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 static void __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;
 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
 282 void __cpuinit display_cacheinfo(struct cpuinfo_x86 *c)
 283 {
 284         unsigned int n, dummy, ebx, ecx, edx, l2size;
 285
 286         n = c->extended_cpuid_level;
 287
 288         if (n >= 0x80000005) {
 289                 cpuid(0x80000005, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
 290                 printk(KERN_INFO "CPU: L1 I Cache: %dK (%d bytes/line), D cache %dK (%d bytes/line)\n",
 291                                 edx>>24, edx&0xFF, ecx>>24, ecx&0xFF);
 292                 c->x86_cache_size = (ecx>>24) + (edx>>24);
 293 #ifdef CONFIG_X86_64
 294                 /* On K8 L1 TLB is inclusive, so don't count it */
 295                 c->x86_tlbsize = 0;
 296 #endif
 297         }
 298
 299         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
 300                 return;
 301
 302         cpuid(0x80000006, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
 303         l2size = ecx >> 16;
 304
 305 #ifdef CONFIG_X86_64
 306         c->x86_tlbsize += ((ebx >> 16) & 0xfff) + (ebx & 0xfff);
 307 #else
 308         /* do processor-specific cache resizing */
 309         if (this_cpu->c_size_cache)
 310                 l2size = this_cpu->c_size_cache(c, l2size);
 311
 312         /* Allow user to override all this if necessary. */
 313         if (cachesize_override != -1)
 314                 l2size = cachesize_override;
 315
 316         if (l2size == 0)
 317                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
 318 #endif
 319
 320         c->x86_cache_size = l2size;
 321
 322         printk(KERN_INFO "CPU: L2 Cache: %dK (%d bytes/line)\n",
 323                         l2size, ecx & 0xFF);
 324 }
 325
 326 void __cpuinit detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
 327 {
 328 #ifdef CONFIG_X86_HT
 329         u32 eax, ebx, ecx, edx;
 330         int index_msb, core_bits;
 331
 332         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT))
 333                 return;
 334
 335         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
 336                 goto out;
 337
 338         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XTOPOLOGY))
 339                 return;
 340
 341         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 342
 343         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
 344
 345         if (smp_num_siblings == 1) {
 346                 printk(KERN_INFO  "CPU: Hyper-Threading is disabled\n");
 347         } else if (smp_num_siblings > 1) {
 348
 349                 if (smp_num_siblings > NR_CPUS) {
 350                         printk(KERN_WARNING "CPU: Unsupported number of siblings %d",
 351                                         smp_num_siblings);
 352                         smp_num_siblings = 1;
 353                         return;
 354                 }
 355
 356                 index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
 357 #ifdef CONFIG_X86_64
 358                 c->phys_proc_id = phys_pkg_id(index_msb);
 359 #else
 360                 c->phys_proc_id = phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb);
 361 #endif
 362
 363                 smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
 364
 365                 index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
 366
 367                 core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
 368
 369 #ifdef CONFIG_X86_64
 370                 c->cpu_core_id = phys_pkg_id(index_msb) &
 371                                                ((1 << core_bits) - 1);
 372 #else
 373                 c->cpu_core_id = phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb) &
 374                                                ((1 << core_bits) - 1);
 375 #endif
 376         }
 377
 378 out:
 379         if ((c->x86_max_cores * smp_num_siblings) > 1) {
 380                 printk(KERN_INFO  "CPU: Physical Processor ID: %d\n",
 381                        c->phys_proc_id);
 382                 printk(KERN_INFO  "CPU: Processor Core ID: %d\n",
 383                        c->cpu_core_id);
 384         }
 385 #endif
 386 }
 387
 388 static void __cpuinit get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c)
 389 {
 390         char *v = c->x86_vendor_id;
 391         int i;
 392         static int printed;
 393
 394         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
 395                 if (!cpu_devs[i])
 396                         break;
 397
 398                 if (!strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
 399                     (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
 400                      !strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
 401                         this_cpu = cpu_devs[i];
 402                         c->x86_vendor = this_cpu->c_x86_vendor;
 403                         return;
 404                 }
 405         }
 406
 407         if (!printed) {
 408                 printed++;
 409                 printk(KERN_ERR "CPU: vendor_id '%s' unknown, using generic init.\n", v);
 410                 printk(KERN_ERR "CPU: Your system may be unstable.\n");
 411         }
 412
 413         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 414         this_cpu = &default_cpu;
 415 }
 416
 417 void __cpuinit cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c)
 418 {
 419         /* Get vendor name */
 420         cpuid(0x00000000, (unsigned int *)&c->cpuid_level,
 421               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[0],
 422               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[8],
 423               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[4]);
 424
 425         c->x86 = 4;
 426         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 427         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 428                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
 429                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
 430                 c->x86 = (tfms >> 8) & 0xf;
 431                 c->x86_model = (tfms >> 4) & 0xf;
 432                 c->x86_mask = tfms & 0xf;
 433                 if (c->x86 == 0xf)
 434                         c->x86 += (tfms >> 20) & 0xff;
 435                 if (c->x86 >= 0x6)
 436                         c->x86_model += ((tfms >> 16) & 0xf) << 4;
 437                 if (cap0 & (1<<19)) {
 438                         c->x86_clflush_size = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
 439                         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 440                 }
 441         }
 442 }
 443
 444 static void __cpuinit get_cpu_cap(struct cpuinfo_x86 *c)
 445 {
 446         u32 tfms, xlvl;
 447         u32 ebx;
 448
 449         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 450         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 451                 u32 capability, excap;
 452                 cpuid(0x00000001, &tfms, &ebx, &excap, &capability);
 453                 c->x86_capability[0] = capability;
 454                 c->x86_capability[4] = excap;
 455         }
 456
 457         /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
 458         xlvl = cpuid_eax(0x80000000);
 459         c->extended_cpuid_level = xlvl;
 460         if ((xlvl & 0xffff0000) == 0x80000000) {
 461                 if (xlvl >= 0x80000001) {
 462                         c->x86_capability[1] = cpuid_edx(0x80000001);
 463                         c->x86_capability[6] = cpuid_ecx(0x80000001);
 464                 }
 465         }
 466
 467 #ifdef CONFIG_X86_64
 468         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
 469                 u32 eax = cpuid_eax(0x80000008);
 470
 471                 c->x86_virt_bits = (eax >> 8) & 0xff;
 472                 c->x86_phys_bits = eax & 0xff;
 473         }
 474 #endif
 475
 476         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000007)
 477                 c->x86_power = cpuid_edx(0x80000007);
 478
 479 }
 480
 481 static void __cpuinit identify_cpu_without_cpuid(struct cpuinfo_x86 *c)
 482 {
 483 #ifdef CONFIG_X86_32
 484         int i;
 485
 486         /*
 487          * First of all, decide if this is a 486 or higher
 488          * It's a 486 if we can modify the AC flag
 489          */
 490         if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC))
 491                 c->x86 = 4;
 492         else
 493                 c->x86 = 3;
 494
 495         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++)
 496                 if (cpu_devs[i] && cpu_devs[i]->c_identify) {
 497                         c->x86_vendor_id[0] = 0;
 498                         cpu_devs[i]->c_identify(c);
 499                         if (c->x86_vendor_id[0]) {
 500                                 get_cpu_vendor(c);
 501                                 break;
 502                         }
 503                 }
 504 #endif
 505 }
 506
 507 /*
 508  * Do minimum CPU detection early.
 509  * Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask,
 510  * cache alignment.
 511  * The others are not touched to avoid unwanted side effects.
 512  *
 513  * WARNING: this function is only called on the BP.  Don't add code here
 514  * that is supposed to run on all CPUs.
 515  */
 516 static void __init early_identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 517 {
 518 #ifdef CONFIG_X86_64
 519         c->x86_clflush_size = 64;
 520 #else
 521         c->x86_clflush_size = 32;
 522 #endif
 523         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 524
 525         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
 526         c->extended_cpuid_level = 0;
 527
 528         if (!have_cpuid_p())
 529                 identify_cpu_without_cpuid(c);
 530
 531         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
 532         if (!have_cpuid_p())
 533                 return;
 534
 535         cpu_detect(c);
 536
 537         get_cpu_vendor(c);
 538
 539         get_cpu_cap(c);
 540
 541         if (this_cpu->c_early_init)
 542                 this_cpu->c_early_init(c);
 543
 544         validate_pat_support(c);
 545 }
 546
 547 void __init early_cpu_init(void)
 548 {
 549         struct cpu_dev **cdev;
 550         int count = 0;
 551
 552         printk("KERNEL supported cpus:\n");
 553         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
 554                 struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
 555                 unsigned int j;
 556
 557                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
 558                         break;
 559                 cpu_devs[count] = cpudev;
 560                 count++;
 561
 562                 for (j = 0; j < 2; j++) {
 563                         if (!cpudev->c_ident[j])
 564                                 continue;
 565                         printk("  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
 566                                 cpudev->c_ident[j]);
 567                 }
 568         }
 569
 570         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
 571 }
 572
 573 /*
 574  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs with
 575  * family >= 6, unfortunately, that's not true in practice because
 576  * of early VIA chips and (more importantly) broken virtualizers that
 577  * are not easy to detect.  Hence, probe for it based on first
 578  * principles.
 579  *
 580  * Note: no 64-bit chip is known to lack these, but put the code here
 581  * for consistency with 32 bits, and to make it utterly trivial to
 582  * diagnose the problem should it ever surface.
 583  */
 584 static void __cpuinit detect_nopl(struct cpuinfo_x86 *c)
 585 {
 586         const u32 nopl_signature = 0x888c53b1; /* Random number */
 587         u32 has_nopl = nopl_signature;
 588
 589         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
 590         if (c->x86 >= 6) {
 591                 asm volatile("\n"
 592                              "1:      .byte 0x0f,0x1f,0xc0\n" /* nopl %eax */
 593                              "2:\n"
 594                              "        .section .fixup,\"ax\"\n"
 595                              "3:      xor %0,%0\n"
 596                              "        jmp 2b\n"
 597                              "        .previous\n"
 598                              _ASM_EXTABLE(1b,3b)
 599                              : "+a" (has_nopl));
 600
 601                 if (has_nopl == nopl_signature)
 602                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
 603         }
 604 }
 605
 606 static void __cpuinit generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
 607 {
 608         c->extended_cpuid_level = 0;
 609
 610         if (!have_cpuid_p())
 611                 identify_cpu_without_cpuid(c);
 612
 613         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
 614         if (!have_cpuid_p())
 615                 return;
 616
 617         cpu_detect(c);
 618
 619         get_cpu_vendor(c);
 620
 621         get_cpu_cap(c);
 622
 623         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 624                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
 625 #ifdef CONFIG_X86_32
 626 # ifdef CONFIG_X86_HT
 627                 c->apicid = phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
 628 # else
 629                 c->apicid = c->initial_apicid;
 630 # endif
 631 #endif
 632
 633 #ifdef CONFIG_X86_HT
 634                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
 635 #endif
 636         }
 637
 638         get_model_name(c); /* Default name */
 639
 640         init_scattered_cpuid_features(c);
 641         detect_nopl(c);
 642 }
 643
 644 /*
 645  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
 646  */
 647 static void __cpuinit identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 648 {
 649         int i;
 650
 651         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 652         c->x86_cache_size = -1;
 653         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 654         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
 655         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
 656         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
 657         c->x86_max_cores = 1;
 658         c->x86_coreid_bits = 0;
 659 #ifdef CONFIG_X86_64
 660         c->x86_clflush_size = 64;
 661 #else
 662         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
 663         c->x86_clflush_size = 32;
 664 #endif
 665         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 666         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
 667
 668         generic_identify(c);
 669
 670         if (this_cpu->c_identify)
 671                 this_cpu->c_identify(c);
 672
 673 #ifdef CONFIG_X86_64
 674         c->apicid = phys_pkg_id(0);
 675 #endif
 676
 677         /*
 678          * Vendor-specific initialization.  In this section we
 679          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
 680          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
 681          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
 682          * we handle them here.
 683          *
 684          * At the end of this section, c->x86_capability better
 685          * indicate the features this CPU genuinely supports!
 686          */
 687         if (this_cpu->c_init)
 688                 this_cpu->c_init(c);
 689
 690         /* Disable the PN if appropriate */
 691         squash_the_stupid_serial_number(c);
 692
 693         /*
 694          * The vendor-specific functions might have changed features.  Now
 695          * we do "generic changes."
 696          */
 697
 698         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
 699         if (!c->x86_model_id[0]) {
 700                 char *p;
 701                 p = table_lookup_model(c);
 702                 if (p)
 703                         strcpy(c->x86_model_id, p);
 704                 else
 705                         /* Last resort... */
 706                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
 707                                 c->x86, c->x86_model);
 708         }
 709
 710 #ifdef CONFIG_X86_64
 711         detect_ht(c);
 712 #endif
 713
 714         /*
 715          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
 716          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
 717          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
 718          * executed, c == &boot_cpu_data.
 719          */
 720         if (c != &boot_cpu_data) {
 721                 /* AND the already accumulated flags with these */
 722                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
 723                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
 724         }
 725
 726         /* Clear all flags overriden by options */
 727         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
 728                 c->x86_capability[i] &= ~cleared_cpu_caps[i];
 729
 730 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 731         /* Init Machine Check Exception if available. */
 732         mcheck_init(c);
 733 #endif
 734
 735         select_idle_routine(c);
 736
 737 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_X86_64)
 738         numa_add_cpu(smp_processor_id());
 739 #endif
 740 }
 741
 742 void __init identify_boot_cpu(void)
 743 {
 744         identify_cpu(&boot_cpu_data);
 745 #ifdef CONFIG_X86_32
 746         sysenter_setup();
 747         enable_sep_cpu();
 748 #endif
 749 }
 750
 751 void __cpuinit identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 752 {
 753         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
 754         identify_cpu(c);
 755 #ifdef CONFIG_X86_32
 756         enable_sep_cpu();
 757 #endif
 758         mtrr_ap_init();
 759 }
 760
 761 struct msr_range {
 762         unsigned min;
 763         unsigned max;
 764 };
 765
 766 static struct msr_range msr_range_array[] __cpuinitdata = {
 767         { 0x00000000, 0x00000418},
 768         { 0xc0000000, 0xc000040b},
 769         { 0xc0010000, 0xc0010142},
 770         { 0xc0011000, 0xc001103b},
 771 };
 772
 773 static void __cpuinit print_cpu_msr(void)
 774 {
 775         unsigned index;
 776         u64 val;
 777         int i;
 778         unsigned index_min, index_max;
 779
 780         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(msr_range_array); i++) {
 781                 index_min = msr_range_array[i].min;
 782                 index_max = msr_range_array[i].max;
 783                 for (index = index_min; index < index_max; index++) {
 784                         if (rdmsrl_amd_safe(index, &val))
 785                                 continue;
 786                         printk(KERN_INFO " MSR%08x: %016llx\n", index, val);
 787                 }
 788         }
 789 }
 790
 791 static int show_msr __cpuinitdata;
 792 static __init int setup_show_msr(char *arg)
 793 {
 794         int num;
 795
 796         get_option(&arg, &num);
 797
 798         if (num > 0)
 799                 show_msr = num;
 800         return 1;
 801 }
 802 __setup("show_msr=", setup_show_msr);
 803
 804 static __init int setup_noclflush(char *arg)
 805 {
 806         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLSH);
 807         return 1;
 808 }
 809 __setup("noclflush", setup_noclflush);
 810
 811 void __cpuinit print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
 812 {
 813         char *vendor = NULL;
 814
 815         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM)
 816                 vendor = this_cpu->c_vendor;
 817         else if (c->cpuid_level >= 0)
 818                 vendor = c->x86_vendor_id;
 819
 820         if (vendor && strncmp(c->x86_model_id, vendor, strlen(vendor)))
 821                 printk(KERN_CONT "%s ", vendor);
 822
 823         if (c->x86_model_id[0])
 824                 printk(KERN_CONT "%s", c->x86_model_id);
 825         else
 826                 printk(KERN_CONT "%d86", c->x86);
 827
 828         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
 829                 printk(KERN_CONT " stepping %02x\n", c->x86_mask);
 830         else
 831                 printk(KERN_CONT "\n");
 832
 833 #ifdef CONFIG_SMP
 834         if (c->cpu_index < show_msr)
 835                 print_cpu_msr();
 836 #else
 837         if (show_msr)
 838                 print_cpu_msr();
 839 #endif
 840 }
 841
 842 static __init int setup_disablecpuid(char *arg)
 843 {
 844         int bit;
 845         if (get_option(&arg, &bit) && bit < NCAPINTS*32)
 846                 setup_clear_cpu_cap(bit);
 847         else
 848                 return 0;
 849         return 1;
 850 }
 851 __setup("clearcpuid=", setup_disablecpuid);
 852
 853 cpumask_t cpu_initialized __cpuinitdata = CPU_MASK_NONE;
 854
 855 #ifdef CONFIG_X86_64
 856 struct x8664_pda **_cpu_pda __read_mostly;
 857 EXPORT_SYMBOL(_cpu_pda);
 858
 859 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
 860
 861 char boot_cpu_stack[IRQSTACKSIZE] __page_aligned_bss;
 862
 863 void __cpuinit pda_init(int cpu)
 864 {
 865         struct x8664_pda *pda = cpu_pda(cpu);
 866
 867         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
 868         loadsegment(fs, 0);
 869         loadsegment(gs, 0);
 870         /* Memory clobbers used to order PDA accessed */
 871         mb();
 872         wrmsrl(MSR_GS_BASE, pda);
 873         mb();
 874
 875         pda->cpunumber = cpu;
 876         pda->irqcount = -1;
 877         pda->kernelstack = (unsigned long)stack_thread_info() -
 878                                  PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE;
 879         pda->active_mm = &init_mm;
 880         pda->mmu_state = 0;
 881
 882         if (cpu == 0) {
 883                 /* others are initialized in smpboot.c */
 884                 pda->pcurrent = &init_task;
 885                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack;
 886                 pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE - 64;
 887         } else {
 888                 if (!pda->irqstackptr) {
 889                         pda->irqstackptr = (char *)
 890                                 __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
 891                         if (!pda->irqstackptr)
 892                                 panic("cannot allocate irqstack for cpu %d",
 893                                       cpu);
 894                         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE - 64;
 895                 }
 896
 897                 if (pda->nodenumber == 0 && cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
 898                         pda->nodenumber = cpu_to_node(cpu);
 899         }
 900 }
 901
 902 char boot_exception_stacks[(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ +
 903                            DEBUG_STKSZ] __page_aligned_bss;
 904
 905 extern asmlinkage void ignore_sysret(void);
 906
 907 /* May not be marked __init: used by software suspend */
 908 void syscall_init(void)
 909 {
 910         /*
 911          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
 912          * They both write to the same internal register. STAR allows to
 913          * set CS/DS but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.
 914          */
 915         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32);
 916         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call);
 917         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
 918
 919 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
 920         syscall32_cpu_init();
 921 #endif
 922
 923         /* Flags to clear on syscall */
 924         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
 925                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|X86_EFLAGS_IOPL);
 926 }
 927
 928 unsigned long kernel_eflags;
 929
 930 /*
 931  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
 932  * debugging, no special alignment required.
 933  */
 934 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
 935
 936 #else
 937
 938 /* Make sure %fs is initialized properly in idle threads */
 939 struct pt_regs * __cpuinit idle_regs(struct pt_regs *regs)
 940 {
 941         memset(regs, 0, sizeof(struct pt_regs));
 942         regs->fs = __KERNEL_PERCPU;
 943         return regs;
 944 }
 945 #endif
 946
 947 /*
 948  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
 949  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
 950  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
 951  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
 952  * A lot of state is already set up in PDA init for 64 bit
 953  */
 954 #ifdef CONFIG_X86_64
 955 void __cpuinit cpu_init(void)
 956 {
 957         int cpu = stack_smp_processor_id();
 958         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
 959         struct orig_ist *orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
 960         unsigned long v;
 961         char *estacks = NULL;
 962         struct task_struct *me;
 963         int i;
 964
 965         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
 966         if (cpu != 0)
 967                 pda_init(cpu);
 968         else
 969                 estacks = boot_exception_stacks;
 970
 971         me = current;
 972
 973         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
 974                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
 975
 976         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
 977
 978         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
 979
 980         /*
 981          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
 982          * and set up the GDT descriptor:
 983          */
 984
 985         switch_to_new_gdt();
 986         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
 987
 988         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
 989         syscall_init();
 990
 991         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
 992         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
 993         barrier();
 994
 995         check_efer();
 996         if (cpu != 0 && x2apic)
 997                 enable_x2apic();
 998
 999         /*
1000          * set up and load the per-CPU TSS
1001          */
1002         if (!orig_ist->ist[0]) {
1003                 static const unsigned int order[N_EXCEPTION_STACKS] = {
1004                   [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STACK_ORDER,
1005                   [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STACK_ORDER
1006                 };
1007                 for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
1008                         if (cpu) {
1009                                 estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order[v]);
1010                                 if (!estacks)
1011                                         panic("Cannot allocate exception "
1012                                               "stack %ld %d\n", v, cpu);
1013                         }
1014                         estacks += PAGE_SIZE << order[v];
1015                         orig_ist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] =
1016                                         (unsigned long)estacks;
1017                 }
1018         }
1019
1020         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1021         /*
1022          * <= is required because the CPU will access up to
1023          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
1024          */
1025         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
1026                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
1027
1028         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1029         me->active_mm = &init_mm;
1030         if (me->mm)
1031                 BUG();
1032         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
1033
1034         load_sp0(t, &current->thread);
1035         set_tss_desc(cpu, t);
1036         load_TR_desc();
1037         load_LDT(&init_mm.context);
1038
1039 #ifdef CONFIG_KGDB
1040         /*
1041          * If the kgdb is connected no debug regs should be altered.  This
1042          * is only applicable when KGDB and a KGDB I/O module are built
1043          * into the kernel and you are using early debugging with
1044          * kgdbwait. KGDB will control the kernel HW breakpoint registers.
1045          */
1046         if (kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break)
1047                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1048         else {
1049 #endif
1050         /*
1051          * Clear all 6 debug registers:
1052          */
1053
1054         set_debugreg(0UL, 0);
1055         set_debugreg(0UL, 1);
1056         set_debugreg(0UL, 2);
1057         set_debugreg(0UL, 3);
1058         set_debugreg(0UL, 6);
1059         set_debugreg(0UL, 7);
1060 #ifdef CONFIG_KGDB
1061         /* If the kgdb is connected no debug regs should be altered. */
1062         }
1063 #endif
1064
1065         fpu_init();
1066
1067         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
1068
1069         if (is_uv_system())
1070                 uv_cpu_init();
1071 }
1072
1073 #else
1074
1075 void __cpuinit cpu_init(void)
1076 {
1077         int cpu = smp_processor_id();
1078         struct task_struct *curr = current;
1079         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1080         struct thread_struct *thread = &curr->thread;
1081
1082         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized)) {
1083                 printk(KERN_WARNING "CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1084                 for (;;) local_irq_enable();
1085         }
1086
1087         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
1088
1089         if (cpu_has_vme || cpu_has_tsc || cpu_has_de)
1090                 clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1091
1092         load_idt(&idt_descr);
1093         switch_to_new_gdt();
1094
1095         /*
1096          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
1097          */
1098         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1099         curr->active_mm = &init_mm;
1100         if (curr->mm)
1101                 BUG();
1102         enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
1103
1104         load_sp0(t, thread);
1105         set_tss_desc(cpu, t);
1106         load_TR_desc();
1107         load_LDT(&init_mm.context);
1108
1109 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1110         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
1111         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1112 #endif
1113
1114         /* Clear %gs. */
1115         asm volatile ("mov %0, %%gs" : : "r" (0));
1116
1117         /* Clear all 6 debug registers: */
1118         set_debugreg(0, 0);
1119         set_debugreg(0, 1);
1120         set_debugreg(0, 2);
1121         set_debugreg(0, 3);
1122         set_debugreg(0, 6);
1123         set_debugreg(0, 7);
1124
1125         /*
1126          * Force FPU initialization:
1127          */
1128         if (cpu_has_xsave)
1129                 current_thread_info()->status = TS_XSAVE;
1130         else
1131                 current_thread_info()->status = 0;
1132         clear_used_math();
1133         mxcsr_feature_mask_init();
1134
1135         /*
1136          * Boot processor to setup the FP and extended state context info.
1137          */
1138         if (!smp_processor_id())
1139                 init_thread_xstate();
1140
1141         xsave_init();
1142 }
1143
1144 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1145 void __cpuinit cpu_uninit(void)
1146 {
1147         int cpu = raw_smp_processor_id();
1148         cpu_clear(cpu, cpu_initialized);
1149
1150         /* lazy TLB state */
1151         per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state = 0;
1152         per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).active_mm = &init_mm;
1153 }
1154 #endif
1155
1156 #endif