Merge branches 'acpi', 'idle', 'mrst-pmu' and 'pm-tools' into next
[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 <linux/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         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
481         c->phys_proc_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb);
482
483         smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
484
485         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
486
487         core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
488
489         c->cpu_core_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb) &
490                                        ((1 << core_bits) - 1);
491
492 out:
493         if (!printed && (c->x86_max_cores * smp_num_siblings) > 1) {
494                 printk(KERN_INFO  "CPU: Physical Processor ID: %d\n",
495                        c->phys_proc_id);
496                 printk(KERN_INFO  "CPU: Processor Core ID: %d\n",
497                        c->cpu_core_id);
498                 printed = 1;
499         }
500 #endif
501 }
502
503 static void __cpuinit get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c)
504 {
505         char *v = c->x86_vendor_id;
506         int i;
507
508         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
509                 if (!cpu_devs[i])
510                         break;
511
512                 if (!strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
513                     (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
514                      !strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
515
516                         this_cpu = cpu_devs[i];
517                         c->x86_vendor = this_cpu->c_x86_vendor;
518                         return;
519                 }
520         }
521
522         printk_once(KERN_ERR
523                         "CPU: vendor_id '%s' unknown, using generic init.\n" \
524                         "CPU: Your system may be unstable.\n", v);
525
526         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
527         this_cpu = &default_cpu;
528 }
529
530 void __cpuinit cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c)
531 {
532         /* Get vendor name */
533         cpuid(0x00000000, (unsigned int *)&c->cpuid_level,
534               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[0],
535               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[8],
536               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[4]);
537
538         c->x86 = 4;
539         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
540         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
541                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
542
543                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
544                 c->x86 = (tfms >> 8) & 0xf;
545                 c->x86_model = (tfms >> 4) & 0xf;
546                 c->x86_mask = tfms & 0xf;
547
548                 if (c->x86 == 0xf)
549                         c->x86 += (tfms >> 20) & 0xff;
550                 if (c->x86 >= 0x6)
551                         c->x86_model += ((tfms >> 16) & 0xf) << 4;
552
553                 if (cap0 & (1<<19)) {
554                         c->x86_clflush_size = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
555                         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
556                 }
557         }
558 }
559
560 void __cpuinit get_cpu_cap(struct cpuinfo_x86 *c)
561 {
562         u32 tfms, xlvl;
563         u32 ebx;
564
565         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
566         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
567                 u32 capability, excap;
568
569                 cpuid(0x00000001, &tfms, &ebx, &excap, &capability);
570                 c->x86_capability[0] = capability;
571                 c->x86_capability[4] = excap;
572         }
573
574         /* Additional Intel-defined flags: level 0x00000007 */
575         if (c->cpuid_level >= 0x00000007) {
576                 u32 eax, ebx, ecx, edx;
577
578                 cpuid_count(0x00000007, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
579
580                 c->x86_capability[9] = ebx;
581         }
582
583         /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
584         xlvl = cpuid_eax(0x80000000);
585         c->extended_cpuid_level = xlvl;
586
587         if ((xlvl & 0xffff0000) == 0x80000000) {
588                 if (xlvl >= 0x80000001) {
589                         c->x86_capability[1] = cpuid_edx(0x80000001);
590                         c->x86_capability[6] = cpuid_ecx(0x80000001);
591                 }
592         }
593
594         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
595                 u32 eax = cpuid_eax(0x80000008);
596
597                 c->x86_virt_bits = (eax >> 8) & 0xff;
598                 c->x86_phys_bits = eax & 0xff;
599         }
600 #ifdef CONFIG_X86_32
601         else if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PAE) || cpu_has(c, X86_FEATURE_PSE36))
602                 c->x86_phys_bits = 36;
603 #endif
604
605         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000007)
606                 c->x86_power = cpuid_edx(0x80000007);
607
608         init_scattered_cpuid_features(c);
609 }
610
611 static void __cpuinit identify_cpu_without_cpuid(struct cpuinfo_x86 *c)
612 {
613 #ifdef CONFIG_X86_32
614         int i;
615
616         /*
617          * First of all, decide if this is a 486 or higher
618          * It's a 486 if we can modify the AC flag
619          */
620         if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC))
621                 c->x86 = 4;
622         else
623                 c->x86 = 3;
624
625         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++)
626                 if (cpu_devs[i] && cpu_devs[i]->c_identify) {
627                         c->x86_vendor_id[0] = 0;
628                         cpu_devs[i]->c_identify(c);
629                         if (c->x86_vendor_id[0]) {
630                                 get_cpu_vendor(c);
631                                 break;
632                         }
633                 }
634 #endif
635 }
636
637 /*
638  * Do minimum CPU detection early.
639  * Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask,
640  * cache alignment.
641  * The others are not touched to avoid unwanted side effects.
642  *
643  * WARNING: this function is only called on the BP.  Don't add code here
644  * that is supposed to run on all CPUs.
645  */
646 static void __init early_identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
647 {
648 #ifdef CONFIG_X86_64
649         c->x86_clflush_size = 64;
650         c->x86_phys_bits = 36;
651         c->x86_virt_bits = 48;
652 #else
653         c->x86_clflush_size = 32;
654         c->x86_phys_bits = 32;
655         c->x86_virt_bits = 32;
656 #endif
657         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
658
659         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
660         c->extended_cpuid_level = 0;
661
662         if (!have_cpuid_p())
663                 identify_cpu_without_cpuid(c);
664
665         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
666         if (!have_cpuid_p())
667                 return;
668
669         cpu_detect(c);
670
671         get_cpu_vendor(c);
672
673         get_cpu_cap(c);
674
675         if (this_cpu->c_early_init)
676                 this_cpu->c_early_init(c);
677
678 #ifdef CONFIG_SMP
679         c->cpu_index = 0;
680 #endif
681         filter_cpuid_features(c, false);
682
683         setup_smep(c);
684 }
685
686 void __init early_cpu_init(void)
687 {
688         const struct cpu_dev *const *cdev;
689         int count = 0;
690
691 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
692         printk(KERN_INFO "KERNEL supported cpus:\n");
693 #endif
694
695         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
696                 const struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
697
698                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
699                         break;
700                 cpu_devs[count] = cpudev;
701                 count++;
702
703 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
704                 {
705                         unsigned int j;
706
707                         for (j = 0; j < 2; j++) {
708                                 if (!cpudev->c_ident[j])
709                                         continue;
710                                 printk(KERN_INFO "  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
711                                         cpudev->c_ident[j]);
712                         }
713                 }
714 #endif
715         }
716         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
717 }
718
719 /*
720  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs of family >= 6;
721  * unfortunately, that's not true in practice because of early VIA
722  * chips and (more importantly) broken virtualizers that are not easy
723  * to detect. In the latter case it doesn't even *fail* reliably, so
724  * probing for it doesn't even work. Disable it completely on 32-bit
725  * unless we can find a reliable way to detect all the broken cases.
726  * Enable it explicitly on 64-bit for non-constant inputs of cpu_has().
727  */
728 static void __cpuinit detect_nopl(struct cpuinfo_x86 *c)
729 {
730 #ifdef CONFIG_X86_32
731         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
732 #else
733         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
734 #endif
735 }
736
737 static void __cpuinit generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
738 {
739         c->extended_cpuid_level = 0;
740
741         if (!have_cpuid_p())
742                 identify_cpu_without_cpuid(c);
743
744         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
745         if (!have_cpuid_p())
746                 return;
747
748         cpu_detect(c);
749
750         get_cpu_vendor(c);
751
752         get_cpu_cap(c);
753
754         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
755                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
756 #ifdef CONFIG_X86_32
757 # ifdef CONFIG_X86_HT
758                 c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
759 # else
760                 c->apicid = c->initial_apicid;
761 # endif
762 #endif
763
764 #ifdef CONFIG_X86_HT
765                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
766 #endif
767         }
768
769         setup_smep(c);
770
771         get_model_name(c); /* Default name */
772
773         detect_nopl(c);
774 }
775
776 /*
777  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
778  */
779 static void __cpuinit identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
780 {
781         int i;
782
783         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
784         c->x86_cache_size = -1;
785         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
786         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
787         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
788         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
789         c->x86_max_cores = 1;
790         c->x86_coreid_bits = 0;
791 #ifdef CONFIG_X86_64
792         c->x86_clflush_size = 64;
793         c->x86_phys_bits = 36;
794         c->x86_virt_bits = 48;
795 #else
796         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
797         c->x86_clflush_size = 32;
798         c->x86_phys_bits = 32;
799         c->x86_virt_bits = 32;
800 #endif
801         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
802         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
803
804         generic_identify(c);
805
806         if (this_cpu->c_identify)
807                 this_cpu->c_identify(c);
808
809         /* Clear/Set all flags overriden by options, after probe */
810         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++) {
811                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
812                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
813         }
814
815 #ifdef CONFIG_X86_64
816         c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
817 #endif
818
819         /*
820          * Vendor-specific initialization.  In this section we
821          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
822          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
823          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
824          * we handle them here.
825          *
826          * At the end of this section, c->x86_capability better
827          * indicate the features this CPU genuinely supports!
828          */
829         if (this_cpu->c_init)
830                 this_cpu->c_init(c);
831
832         /* Disable the PN if appropriate */
833         squash_the_stupid_serial_number(c);
834
835         /*
836          * The vendor-specific functions might have changed features.
837          * Now we do "generic changes."
838          */
839
840         /* Filter out anything that depends on CPUID levels we don't have */
841         filter_cpuid_features(c, true);
842
843         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
844         if (!c->x86_model_id[0]) {
845                 const char *p;
846                 p = table_lookup_model(c);
847                 if (p)
848                         strcpy(c->x86_model_id, p);
849                 else
850                         /* Last resort... */
851                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
852                                 c->x86, c->x86_model);
853         }
854
855 #ifdef CONFIG_X86_64
856         detect_ht(c);
857 #endif
858
859         init_hypervisor(c);
860
861         /*
862          * Clear/Set all flags overriden by options, need do it
863          * before following smp all cpus cap AND.
864          */
865         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++) {
866                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
867                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
868         }
869
870         /*
871          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
872          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
873          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
874          * executed, c == &boot_cpu_data.
875          */
876         if (c != &boot_cpu_data) {
877                 /* AND the already accumulated flags with these */
878                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
879                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
880         }
881
882         /* Init Machine Check Exception if available. */
883         mcheck_cpu_init(c);
884
885         select_idle_routine(c);
886
887 #ifdef CONFIG_NUMA
888         numa_add_cpu(smp_processor_id());
889 #endif
890 }
891
892 #ifdef CONFIG_X86_64
893 static void vgetcpu_set_mode(void)
894 {
895         if (cpu_has(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_RDTSCP))
896                 vgetcpu_mode = VGETCPU_RDTSCP;
897         else
898                 vgetcpu_mode = VGETCPU_LSL;
899 }
900 #endif
901
902 void __init identify_boot_cpu(void)
903 {
904         identify_cpu(&boot_cpu_data);
905         init_amd_e400_c1e_mask();
906 #ifdef CONFIG_X86_32
907         sysenter_setup();
908         enable_sep_cpu();
909 #else
910         vgetcpu_set_mode();
911 #endif
912 }
913
914 void __cpuinit identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
915 {
916         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
917         identify_cpu(c);
918 #ifdef CONFIG_X86_32
919         enable_sep_cpu();
920 #endif
921         mtrr_ap_init();
922 }
923
924 struct msr_range {
925         unsigned        min;
926         unsigned        max;
927 };
928
929 static const struct msr_range msr_range_array[] __cpuinitconst = {
930         { 0x00000000, 0x00000418},
931         { 0xc0000000, 0xc000040b},
932         { 0xc0010000, 0xc0010142},
933         { 0xc0011000, 0xc001103b},
934 };
935
936 static void __cpuinit print_cpu_msr(void)
937 {
938         unsigned index_min, index_max;
939         unsigned index;
940         u64 val;
941         int i;
942
943         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(msr_range_array); i++) {
944                 index_min = msr_range_array[i].min;
945                 index_max = msr_range_array[i].max;
946
947                 for (index = index_min; index < index_max; index++) {
948                         if (rdmsrl_amd_safe(index, &val))
949                                 continue;
950                         printk(KERN_INFO " MSR%08x: %016llx\n", index, val);
951                 }
952         }
953 }
954
955 static int show_msr __cpuinitdata;
956
957 static __init int setup_show_msr(char *arg)
958 {
959         int num;
960
961         get_option(&arg, &num);
962
963         if (num > 0)
964                 show_msr = num;
965         return 1;
966 }
967 __setup("show_msr=", setup_show_msr);
968
969 static __init int setup_noclflush(char *arg)
970 {
971         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLSH);
972         return 1;
973 }
974 __setup("noclflush", setup_noclflush);
975
976 void __cpuinit print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
977 {
978         const char *vendor = NULL;
979
980         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM) {
981                 vendor = this_cpu->c_vendor;
982         } else {
983                 if (c->cpuid_level >= 0)
984                         vendor = c->x86_vendor_id;
985         }
986
987         if (vendor && !strstr(c->x86_model_id, vendor))
988                 printk(KERN_CONT "%s ", vendor);
989
990         if (c->x86_model_id[0])
991                 printk(KERN_CONT "%s", c->x86_model_id);
992         else
993                 printk(KERN_CONT "%d86", c->x86);
994
995         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
996                 printk(KERN_CONT " stepping %02x\n", c->x86_mask);
997         else
998                 printk(KERN_CONT "\n");
999
1000 #ifdef CONFIG_SMP
1001         if (c->cpu_index < show_msr)
1002                 print_cpu_msr();
1003 #else
1004         if (show_msr)
1005                 print_cpu_msr();
1006 #endif
1007 }
1008
1009 static __init int setup_disablecpuid(char *arg)
1010 {
1011         int bit;
1012
1013         if (get_option(&arg, &bit) && bit < NCAPINTS*32)
1014                 setup_clear_cpu_cap(bit);
1015         else
1016                 return 0;
1017
1018         return 1;
1019 }
1020 __setup("clearcpuid=", setup_disablecpuid);
1021
1022 #ifdef CONFIG_X86_64
1023 struct desc_ptr idt_descr = { NR_VECTORS * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
1024
1025 DEFINE_PER_CPU_FIRST(union irq_stack_union,
1026                      irq_stack_union) __aligned(PAGE_SIZE);
1027
1028 /*
1029  * The following four percpu variables are hot.  Align current_task to
1030  * cacheline size such that all four fall in the same cacheline.
1031  */
1032 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) ____cacheline_aligned =
1033         &init_task;
1034 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1035
1036 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, kernel_stack) =
1037         (unsigned long)&init_thread_union - KERNEL_STACK_OFFSET + THREAD_SIZE;
1038 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_stack);
1039
1040 DEFINE_PER_CPU(char *, irq_stack_ptr) =
1041         init_per_cpu_var(irq_stack_union.irq_stack) + IRQ_STACK_SIZE - 64;
1042
1043 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, irq_count) = -1;
1044
1045 /*
1046  * Special IST stacks which the CPU switches to when it calls
1047  * an IST-marked descriptor entry. Up to 7 stacks (hardware
1048  * limit), all of them are 4K, except the debug stack which
1049  * is 8K.
1050  */
1051 static const unsigned int exception_stack_sizes[N_EXCEPTION_STACKS] = {
1052           [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1]        = EXCEPTION_STKSZ,
1053           [DEBUG_STACK - 1]                     = DEBUG_STKSZ
1054 };
1055
1056 static DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(char, exception_stacks
1057         [(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]);
1058
1059 /* May not be marked __init: used by software suspend */
1060 void syscall_init(void)
1061 {
1062         /*
1063          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
1064          * They both write to the same internal register. STAR allows to
1065          * set CS/DS but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.
1066          */
1067         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32);
1068         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call);
1069         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
1070
1071 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
1072         syscall32_cpu_init();
1073 #endif
1074
1075         /* Flags to clear on syscall */
1076         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
1077                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|X86_EFLAGS_IOPL);
1078 }
1079
1080 unsigned long kernel_eflags;
1081
1082 /*
1083  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
1084  * debugging, no special alignment required.
1085  */
1086 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
1087
1088 #else   /* CONFIG_X86_64 */
1089
1090 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
1091 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1092
1093 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
1094 DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct stack_canary, stack_canary);
1095 #endif
1096
1097 /* Make sure %fs and %gs are initialized properly in idle threads */
1098 struct pt_regs * __cpuinit idle_regs(struct pt_regs *regs)
1099 {
1100         memset(regs, 0, sizeof(struct pt_regs));
1101         regs->fs = __KERNEL_PERCPU;
1102         regs->gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
1103
1104         return regs;
1105 }
1106 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
1107
1108 /*
1109  * Clear all 6 debug registers:
1110  */
1111 static void clear_all_debug_regs(void)
1112 {
1113         int i;
1114
1115         for (i = 0; i < 8; i++) {
1116                 /* Ignore db4, db5 */
1117                 if ((i == 4) || (i == 5))
1118                         continue;
1119
1120                 set_debugreg(0, i);
1121         }
1122 }
1123
1124 #ifdef CONFIG_KGDB
1125 /*
1126  * Restore debug regs if using kgdbwait and you have a kernel debugger
1127  * connection established.
1128  */
1129 static void dbg_restore_debug_regs(void)
1130 {
1131         if (unlikely(kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break))
1132                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1133 }
1134 #else /* ! CONFIG_KGDB */
1135 #define dbg_restore_debug_regs()
1136 #endif /* ! CONFIG_KGDB */
1137
1138 /*
1139  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
1140  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
1141  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
1142  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
1143  * A lot of state is already set up in PDA init for 64 bit
1144  */
1145 #ifdef CONFIG_X86_64
1146
1147 void __cpuinit cpu_init(void)
1148 {
1149         struct orig_ist *oist;
1150         struct task_struct *me;
1151         struct tss_struct *t;
1152         unsigned long v;
1153         int cpu;
1154         int i;
1155
1156         cpu = stack_smp_processor_id();
1157         t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1158         oist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
1159
1160 #ifdef CONFIG_NUMA
1161         if (cpu != 0 && percpu_read(numa_node) == 0 &&
1162             early_cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
1163                 set_numa_node(early_cpu_to_node(cpu));
1164 #endif
1165
1166         me = current;
1167
1168         if (cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask))
1169                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1170
1171         pr_debug("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1172
1173         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1174
1175         /*
1176          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
1177          * and set up the GDT descriptor:
1178          */
1179
1180         switch_to_new_gdt(cpu);
1181         loadsegment(fs, 0);
1182
1183         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
1184
1185         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
1186         syscall_init();
1187
1188         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
1189         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
1190         barrier();
1191
1192         x86_configure_nx();
1193         if (cpu != 0)
1194                 enable_x2apic();
1195
1196         /*
1197          * set up and load the per-CPU TSS
1198          */
1199         if (!oist->ist[0]) {
1200                 char *estacks = per_cpu(exception_stacks, cpu);
1201
1202                 for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
1203                         estacks += exception_stack_sizes[v];
1204                         oist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] =
1205                                         (unsigned long)estacks;
1206                 }
1207         }
1208
1209         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1210
1211         /*
1212          * <= is required because the CPU will access up to
1213          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
1214          */
1215         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
1216                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
1217
1218         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1219         me->active_mm = &init_mm;
1220         BUG_ON(me->mm);
1221         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
1222
1223         load_sp0(t, &current->thread);
1224         set_tss_desc(cpu, t);
1225         load_TR_desc();
1226         load_LDT(&init_mm.context);
1227
1228         clear_all_debug_regs();
1229         dbg_restore_debug_regs();
1230
1231         fpu_init();
1232         xsave_init();
1233
1234         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
1235
1236         if (is_uv_system())
1237                 uv_cpu_init();
1238 }
1239
1240 #else
1241
1242 void __cpuinit cpu_init(void)
1243 {
1244         int cpu = smp_processor_id();
1245         struct task_struct *curr = current;
1246         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1247         struct thread_struct *thread = &curr->thread;
1248
1249         if (cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask)) {
1250                 printk(KERN_WARNING "CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1251                 for (;;)
1252                         local_irq_enable();
1253         }
1254
1255         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
1256
1257         if (cpu_has_vme || cpu_has_tsc || cpu_has_de)
1258                 clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1259
1260         load_idt(&idt_descr);
1261         switch_to_new_gdt(cpu);
1262
1263         /*
1264          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
1265          */
1266         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1267         curr->active_mm = &init_mm;
1268         BUG_ON(curr->mm);
1269         enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
1270
1271         load_sp0(t, thread);
1272         set_tss_desc(cpu, t);
1273         load_TR_desc();
1274         load_LDT(&init_mm.context);
1275
1276         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1277
1278 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1279         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
1280         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1281 #endif
1282
1283         clear_all_debug_regs();
1284         dbg_restore_debug_regs();
1285
1286         fpu_init();
1287         xsave_init();
1288 }
1289 #endif