arch/x86/kernel/cpu/common.c

   1 #include <linux/init.h>
   2 #include <linux/kernel.h>
   3 #include <linux/sched.h>
   4 #include <linux/string.h>
   5 #include <linux/bootmem.h>
   6 #include <linux/bitops.h>
   7 #include <linux/module.h>
   8 #include <linux/kgdb.h>
   9 #include <linux/topology.h>
  10 #include <linux/delay.h>
  11 #include <linux/smp.h>
  12 #include <linux/percpu.h>
  13 #include <asm/i387.h>
  14 #include <asm/msr.h>
  15 #include <asm/io.h>
  16 #include <asm/linkage.h>
  17 #include <asm/mmu_context.h>
  18 #include <asm/mtrr.h>
  19 #include <asm/mce.h>
  20 #include <asm/pat.h>
  21 #include <asm/asm.h>
  22 #include <asm/numa.h>
  23 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  24 #include <asm/mpspec.h>
  25 #include <asm/apic.h>
  26 #include <mach_apic.h>
  27 #include <asm/genapic.h>
  28 #endif
  29
  30 #include <asm/pda.h>
  31 #include <asm/pgtable.h>
  32 #include <asm/processor.h>
  33 #include <asm/desc.h>
  34 #include <asm/atomic.h>
  35 #include <asm/proto.h>
  36 #include <asm/sections.h>
  37 #include <asm/setup.h>
  38
  39 #include "cpu.h"
  40
  41 static struct cpu_dev *this_cpu __cpuinitdata;
  42
  43 #ifdef CONFIG_X86_64
  44 /* We need valid kernel segments for data and code in long mode too
  45  * IRET will check the segment types  kkeil 2000/10/28
  46  * Also sysret mandates a special GDT layout
  47  */
  48 /* The TLS descriptors are currently at a different place compared to i386.
  49    Hopefully nobody expects them at a fixed place (Wine?) */
  50 DEFINE_PER_CPU(struct gdt_page, gdt_page) = { .gdt = {
  51         [GDT_ENTRY_KERNEL32_CS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9b00 } } },
  52         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS] = { { { 0x0000ffff, 0x00af9b00 } } },
  53         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9300 } } },
  54         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER32_CS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cffb00 } } },
  55         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cff300 } } },
  56         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS] = { { { 0x0000ffff, 0x00affb00 } } },
  57 } };
  58 #else
  59 DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(struct gdt_page, gdt_page) = { .gdt = {
  60         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9a00 } } },
  61         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9200 } } },
  62         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cffa00 } } },
  63         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cff200 } } },
  64         /*
  65          * Segments used for calling PnP BIOS have byte granularity.
  66          * They code segments and data segments have fixed 64k limits,
  67          * the transfer segment sizes are set at run time.
  68          */
  69         /* 32-bit code */
  70         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS32] = { { { 0x0000ffff, 0x00409a00 } } },
  71         /* 16-bit code */
  72         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS16] = { { { 0x0000ffff, 0x00009a00 } } },
  73         /* 16-bit data */
  74         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_DS] = { { { 0x0000ffff, 0x00009200 } } },
  75         /* 16-bit data */
  76         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS1] = { { { 0x00000000, 0x00009200 } } },
  77         /* 16-bit data */
  78         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS2] = { { { 0x00000000, 0x00009200 } } },
  79         /*
  80          * The APM segments have byte granularity and their bases
  81          * are set at run time.  All have 64k limits.
  82          */
  83         /* 32-bit code */
  84         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE] = { { { 0x0000ffff, 0x00409a00 } } },
  85         /* 16-bit code */
  86         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+1] = { { { 0x0000ffff, 0x00009a00 } } },
  87         /* data */
  88         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+2] = { { { 0x0000ffff, 0x00409200 } } },
  89
  90         [GDT_ENTRY_ESPFIX_SS] = { { { 0x00000000, 0x00c09200 } } },
  91         [GDT_ENTRY_PERCPU] = { { { 0x00000000, 0x00000000 } } },
  92 } };
  93 #endif
  94 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(gdt_page);
  95
  96 #ifdef CONFIG_X86_32
  97 static int cachesize_override __cpuinitdata = -1;
  98 static int disable_x86_serial_nr __cpuinitdata = 1;
  99
 100 static int __init cachesize_setup(char *str)
 101 {
 102         get_option(&str, &cachesize_override);
 103         return 1;
 104 }
 105 __setup("cachesize=", cachesize_setup);
 106
 107 static int __init x86_fxsr_setup(char *s)
 108 {
 109         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_FXSR);
 110         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_XMM);
 111         return 1;
 112 }
 113 __setup("nofxsr", x86_fxsr_setup);
 114
 115 static int __init x86_sep_setup(char *s)
 116 {
 117         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEP);
 118         return 1;
 119 }
 120 __setup("nosep", x86_sep_setup);
 121
 122 /* Standard macro to see if a specific flag is changeable */
 123 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
 124 {
 125         u32 f1, f2;
 126
 127         asm("pushfl\n\t"
 128             "pushfl\n\t"
 129             "popl %0\n\t"
 130             "movl %0,%1\n\t"
 131             "xorl %2,%0\n\t"
 132             "pushl %0\n\t"
 133             "popfl\n\t"
 134             "pushfl\n\t"
 135             "popl %0\n\t"
 136             "popfl\n\t"
 137             : "=&r" (f1), "=&r" (f2)
 138             : "ir" (flag));
 139
 140         return ((f1^f2) & flag) != 0;
 141 }
 142
 143 /* Probe for the CPUID instruction */
 144 static int __cpuinit have_cpuid_p(void)
 145 {
 146         return flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_ID);
 147 }
 148
 149 static void __cpuinit squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
 150 {
 151         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PN) && disable_x86_serial_nr) {
 152                 /* Disable processor serial number */
 153                 unsigned long lo, hi;
 154                 rdmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
 155                 lo |= 0x200000;
 156                 wrmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
 157                 printk(KERN_NOTICE "CPU serial number disabled.\n");
 158                 clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PN);
 159
 160                 /* Disabling the serial number may affect the cpuid level */
 161                 c->cpuid_level = cpuid_eax(0);
 162         }
 163 }
 164
 165 static int __init x86_serial_nr_setup(char *s)
 166 {
 167         disable_x86_serial_nr = 0;
 168         return 1;
 169 }
 170 __setup("serialnumber", x86_serial_nr_setup);
 171 #else
 172 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
 173 {
 174         return 1;
 175 }
 176 /* Probe for the CPUID instruction */
 177 static inline int have_cpuid_p(void)
 178 {
 179         return 1;
 180 }
 181 static inline void squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
 182 {
 183 }
 184 #endif
 185
 186 /*
 187  * Naming convention should be: <Name> [(<Codename>)]
 188  * This table only is used unless init_<vendor>() below doesn't set it;
 189  * in particular, if CPUID levels 0x80000002..4 are supported, this isn't used
 190  *
 191  */
 192
 193 /* Look up CPU names by table lookup. */
 194 static char __cpuinit *table_lookup_model(struct cpuinfo_x86 *c)
 195 {
 196         struct cpu_model_info *info;
 197
 198         if (c->x86_model >= 16)
 199                 return NULL;    /* Range check */
 200
 201         if (!this_cpu)
 202                 return NULL;
 203
 204         info = this_cpu->c_models;
 205
 206         while (info && info->family) {
 207                 if (info->family == c->x86)
 208                         return info->model_names[c->x86_model];
 209                 info++;
 210         }
 211         return NULL;            /* Not found */
 212 }
 213
 214 __u32 cleared_cpu_caps[NCAPINTS] __cpuinitdata;
 215
 216 /* Current gdt points %fs at the "master" per-cpu area: after this,
 217  * it's on the real one. */
 218 void switch_to_new_gdt(void)
 219 {
 220         struct desc_ptr gdt_descr;
 221
 222         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_table(smp_processor_id());
 223         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
 224         load_gdt(&gdt_descr);
 225 #ifdef CONFIG_X86_32
 226         asm("mov %0, %%fs" : : "r" (__KERNEL_PERCPU) : "memory");
 227 #endif
 228 }
 229
 230 static struct cpu_dev *cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
 231
 232 static void __cpuinit default_init(struct cpuinfo_x86 *c)
 233 {
 234 #ifdef CONFIG_X86_64
 235         display_cacheinfo(c);
 236 #else
 237         /* Not much we can do here... */
 238         /* Check if at least it has cpuid */
 239         if (c->cpuid_level == -1) {
 240                 /* No cpuid. It must be an ancient CPU */
 241                 if (c->x86 == 4)
 242                         strcpy(c->x86_model_id, "486");
 243                 else if (c->x86 == 3)
 244                         strcpy(c->x86_model_id, "386");
 245         }
 246 #endif
 247 }
 248
 249 static struct cpu_dev __cpuinitdata default_cpu = {
 250         .c_init = default_init,
 251         .c_vendor = "Unknown",
 252         .c_x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN,
 253 };
 254
 255 int __cpuinit get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
 256 {
 257         unsigned int *v;
 258         char *p, *q;
 259
 260         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000004)
 261                 return 0;
 262
 263         v = (unsigned int *) c->x86_model_id;
 264         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
 265         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
 266         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
 267         c->x86_model_id[48] = 0;
 268
 269         /* Intel chips right-justify this string for some dumb reason;
 270            undo that brain damage */
 271         p = q = &c->x86_model_id[0];
 272         while (*p == ' ')
 273              p++;
 274         if (p != q) {
 275              while (*p)
 276                   *q++ = *p++;
 277              while (q <= &c->x86_model_id[48])
 278                   *q++ = '\0';  /* Zero-pad the rest */
 279         }
 280
 281         return 1;
 282 }
 283
 284 void __cpuinit display_cacheinfo(struct cpuinfo_x86 *c)
 285 {
 286         unsigned int n, dummy, ebx, ecx, edx, l2size;
 287
 288         n = c->extended_cpuid_level;
 289
 290         if (n >= 0x80000005) {
 291                 cpuid(0x80000005, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
 292                 printk(KERN_INFO "CPU: L1 I Cache: %dK (%d bytes/line), D cache %dK (%d bytes/line)\n",
 293                                 edx>>24, edx&0xFF, ecx>>24, ecx&0xFF);
 294                 c->x86_cache_size = (ecx>>24) + (edx>>24);
 295 #ifdef CONFIG_X86_64
 296                 /* On K8 L1 TLB is inclusive, so don't count it */
 297                 c->x86_tlbsize = 0;
 298 #endif
 299         }
 300
 301         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
 302                 return;
 303
 304         cpuid(0x80000006, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
 305         l2size = ecx >> 16;
 306
 307 #ifdef CONFIG_X86_64
 308         c->x86_tlbsize += ((ebx >> 16) & 0xfff) + (ebx & 0xfff);
 309 #else
 310         /* do processor-specific cache resizing */
 311         if (this_cpu->c_size_cache)
 312                 l2size = this_cpu->c_size_cache(c, l2size);
 313
 314         /* Allow user to override all this if necessary. */
 315         if (cachesize_override != -1)
 316                 l2size = cachesize_override;
 317
 318         if (l2size == 0)
 319                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
 320 #endif
 321
 322         c->x86_cache_size = l2size;
 323
 324         printk(KERN_INFO "CPU: L2 Cache: %dK (%d bytes/line)\n",
 325                         l2size, ecx & 0xFF);
 326 }
 327
 328 void __cpuinit detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
 329 {
 330 #ifdef CONFIG_X86_HT
 331         u32 eax, ebx, ecx, edx;
 332         int index_msb, core_bits;
 333
 334         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT))
 335                 return;
 336
 337         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
 338                 goto out;
 339
 340         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XTOPOLOGY))
 341                 return;
 342
 343         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 344
 345         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
 346
 347         if (smp_num_siblings == 1) {
 348                 printk(KERN_INFO  "CPU: Hyper-Threading is disabled\n");
 349         } else if (smp_num_siblings > 1) {
 350
 351                 if (smp_num_siblings > NR_CPUS) {
 352                         printk(KERN_WARNING "CPU: Unsupported number of siblings %d",
 353                                         smp_num_siblings);
 354                         smp_num_siblings = 1;
 355                         return;
 356                 }
 357
 358                 index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
 359 #ifdef CONFIG_X86_64
 360                 c->phys_proc_id = phys_pkg_id(index_msb);
 361 #else
 362                 c->phys_proc_id = phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb);
 363 #endif
 364
 365                 smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
 366
 367                 index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
 368
 369                 core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
 370
 371 #ifdef CONFIG_X86_64
 372                 c->cpu_core_id = phys_pkg_id(index_msb) &
 373                                                ((1 << core_bits) - 1);
 374 #else
 375                 c->cpu_core_id = phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb) &
 376                                                ((1 << core_bits) - 1);
 377 #endif
 378         }
 379
 380 out:
 381         if ((c->x86_max_cores * smp_num_siblings) > 1) {
 382                 printk(KERN_INFO  "CPU: Physical Processor ID: %d\n",
 383                        c->phys_proc_id);
 384                 printk(KERN_INFO  "CPU: Processor Core ID: %d\n",
 385                        c->cpu_core_id);
 386         }
 387 #endif
 388 }
 389
 390 static void __cpuinit get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c)
 391 {
 392         char *v = c->x86_vendor_id;
 393         int i;
 394         static int printed;
 395
 396         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
 397                 if (!cpu_devs[i])
 398                         break;
 399
 400                 if (!strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
 401                     (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
 402                      !strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
 403                         this_cpu = cpu_devs[i];
 404                         c->x86_vendor = this_cpu->c_x86_vendor;
 405                         return;
 406                 }
 407         }
 408
 409         if (!printed) {
 410                 printed++;
 411                 printk(KERN_ERR "CPU: Vendor unknown, using generic init.\n");
 412                 printk(KERN_ERR "CPU: Your system may be unstable.\n");
 413         }
 414
 415         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 416         this_cpu = &default_cpu;
 417 }
 418
 419 void __cpuinit cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c)
 420 {
 421         /* Get vendor name */
 422         cpuid(0x00000000, (unsigned int *)&c->cpuid_level,
 423               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[0],
 424               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[8],
 425               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[4]);
 426
 427         c->x86 = 4;
 428         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 429         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 430                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
 431                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
 432                 c->x86 = (tfms >> 8) & 0xf;
 433                 c->x86_model = (tfms >> 4) & 0xf;
 434                 c->x86_mask = tfms & 0xf;
 435                 if (c->x86 == 0xf)
 436                         c->x86 += (tfms >> 20) & 0xff;
 437                 if (c->x86 >= 0x6)
 438                         c->x86_model += ((tfms >> 16) & 0xf) << 4;
 439                 if (cap0 & (1<<19)) {
 440                         c->x86_clflush_size = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
 441                         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 442                 }
 443         }
 444 }
 445
 446 static void __cpuinit get_cpu_cap(struct cpuinfo_x86 *c)
 447 {
 448         u32 tfms, xlvl;
 449         u32 ebx;
 450
 451         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 452         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 453                 u32 capability, excap;
 454                 cpuid(0x00000001, &tfms, &ebx, &excap, &capability);
 455                 c->x86_capability[0] = capability;
 456                 c->x86_capability[4] = excap;
 457         }
 458
 459         /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
 460         xlvl = cpuid_eax(0x80000000);
 461         c->extended_cpuid_level = xlvl;
 462         if ((xlvl & 0xffff0000) == 0x80000000) {
 463                 if (xlvl >= 0x80000001) {
 464                         c->x86_capability[1] = cpuid_edx(0x80000001);
 465                         c->x86_capability[6] = cpuid_ecx(0x80000001);
 466                 }
 467         }
 468
 469 #ifdef CONFIG_X86_64
 470         /* Transmeta-defined flags: level 0x80860001 */
 471         xlvl = cpuid_eax(0x80860000);
 472         if ((xlvl & 0xffff0000) == 0x80860000) {
 473                 /* Don't set x86_cpuid_level here for now to not confuse. */
 474                 if (xlvl >= 0x80860001)
 475                         c->x86_capability[2] = cpuid_edx(0x80860001);
 476         }
 477
 478         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000007)
 479                 c->x86_power = cpuid_edx(0x80000007);
 480
 481         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
 482                 u32 eax = cpuid_eax(0x80000008);
 483
 484                 c->x86_virt_bits = (eax >> 8) & 0xff;
 485                 c->x86_phys_bits = eax & 0xff;
 486         }
 487 #endif
 488 }
 489 /*
 490  * Do minimum CPU detection early.
 491  * Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask,
 492  * cache alignment.
 493  * The others are not touched to avoid unwanted side effects.
 494  *
 495  * WARNING: this function is only called on the BP.  Don't add code here
 496  * that is supposed to run on all CPUs.
 497  */
 498 static void __init early_identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 499 {
 500 #ifdef CONFIG_X86_64
 501         c->x86_clflush_size = 64;
 502 #else
 503         c->x86_clflush_size = 32;
 504 #endif
 505         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 506
 507         if (!have_cpuid_p())
 508                 return;
 509
 510         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
 511
 512         c->extended_cpuid_level = 0;
 513
 514         cpu_detect(c);
 515
 516         get_cpu_vendor(c);
 517
 518         get_cpu_cap(c);
 519
 520         if (this_cpu->c_early_init)
 521                 this_cpu->c_early_init(c);
 522
 523         validate_pat_support(c);
 524 }
 525
 526 void __init early_cpu_init(void)
 527 {
 528         struct cpu_dev **cdev;
 529         int count = 0;
 530
 531         printk("KERNEL supported cpus:\n");
 532         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
 533                 struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
 534                 unsigned int j;
 535
 536                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
 537                         break;
 538                 cpu_devs[count] = cpudev;
 539                 count++;
 540
 541                 for (j = 0; j < 2; j++) {
 542                         if (!cpudev->c_ident[j])
 543                                 continue;
 544                         printk("  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
 545                                 cpudev->c_ident[j]);
 546                 }
 547         }
 548
 549         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
 550 }
 551
 552 /*
 553  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs with
 554  * family >= 6, unfortunately, that's not true in practice because
 555  * of early VIA chips and (more importantly) broken virtualizers that
 556  * are not easy to detect.  Hence, probe for it based on first
 557  * principles.
 558  *
 559  * Note: no 64-bit chip is known to lack these, but put the code here
 560  * for consistency with 32 bits, and to make it utterly trivial to
 561  * diagnose the problem should it ever surface.
 562  */
 563 static void __cpuinit detect_nopl(struct cpuinfo_x86 *c)
 564 {
 565         const u32 nopl_signature = 0x888c53b1; /* Random number */
 566         u32 has_nopl = nopl_signature;
 567
 568         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
 569         if (c->x86 >= 6) {
 570                 asm volatile("\n"
 571                              "1:      .byte 0x0f,0x1f,0xc0\n" /* nopl %eax */
 572                              "2:\n"
 573                              "        .section .fixup,\"ax\"\n"
 574                              "3:      xor %0,%0\n"
 575                              "        jmp 2b\n"
 576                              "        .previous\n"
 577                              _ASM_EXTABLE(1b,3b)
 578                              : "+a" (has_nopl));
 579
 580                 if (has_nopl == nopl_signature)
 581                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
 582         }
 583 }
 584
 585 static void __cpuinit generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
 586 {
 587         if (!have_cpuid_p())
 588                 return;
 589
 590         c->extended_cpuid_level = 0;
 591
 592         cpu_detect(c);
 593
 594         get_cpu_vendor(c);
 595
 596         get_cpu_cap(c);
 597
 598         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 599                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
 600 #ifdef CONFIG_X86_32
 601 # ifdef CONFIG_X86_HT
 602                 c->apicid = phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
 603 # else
 604                 c->apicid = c->initial_apicid;
 605 # endif
 606 #endif
 607
 608 #ifdef CONFIG_X86_HT
 609                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
 610 #endif
 611         }
 612
 613         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000004)
 614                 get_model_name(c); /* Default name */
 615
 616         init_scattered_cpuid_features(c);
 617         detect_nopl(c);
 618 }
 619
 620 /*
 621  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
 622  */
 623 static void __cpuinit identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 624 {
 625         int i;
 626
 627         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 628         c->x86_cache_size = -1;
 629         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 630         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
 631         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
 632         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
 633         c->x86_max_cores = 1;
 634 #ifdef CONFIG_X86_64
 635         c->x86_coreid_bits = 0;
 636         c->x86_clflush_size = 64;
 637 #else
 638         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
 639         c->x86_clflush_size = 32;
 640 #endif
 641         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 642         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
 643
 644         if (!have_cpuid_p()) {
 645                 /*
 646                  * First of all, decide if this is a 486 or higher
 647                  * It's a 486 if we can modify the AC flag
 648                  */
 649                 if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC))
 650                         c->x86 = 4;
 651                 else
 652                         c->x86 = 3;
 653         }
 654
 655         generic_identify(c);
 656
 657         if (this_cpu->c_identify)
 658                 this_cpu->c_identify(c);
 659
 660 #ifdef CONFIG_X86_64
 661         c->apicid = phys_pkg_id(0);
 662 #endif
 663
 664         /*
 665          * Vendor-specific initialization.  In this section we
 666          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
 667          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
 668          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
 669          * we handle them here.
 670          *
 671          * At the end of this section, c->x86_capability better
 672          * indicate the features this CPU genuinely supports!
 673          */
 674         if (this_cpu->c_init)
 675                 this_cpu->c_init(c);
 676
 677         /* Disable the PN if appropriate */
 678         squash_the_stupid_serial_number(c);
 679
 680         /*
 681          * The vendor-specific functions might have changed features.  Now
 682          * we do "generic changes."
 683          */
 684
 685         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
 686         if (!c->x86_model_id[0]) {
 687                 char *p;
 688                 p = table_lookup_model(c);
 689                 if (p)
 690                         strcpy(c->x86_model_id, p);
 691                 else
 692                         /* Last resort... */
 693                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
 694                                 c->x86, c->x86_model);
 695         }
 696
 697 #ifdef CONFIG_X86_64
 698         detect_ht(c);
 699 #endif
 700
 701         /*
 702          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
 703          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
 704          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
 705          * executed, c == &boot_cpu_data.
 706          */
 707         if (c != &boot_cpu_data) {
 708                 /* AND the already accumulated flags with these */
 709                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
 710                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
 711         }
 712
 713         /* Clear all flags overriden by options */
 714         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
 715                 c->x86_capability[i] &= ~cleared_cpu_caps[i];
 716
 717 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 718         /* Init Machine Check Exception if available. */
 719         mcheck_init(c);
 720 #endif
 721
 722         select_idle_routine(c);
 723
 724 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_X86_64)
 725         numa_add_cpu(smp_processor_id());
 726 #endif
 727 }
 728
 729 void __init identify_boot_cpu(void)
 730 {
 731         identify_cpu(&boot_cpu_data);
 732 #ifdef CONFIG_X86_32
 733         sysenter_setup();
 734         enable_sep_cpu();
 735 #endif
 736 }
 737
 738 void __cpuinit identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 739 {
 740         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
 741         identify_cpu(c);
 742 #ifdef CONFIG_X86_32
 743         enable_sep_cpu();
 744 #endif
 745         mtrr_ap_init();
 746 }
 747
 748 struct msr_range {
 749         unsigned min;
 750         unsigned max;
 751 };
 752
 753 static struct msr_range msr_range_array[] __cpuinitdata = {
 754         { 0x00000000, 0x00000418},
 755         { 0xc0000000, 0xc000040b},
 756         { 0xc0010000, 0xc0010142},
 757         { 0xc0011000, 0xc001103b},
 758 };
 759
 760 static void __cpuinit print_cpu_msr(void)
 761 {
 762         unsigned index;
 763         u64 val;
 764         int i;
 765         unsigned index_min, index_max;
 766
 767         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(msr_range_array); i++) {
 768                 index_min = msr_range_array[i].min;
 769                 index_max = msr_range_array[i].max;
 770                 for (index = index_min; index < index_max; index++) {
 771                         if (rdmsrl_amd_safe(index, &val))
 772                                 continue;
 773                         printk(KERN_INFO " MSR%08x: %016llx\n", index, val);
 774                 }
 775         }
 776 }
 777
 778 static int show_msr __cpuinitdata;
 779 static __init int setup_show_msr(char *arg)
 780 {
 781         int num;
 782
 783         get_option(&arg, &num);
 784
 785         if (num > 0)
 786                 show_msr = num;
 787         return 1;
 788 }
 789 __setup("show_msr=", setup_show_msr);
 790
 791 static __init int setup_noclflush(char *arg)
 792 {
 793         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLSH);
 794         return 1;
 795 }
 796 __setup("noclflush", setup_noclflush);
 797
 798 void __cpuinit print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
 799 {
 800         char *vendor = NULL;
 801
 802         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM)
 803                 vendor = this_cpu->c_vendor;
 804         else if (c->cpuid_level >= 0)
 805                 vendor = c->x86_vendor_id;
 806
 807         if (vendor && strncmp(c->x86_model_id, vendor, strlen(vendor)))
 808                 printk(KERN_CONT "%s ", vendor);
 809
 810         if (c->x86_model_id[0])
 811                 printk(KERN_CONT "%s", c->x86_model_id);
 812         else
 813                 printk(KERN_CONT "%d86", c->x86);
 814
 815         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
 816                 printk(KERN_CONT " stepping %02x\n", c->x86_mask);
 817         else
 818                 printk(KERN_CONT "\n");
 819
 820 #ifdef CONFIG_SMP
 821         if (c->cpu_index < show_msr)
 822                 print_cpu_msr();
 823 #else
 824         if (show_msr)
 825                 print_cpu_msr();
 826 #endif
 827 }
 828
 829 static __init int setup_disablecpuid(char *arg)
 830 {
 831         int bit;
 832         if (get_option(&arg, &bit) && bit < NCAPINTS*32)
 833                 setup_clear_cpu_cap(bit);
 834         else
 835                 return 0;
 836         return 1;
 837 }
 838 __setup("clearcpuid=", setup_disablecpuid);
 839
 840 cpumask_t cpu_initialized __cpuinitdata = CPU_MASK_NONE;
 841
 842 #ifdef CONFIG_X86_64
 843 struct x8664_pda **_cpu_pda __read_mostly;
 844 EXPORT_SYMBOL(_cpu_pda);
 845
 846 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
 847
 848 char boot_cpu_stack[IRQSTACKSIZE] __page_aligned_bss;
 849
 850 unsigned long __supported_pte_mask __read_mostly = ~0UL;
 851 EXPORT_SYMBOL_GPL(__supported_pte_mask);
 852
 853 static int do_not_nx __cpuinitdata;
 854
 855 /* noexec=on|off
 856 Control non executable mappings for 64bit processes.
 857
 858 on      Enable(default)
 859 off     Disable
 860 */
 861 static int __init nonx_setup(char *str)
 862 {
 863         if (!str)
 864                 return -EINVAL;
 865         if (!strncmp(str, "on", 2)) {
 866                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX;
 867                 do_not_nx = 0;
 868         } else if (!strncmp(str, "off", 3)) {
 869                 do_not_nx = 1;
 870                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
 871         }
 872         return 0;
 873 }
 874 early_param("noexec", nonx_setup);
 875
 876 int force_personality32;
 877
 878 /* noexec32=on|off
 879 Control non executable heap for 32bit processes.
 880 To control the stack too use noexec=off
 881
 882 on      PROT_READ does not imply PROT_EXEC for 32bit processes (default)
 883 off     PROT_READ implies PROT_EXEC
 884 */
 885 static int __init nonx32_setup(char *str)
 886 {
 887         if (!strcmp(str, "on"))
 888                 force_personality32 &= ~READ_IMPLIES_EXEC;
 889         else if (!strcmp(str, "off"))
 890                 force_personality32 |= READ_IMPLIES_EXEC;
 891         return 1;
 892 }
 893 __setup("noexec32=", nonx32_setup);
 894
 895 void pda_init(int cpu)
 896 {
 897         struct x8664_pda *pda = cpu_pda(cpu);
 898
 899         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
 900         loadsegment(fs, 0);
 901         loadsegment(gs, 0);
 902         /* Memory clobbers used to order PDA accessed */
 903         mb();
 904         wrmsrl(MSR_GS_BASE, pda);
 905         mb();
 906
 907         pda->cpunumber = cpu;
 908         pda->irqcount = -1;
 909         pda->kernelstack = (unsigned long)stack_thread_info() -
 910                                  PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE;
 911         pda->active_mm = &init_mm;
 912         pda->mmu_state = 0;
 913
 914         if (cpu == 0) {
 915                 /* others are initialized in smpboot.c */
 916                 pda->pcurrent = &init_task;
 917                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack;
 918                 pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE - 64;
 919         } else {
 920                 if (!pda->irqstackptr) {
 921                         pda->irqstackptr = (char *)
 922                                 __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
 923                         if (!pda->irqstackptr)
 924                                 panic("cannot allocate irqstack for cpu %d",
 925                                       cpu);
 926                         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE - 64;
 927                 }
 928
 929                 if (pda->nodenumber == 0 && cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
 930                         pda->nodenumber = cpu_to_node(cpu);
 931         }
 932 }
 933
 934 char boot_exception_stacks[(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ +
 935                            DEBUG_STKSZ] __page_aligned_bss;
 936
 937 extern asmlinkage void ignore_sysret(void);
 938
 939 /* May not be marked __init: used by software suspend */
 940 void syscall_init(void)
 941 {
 942         /*
 943          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
 944          * They both write to the same internal register. STAR allows to
 945          * set CS/DS but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.
 946          */
 947         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32);
 948         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call);
 949         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
 950
 951 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
 952         syscall32_cpu_init();
 953 #endif
 954
 955         /* Flags to clear on syscall */
 956         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
 957                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|X86_EFLAGS_IOPL);
 958 }
 959
 960 void __cpuinit check_efer(void)
 961 {
 962         unsigned long efer;
 963
 964         rdmsrl(MSR_EFER, efer);
 965         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx)
 966                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
 967 }
 968
 969 unsigned long kernel_eflags;
 970
 971 /*
 972  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
 973  * debugging, no special alignment required.
 974  */
 975 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
 976
 977 #else
 978
 979 /* Make sure %fs is initialized properly in idle threads */
 980 struct pt_regs * __cpuinit idle_regs(struct pt_regs *regs)
 981 {
 982         memset(regs, 0, sizeof(struct pt_regs));
 983         regs->fs = __KERNEL_PERCPU;
 984         return regs;
 985 }
 986 #endif
 987
 988 /*
 989  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
 990  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
 991  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
 992  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
 993  * A lot of state is already set up in PDA init for 64 bit
 994  */
 995 #ifdef CONFIG_X86_64
 996 void __cpuinit cpu_init(void)
 997 {
 998         int cpu = stack_smp_processor_id();
 999         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1000         struct orig_ist *orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
1001         unsigned long v;
1002         char *estacks = NULL;
1003         struct task_struct *me;
1004         int i;
1005
1006         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
1007         if (cpu != 0)
1008                 pda_init(cpu);
1009         else
1010                 estacks = boot_exception_stacks;
1011
1012         me = current;
1013
1014         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
1015                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1016
1017         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
1018
1019         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1020
1021         /*
1022          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
1023          * and set up the GDT descriptor:
1024          */
1025
1026         switch_to_new_gdt();
1027         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
1028
1029         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
1030         syscall_init();
1031
1032         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
1033         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
1034         barrier();
1035
1036         check_efer();
1037         if (cpu != 0 && x2apic)
1038                 enable_x2apic();
1039
1040         /*
1041          * set up and load the per-CPU TSS
1042          */
1043         if (!orig_ist->ist[0]) {
1044                 static const unsigned int order[N_EXCEPTION_STACKS] = {
1045                   [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STACK_ORDER,
1046                   [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STACK_ORDER
1047                 };
1048                 for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
1049                         if (cpu) {
1050                                 estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order[v]);
1051                                 if (!estacks)
1052                                         panic("Cannot allocate exception "
1053                                               "stack %ld %d\n", v, cpu);
1054                         }
1055                         estacks += PAGE_SIZE << order[v];
1056                         orig_ist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] =
1057                                         (unsigned long)estacks;
1058                 }
1059         }
1060
1061         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1062         /*
1063          * <= is required because the CPU will access up to
1064          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
1065          */
1066         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
1067                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
1068
1069         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1070         me->active_mm = &init_mm;
1071         if (me->mm)
1072                 BUG();
1073         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
1074
1075         load_sp0(t, &current->thread);
1076         set_tss_desc(cpu, t);
1077         load_TR_desc();
1078         load_LDT(&init_mm.context);
1079
1080 #ifdef CONFIG_KGDB
1081         /*
1082          * If the kgdb is connected no debug regs should be altered.  This
1083          * is only applicable when KGDB and a KGDB I/O module are built
1084          * into the kernel and you are using early debugging with
1085          * kgdbwait. KGDB will control the kernel HW breakpoint registers.
1086          */
1087         if (kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break)
1088                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1089         else {
1090 #endif
1091         /*
1092          * Clear all 6 debug registers:
1093          */
1094
1095         set_debugreg(0UL, 0);
1096         set_debugreg(0UL, 1);
1097         set_debugreg(0UL, 2);
1098         set_debugreg(0UL, 3);
1099         set_debugreg(0UL, 6);
1100         set_debugreg(0UL, 7);
1101 #ifdef CONFIG_KGDB
1102         /* If the kgdb is connected no debug regs should be altered. */
1103         }
1104 #endif
1105
1106         fpu_init();
1107
1108         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
1109
1110         if (is_uv_system())
1111                 uv_cpu_init();
1112 }
1113
1114 #else
1115
1116 void __cpuinit cpu_init(void)
1117 {
1118         int cpu = smp_processor_id();
1119         struct task_struct *curr = current;
1120         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1121         struct thread_struct *thread = &curr->thread;
1122
1123         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized)) {
1124                 printk(KERN_WARNING "CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1125                 for (;;) local_irq_enable();
1126         }
1127
1128         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
1129
1130         if (cpu_has_vme || cpu_has_tsc || cpu_has_de)
1131                 clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1132
1133         load_idt(&idt_descr);
1134         switch_to_new_gdt();
1135
1136         /*
1137          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
1138          */
1139         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1140         curr->active_mm = &init_mm;
1141         if (curr->mm)
1142                 BUG();
1143         enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
1144
1145         load_sp0(t, thread);
1146         set_tss_desc(cpu, t);
1147         load_TR_desc();
1148         load_LDT(&init_mm.context);
1149
1150 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1151         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
1152         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1153 #endif
1154
1155         /* Clear %gs. */
1156         asm volatile ("mov %0, %%gs" : : "r" (0));
1157
1158         /* Clear all 6 debug registers: */
1159         set_debugreg(0, 0);
1160         set_debugreg(0, 1);
1161         set_debugreg(0, 2);
1162         set_debugreg(0, 3);
1163         set_debugreg(0, 6);
1164         set_debugreg(0, 7);
1165
1166         /*
1167          * Force FPU initialization:
1168          */
1169         if (cpu_has_xsave)
1170                 current_thread_info()->status = TS_XSAVE;
1171         else
1172                 current_thread_info()->status = 0;
1173         clear_used_math();
1174         mxcsr_feature_mask_init();
1175
1176         /*
1177          * Boot processor to setup the FP and extended state context info.
1178          */
1179         if (!smp_processor_id())
1180                 init_thread_xstate();
1181
1182         xsave_init();
1183 }
1184
1185 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1186 void __cpuinit cpu_uninit(void)
1187 {
1188         int cpu = raw_smp_processor_id();
1189         cpu_clear(cpu, cpu_initialized);
1190
1191         /* lazy TLB state */
1192         per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state = 0;
1193         per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).active_mm = &init_mm;
1194 }
1195 #endif
1196
1197 #endif