80000005, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
421                 c->x86_cache_size = (ecx>>24) + (edx>>24);
422 #ifdef CONFIG_X86_64
423                 /* On K8 L1 TLB is inclusive, so don't count it */
424                 c->x86_tlbsize = 0;
425 #endif
426         }
427
428         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
429                 return;
430
431         cpuid(0x80000006, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
432         l2size = ecx >> 16;
433
434 #ifdef CONFIG_X86_64
435         c->x86_tlbsize += ((ebx >> 16) & 0xfff) + (ebx & 0xfff);
436 #else
437         /* do processor-specific cache resizing */
438         if (this_cpu->c_size_cache)
439                 l2size = this_cpu->c_size_cache(c, l2size);
440
441         /* Allow user to override all this if necessary. */
442         if (cachesize_override != -1)
443                 l2size = cachesize_override;
444
445         if (l2size == 0)
446                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
447 #endif
448
449         c->x86_cache_size = l2size;
450 }
451
452 void __cpuinit detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
453 {
454 #ifdef CONFIG_X86_HT
455         u32 eax, ebx, ecx, edx;
456         int index_msb, core_bits;
457         static bool printed;
458
459         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT))
460                 return;
461
462         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
463                 goto out;
464
465         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XTOPOLOGY))
466                 return;
467
468         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
469
470         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
471
472         if (smp_num_siblings == 1) {
473                 printk_once(KERN_INFO "CPU0: Hyper-Threading is disabled\n");
474                 goto out;
475         }
476
477         if (smp_num_siblings <= 1)
478                 goto out;
479
480         if (smp_num_siblings > nr_cpu_ids) {
481                 pr_warning("CPU: Unsupported number of siblings %d",
482                            smp_num_siblings);
483                 smp_num_siblings = 1;
484                 return;
485         }
486
487         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
488         c->phys_proc_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb);
489
490         smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
491
492         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
493
494         core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
495
496         c->cpu_core_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb) &
497                                        ((1 << core_bits) - 1);
498
499 out:
500         if (!printed && (c->x86_max_cores * smp_num_siblings) > 1) {
501                 printk(KERN_INFO  "CPU: Physical Processor ID: %d\n",
502                        c->phys_proc_id);
503                 printk(KERN_INFO  "CPU: Processor Core ID: %d\n",
504                        c->cpu_core_id);
505                 printed = 1;
506         }
507 #endif
508 }
509
510 static void __cpuinit get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c)
511 {
512         char *v = c->x86_vendor_id;
513         int i;
514
515         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
516                 if (!cpu_devs[i])
517                         break;
518
519                 if (!strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
520                     (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
521                      !strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
522
523                         this_cpu = cpu_devs[i];
524                         c->x86_vendor = this_cpu->c_x86_vendor;
525                         return;
526                 }
527         }
528
529         printk_once(KERN_ERR
530                         "CPU: vendor_id '%s' unknown, using generic init.\n" \
531                         "CPU: Your system may be unstable.\n", v);
532
533         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
534         this_cpu = &default_cpu;
535 }
536
537 void __cpuinit cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c)
538 {
539         /* Get vendor name */
540         cpuid(0x00000000, (unsigned int *)&c->cpuid_level,
541               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[0],
542               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[8],
543               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[4]);
544
545         c->x86 = 4;
546         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
547         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
548                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
549
550                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
551                 c->x86 = (tfms >> 8) & 0xf;
552                 c->x86_model = (tfms >> 4) & 0xf;
553                 c->x86_mask = tfms & 0xf;
554
555                 if (c->x86 == 0xf)
556                         c->x86 += (tfms >> 20) & 0xff;
557                 if (c->x86 >= 0x6)
558                         c->x86_model += ((tfms >> 16) & 0xf) << 4;
559
560                 if (cap0 & (1<<19)) {
561                         c->x86_clflush_size = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
562                         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
563                 }
564         }
565 }
566
567 void __cpuinit get_cpu_cap(struct cpuinfo_x86 *c)
568 {
569         u32 tfms, xlvl;
570         u32 ebx;
571
572         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
573         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
574                 u32 capability, excap;
575
576                 cpuid(0x00000001, &tfms, &ebx, &excap, &capability);
577                 c->x86_capability[0] = capability;
578                 c->x86_capability[4] = excap;
579         }
580
581         /* Additional Intel-defined flags: level 0x00000007 */
582         if (c->cpuid_level >= 0x00000007) {
583                 u32 eax, ebx, ecx, edx;
584
585                 cpuid_count(0x00000007, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
586
587                 c->x86_capability[9] = ebx;
588         }
589
590         /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
591         xlvl = cpuid_eax(0x80000000);
592         c->extended_cpuid_level = xlvl;
593
594         if ((xlvl & 0xffff0000) == 0x80000000) {
595                 if (xlvl >= 0x80000001) {
596                         c->x86_capability[1] = cpuid_edx(0x80000001);
597                         c->x86_capability[6] = cpuid_ecx(0x80000001);
598                 }
599         }
600
601         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
602                 u32 eax = cpuid_eax(0x80000008);
603
604                 c->x86_virt_bits = (eax >> 8) & 0xff;
605                 c->x86_phys_bits = eax & 0xff;
606         }
607 #ifdef CONFIG_X86_32
608         else if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PAE) || cpu_has(c, X86_FEATURE_PSE36))
609                 c->x86_phys_bits = 36;
610 #endif
611
612         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000007)
613                 c->x86_power = cpuid_edx(0x80000007);
614
615         init_scattered_cpuid_features(c);
616 }
617
618 static void __cpuinit identify_cpu_without_cpuid(struct cpuinfo_x86 *c)
619 {
620 #ifdef CONFIG_X86_32
621         int i;
622
623         /*
624          * First of all, decide if this is a 486 or higher
625          * It's a 486 if we can modify the AC flag
626          */
627         if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC))
628                 c->x86 = 4;
629         else
630                 c->x86 = 3;
631
632         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++)
633                 if (cpu_devs[i] && cpu_devs[i]->c_identify) {
634                         c->x86_vendor_id[0] = 0;
635                         cpu_devs[i]->c_identify(c);
636                         if (c->x86_vendor_id[0]) {
637                                 get_cpu_vendor(c);
638                                 break;
639                         }
640                 }
641 #endif
642 }
643
644 /*
645  * Do minimum CPU detection early.
646  * Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask,
647  * cache alignment.
648  * The others are not touched to avoid unwanted side effects.
649  *
650  * WARNING: this function is only called on the BP.  Don't add code here
651  * that is supposed to run on all CPUs.
652  */
653 static void __init early_identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
654 {
655 #ifdef CONFIG_X86_64
656         c->x86_clflush_size = 64;
657         c->x86_phys_bits = 36;
658         c->x86_virt_bits = 48;
659 #else
660         c->x86_clflush_size = 32;
661         c->x86_phys_bits = 32;
662         c->x86_virt_bits = 32;
663 #endif
664         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
665
666         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
667         c->extended_cpuid_level = 0;
668
669         if (!have_cpuid_p())
670                 identify_cpu_without_cpuid(c);
671
672         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
673         if (!have_cpuid_p())
674                 return;
675
676         cpu_detect(c);
677
678         get_cpu_vendor(c);
679
680         get_cpu_cap(c);
681
682         if (this_cpu->c_early_init)
683                 this_cpu->c_early_init(c);
684
685 #ifdef CONFIG_SMP
686         c->cpu_index = 0;
687 #endif
688         filter_cpuid_features(c, false);
689
690         setup_smep(c);
691 }
692
693 void __init early_cpu_init(void)
694 {
695         const struct cpu_dev *const *cdev;
696         int count = 0;
697
698 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
699         printk(KERN_INFO "KERNEL supported cpus:\n");
700 #endif
701
702         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
703                 const struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
704
705                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
706                         break;
707                 cpu_devs[count] = cpudev;
708                 count++;
709
710 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
711                 {
712                         unsigned int j;
713
714                         for (j = 0; j < 2; j++) {
715                                 if (!cpudev->c_ident[j])
716                                         continue;
717                                 printk(KERN_INFO "  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
718                                         cpudev->c_ident[j]);
719                         }
720                 }
721 #endif
722         }
723         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
724 }
725
726 /*
727  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs of family >= 6;
728  * unfortunately, that's not true in practice because of early VIA
729  * chips and (more importantly) broken virtualizers that are not easy
730  * to detect. In the latter case it doesn't even *fail* reliably, so
731  * probing for it doesn't even work. Disable it completely on 32-bit
732  * unless we can find a reliable way to detect all the broken cases.
733  * Enable it explicitly on 64-bit for non-constant inputs of cpu_has().
734  */
735 static void __cpuinit detect_nopl(struct cpuinfo_x86 *c)
736 {
737 #ifdef CONFIG_X86_32
738         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
739 #else
740         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
741 #endif
742 }
743
744 static void __cpuinit generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
745 {
746         c->extended_cpuid_level = 0;
747
748         if (!have_cpuid_p())
749                 identify_cpu_without_cpuid(c);
750
751         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
752         if (!have_cpuid_p())
753                 return;
754
755         cpu_detect(c);
756
757         get_cpu_vendor(c);
758
759         get_cpu_cap(c);
760
761         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
762                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
763 #ifdef CONFIG_X86_32
764 # ifdef CONFIG_X86_HT
765                 c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
766 # else
767                 c->apicid = c->initial_apicid;
768 # endif
769 #endif
770
771 #ifdef CONFIG_X86_HT
772                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
773 #endif
774         }
775
776         setup_smep(c);
777
778         get_model_name(c); /* Default name */
779
780         detect_nopl(c);
781 }
782
783 /*
784  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
785  */
786 static void __cpuinit identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
787 {
788         int i;
789
790         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
791         c->x86_cache_size = -1;
792         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
793         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
794         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
795         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
796         c->x86_max_cores = 1;
797         c->x86_coreid_bits = 0;
798 #ifdef CONFIG_X86_64
799         c->x86_clflush_size = 64;
800         c->x86_phys_bits = 36;
801         c->x86_virt_bits = 48;
802 #else
803         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
804         c->x86_clflush_size = 32;
805         c->x86_phys_bits = 32;
806         c->x86_virt_bits = 32;
807 #endif
808         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
809         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
810
811         generic_identify(c);
812
813         if (this_cpu->c_identify)
814                 this_cpu->c_identify(c);
815
816         /* Clear/Set all flags overriden by options, after probe */
817         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++) {
818                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
819                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
820         }
821
822 #ifdef CONFIG_X86_64
823         c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
824 #endif
825
826         /*
827          * Vendor-specific initialization.  In this section we
828          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
829          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
830          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
831          * we handle them here.
832          *
833          * At the end of this section, c->x86_capability better
834          * indicate the features this CPU genuinely supports!
835          */
836         if (this_cpu->c_init)
837                 this_cpu->c_init(c);
838
839         /* Disable the PN if appropriate */
840         squash_the_stupid_serial_number(c);
841
842         /*
843          * The vendor-specific functions might have changed features.
844          * Now we do "generic changes."
845          */
846
847         /* Filter out anything that depends on CPUID levels we don't have */
848         filter_cpuid_features(c, true);
849
850         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
851         if (!c->x86_model_id[0]) {
852                 const char *p;
853                 p = table_lookup_model(c);
854                 if (p)
855                         strcpy(c->x86_model_id, p);
856                 else
857                         /* Last resort... */
858                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
859                                 c->x86, c->x86_model);
860         }
861
862 #ifdef CONFIG_X86_64
863         detect_ht(c);
864 #endif
865
866         init_hypervisor(c);
867
868         /*
869          * Clear/Set all flags overriden by options, need do it
870          * before following smp all cpus cap AND.
871          */
872         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++) {
873                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
874                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
875         }
876
877         /*
878          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
879          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
880          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
881          * executed, c == &boot_cpu_data.
882          */
883         if (c != &boot_cpu_data) {
884                 /* AND the already accumulated flags with these */
885                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
886                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
887         }
888
889         /* Init Machine Check Exception if available. */
890         mcheck_cpu_init(c);
891
892         select_idle_routine(c);
893
894 #ifdef CONFIG_NUMA
895         numa_add_cpu(smp_processor_id());
896 #endif
897 }
898
899 #ifdef CONFIG_X86_64
900 static void vgetcpu_set_mode(void)
901 {
902         if (cpu_has(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_RDTSCP))
903                 vgetcpu_mode = VGETCPU_RDTSCP;
904         else
905                 vgetcpu_mode = VGETCPU_LSL;
906 }
907 #endif
908
909 void __init identify_boot_cpu(void)
910 {
911         identify_cpu(&boot_cpu_data);
912         init_c1e_mask();
913 #ifdef CONFIG_X86_32
914         sysenter_setup();
915         enable_sep_cpu();
916 #else
917         vgetcpu_set_mode();
918 #endif
919 }
920
921 void __cpuinit identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
922 {
923         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
924         identify_cpu(c);
925 #ifdef CONFIG_X86_32
926         enable_sep_cpu();
927 #endif
928         mtrr_ap_init();
929 }
930
931 struct msr_range {
932         unsigned        min;
933         unsigned        max;
934 };
935
936 static const struct msr_range msr_range_array[] __cpuinitconst = {
937         { 0x00000000, 0x00000418},
938         { 0xc0000000, 0xc000040b},
939         { 0xc0010000, 0xc0010142},
940         { 0xc0011000, 0xc001103b},
941 };
942
943 static void __cpuinit print_cpu_msr(void)
944 {
945         unsigned index_min, index_max;
946         unsigned index;
947         u64 val;
948         int i;
949
950         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(msr_range_array); i++) {
951                 index_min = msr_range_array[i].min;
952                 index_max = msr_range_array[i].max;
953
954                 for (index = index_min; index < index_max; index++) {
955                         if (rdmsrl_amd_safe(index, &val))
956                                 continue;
957                         printk(KERN_INFO " MSR%08x: %016llx\n", index, val);
958                 }
959         }
960 }
961
962 static int show_msr __cpuinitdata;
963
964 static __init int setup_show_msr(char *arg)
965 {
966         int num;
967
968         get_option(&arg, &num);
969
970         if (num > 0)
971                 show_msr = num;
972         return 1;
973 }
974 __setup("show_msr=", setup_show_msr);
975
976 static __init int setup_noclflush(char *arg)
977 {
978         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLSH);
979         return 1;
980 }
981 __setup("noclflush", setup_noclflush);
982
983 void __cpuinit print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
984 {
985         const char *vendor = NULL;
986
987         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM) {
988                 vendor = this_cpu->c_vendor;
989         } else {
990                 if (c->cpuid_level >= 0)
991                         vendor = c->x86_vendor_id;
992         }
993
994         if (vendor && !strstr(c->x86_model_id, vendor))
995                 printk(KERN_CONT "%s ", vendor);
996
997         if (c->x86_model_id[0])
998                 printk(KERN_CONT "%s", c->x86_model_id);
999         else
1000                 printk(KERN_CONT "%d86", c->x86);
1001
1002         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
1003                 printk(KERN_CONT " stepping %02x\n", c->x86_mask);
1004         else
1005                 printk(KERN_CONT "\n");
1006
1007 #ifdef CONFIG_SMP
1008         if (c->cpu_index < show_msr)
1009                 print_cpu_msr();
1010 #else
1011         if (show_msr)
1012                 print_cpu_msr();
1013 #endif
1014 }
1015
1016 static __init int setup_disablecpuid(char *arg)
1017 {
1018         int bit;
1019
1020         if (get_option(&arg, &bit) && bit < NCAPINTS*32)
1021                 setup_clear_cpu_cap(bit);
1022         else
1023                 return 0;
1024
1025         return 1;
1026 }
1027 __setup("clearcpuid=", setup_disablecpuid);
1028
1029 #ifdef CONFIG_X86_64
1030 struct desc_ptr idt_descr = { NR_VECTORS * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
1031
1032 DEFINE_PER_CPU_FIRST(union irq_stack_union,
1033                      irq_stack_union) __aligned(PAGE_SIZE);
1034
1035 /*
1036  * The following four percpu variables are hot.  Align current_task to
1037  * cacheline size such that all four fall in the same cacheline.
1038  */
1039 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) ____cacheline_aligned =
1040         &init_task;
1041 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1042
1043 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, kernel_stack) =
1044         (unsigned long)&init_thread_union - KERNEL_STACK_OFFSET + THREAD_SIZE;
1045 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_stack);
1046
1047 DEFINE_PER_CPU(char *, irq_stack_ptr) =
1048         init_per_cpu_var(irq_stack_union.irq_stack) + IRQ_STACK_SIZE - 64;
1049
1050 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, irq_count) = -1;
1051
1052 /*
1053  * Special IST stacks which the CPU switches to when it calls
1054  * an IST-marked descriptor entry. Up to 7 stacks (hardware
1055  * limit), all of them are 4K, except the debug stack which
1056  * is 8K.
1057  */
1058 static const unsigned int exception_stack_sizes[N_EXCEPTION_STACKS] = {
1059           [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1]        = EXCEPTION_STKSZ,
1060           [DEBUG_STACK - 1]                     = DEBUG_STKSZ
1061 };
1062
1063 static DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(char, exception_stacks
1064         [(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]);
1065
1066 /* May not be marked __init: used by software suspend */
1067 void syscall_init(void)
1068 {
1069         /*
1070          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
1071          * They both write to the same internal register. STAR allows to
1072          * set CS/DS but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.
1073          */
1074         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32);
1075         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call);
1076         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
1077
1078 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
1079         syscall32_cpu_init();
1080 #endif
1081
1082         /* Flags to clear on syscall */
1083         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
1084                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|X86_EFLAGS_IOPL);
1085 }
1086
1087 unsigned long kernel_eflags;
1088
1089 /*
1090  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
1091  * debugging, no special alignment required.
1092  */
1093 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
1094
1095 #else   /* CONFIG_X86_64 */
1096
1097 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
1098 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1099
1100 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
1101 DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct stack_canary, stack_canary);
1102 #endif
1103
1104 /* Make sure %fs and %gs are initialized properly in idle threads */
1105 struct pt_regs * __cpuinit idle_regs(struct pt_regs *regs)
1106 {
1107         memset(regs, 0, sizeof(struct pt_regs));
1108         regs->fs = __KERNEL_PERCPU;
1109         regs->gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
1110
1111         return regs;
1112 }
1113 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
1114
1115 /*
1116  * Clear all 6 debug registers:
1117  */
1118 static void clear_all_debug_regs(void)
1119 {
1120         int i;
1121
1122         for (i = 0; i < 8; i++) {
1123                 /* Ignore db4, db5 */
1124                 if ((i == 4) || (i == 5))
1125                         continue;
1126
1127                 set_debugreg(0, i);
1128         }
1129 }
1130
1131 #ifdef CONFIG_KGDB
1132 /*
1133  * Restore debug regs if using kgdbwait and you have a kernel debugger
1134  * connection established.
1135  */
1136 static void dbg_restore_debug_regs(void)
1137 {
1138         if (unlikely(kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break))
1139                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1140 }
1141 #else /* ! CONFIG_KGDB */
1142 #define dbg_restore_debug_regs()
1143 #endif /* ! CONFIG_KGDB */
1144
1145 /*
1146  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
1147  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
1148  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
1149  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
1150  * A lot of state is already set up in PDA init for 64 bit
1151  */
1152 #ifdef CONFIG_X86_64
1153
1154 void __cpuinit cpu_init(void)
1155 {
1156         struct orig_ist *oist;
1157         struct task_struct *me;
1158         struct tss_struct *t;
1159         unsigned long v;
1160         int cpu;
1161         int i;
1162
1163         cpu = stack_smp_processor_id();
1164         t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1165         oist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
1166
1167 #ifdef CONFIG_NUMA
1168         if (cpu != 0 && percpu_read(numa_node) == 0 &&
1169             early_cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
1170                 set_numa_node(early_cpu_to_node(cpu));
1171 #endif
1172
1173         me = current;
1174
1175         if (cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask))
1176                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1177
1178         pr_debug("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1179
1180         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1181
1182         /*
1183          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
1184          * and set up the GDT descriptor:
1185          */
1186
1187         switch_to_new_gdt(cpu);
1188         loadsegment(fs, 0);
1189
1190         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
1191
1192         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
1193         syscall_init();
1194
1195         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
1196         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
1197         barrier();
1198
1199         x86_configure_nx();
1200         if (cpu != 0)
1201                 enable_x2apic();
1202
1203         /*
1204          * set up and load the per-CPU TSS
1205          */
1206         if (!oist->ist[0]) {
1207                 char *estacks = per_cpu(exception_stacks, cpu);
1208
1209                 for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
1210                         estacks += exception_stack_sizes[v];
1211                         oist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] =
1212                                         (unsigned long)estacks;
1213                 }
1214         }
1215
1216         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1217
1218         /*
1219          * <= is required because the CPU will access up to
1220          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
1221          */
1222         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
1223                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
1224
1225         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1226         me->active_mm = &init_mm;
1227         BUG_ON(me->mm);
1228         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
1229
1230         load_sp0(t, &current->thread);
1231         set_tss_desc(cpu, t);
1232         load_TR_desc();
1233         load_LDT(&init_mm.context);
1234
1235         clear_all_debug_regs();
1236         dbg_restore_debug_regs();
1237
1238         fpu_init();
1239         xsave_init();
1240
1241         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
1242
1243         if (is_uv_system())
1244                 uv_cpu_init();
1245 }
1246
1247 #else
1248
1249 void __cpuinit cpu_init(void)
1250 {
1251         int cpu = smp_processor_id();
1252         struct task_struct *curr = current;
1253         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1254         struct thread_struct *thread = &curr->thread;
1255
1256         if (cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask)) {
1257                 printk(KERN_WARNING "CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1258                 for (;;)
1259                         local_irq_enable();
1260         }
1261
1262         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
1263
1264         if (cpu_has_vme || cpu_has_tsc || cpu_has_de)
1265                 clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1266
1267         load_idt(&idt_descr);
1268         switch_to_new_gdt(cpu);
1269
1270         /*
1271          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
1272          */
1273         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1274         curr->active_mm = &init_mm;
1275         BUG_ON(curr->mm);
1276         enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
1277
1278         load_sp0(t, thread);
1279         set_tss_desc(cpu, t);
1280         load_TR_desc();
1281         load_LDT(&init_mm.context);
1282
1283         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1284
1285 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1286         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
1287         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1288 #endif
1289
1290         clear_all_debug_regs();
1291         dbg_restore_debug_regs();
1292
1293         fpu_init();
1294         xsave_init();
1295 }
1296 #endif