arch/x86/kernel/cpu/amd.c

   1 #include <linux/export.h>
   2 #include <linux/bitops.h>
   3 #include <linux/elf.h>
   4 #include <linux/mm.h>
   5
   6 #include <linux/io.h>
   7 #include <linux/sched.h>
   8 #include <linux/sched/clock.h>
   9 #include <linux/random.h>
  10 #include <asm/processor.h>
  11 #include <asm/apic.h>
  12 #include <asm/cpu.h>
  13 #include <asm/smp.h>
  14 #include <asm/pci-direct.h>
  15 #include <asm/delay.h>
  16
  17 #ifdef CONFIG_X86_64
  18 # include <asm/mmconfig.h>
  19 # include <asm/set_memory.h>
  20 #endif
  21
  22 #include "cpu.h"
  23
  24 static const int amd_erratum_383[];
  25 static const int amd_erratum_400[];
  26 static bool cpu_has_amd_erratum(struct cpuinfo_x86 *cpu, const int *erratum);
  27
  28 /*
  29  * nodes_per_socket: Stores the number of nodes per socket.
  30  * Refer to Fam15h Models 00-0fh BKDG - CPUID Fn8000_001E_ECX
  31  * Node Identifiers[10:8]
  32  */
  33 static u32 nodes_per_socket = 1;
  34
  35 static inline int rdmsrl_amd_safe(unsigned msr, unsigned long long *p)
  36 {
  37         u32 gprs[8] = { 0 };
  38         int err;
  39
  40         WARN_ONCE((boot_cpu_data.x86 != 0xf),
  41                   "%s should only be used on K8!\n", __func__);
  42
  43         gprs[1] = msr;
  44         gprs[7] = 0x9c5a203a;
  45
  46         err = rdmsr_safe_regs(gprs);
  47
  48         *p = gprs[0] | ((u64)gprs[2] << 32);
  49
  50         return err;
  51 }
  52
  53 static inline int wrmsrl_amd_safe(unsigned msr, unsigned long long val)
  54 {
  55         u32 gprs[8] = { 0 };
  56
  57         WARN_ONCE((boot_cpu_data.x86 != 0xf),
  58                   "%s should only be used on K8!\n", __func__);
  59
  60         gprs[0] = (u32)val;
  61         gprs[1] = msr;
  62         gprs[2] = val >> 32;
  63         gprs[7] = 0x9c5a203a;
  64
  65         return wrmsr_safe_regs(gprs);
  66 }
  67
  68 /*
  69  *      B step AMD K6 before B 9730xxxx have hardware bugs that can cause
  70  *      misexecution of code under Linux. Owners of such processors should
  71  *      contact AMD for precise details and a CPU swap.
  72  *
  73  *      See     http://www.multimania.com/poulot/k6bug.html
  74  *      and     section 2.6.2 of "AMD-K6 Processor Revision Guide - Model 6"
  75  *              (Publication # 21266  Issue Date: August 1998)
  76  *
  77  *      The following test is erm.. interesting. AMD neglected to up
  78  *      the chip setting when fixing the bug but they also tweaked some
  79  *      performance at the same time..
  80  */
  81
  82 extern __visible void vide(void);
  83 __asm__(".globl vide\n"
  84         ".type vide, @function\n"
  85         ".align 4\n"
  86         "vide: ret\n");
  87
  88 static void init_amd_k5(struct cpuinfo_x86 *c)
  89 {
  90 #ifdef CONFIG_X86_32
  91 /*
  92  * General Systems BIOSen alias the cpu frequency registers
  93  * of the Elan at 0x000df000. Unfortunately, one of the Linux
  94  * drivers subsequently pokes it, and changes the CPU speed.
  95  * Workaround : Remove the unneeded alias.
  96  */
  97 #define CBAR            (0xfffc) /* Configuration Base Address  (32-bit) */
  98 #define CBAR_ENB        (0x80000000)
  99 #define CBAR_KEY        (0X000000CB)
 100         if (c->x86_model == 9 || c->x86_model == 10) {
 101                 if (inl(CBAR) & CBAR_ENB)
 102                         outl(0 | CBAR_KEY, CBAR);
 103         }
 104 #endif
 105 }
 106
 107 static void init_amd_k6(struct cpuinfo_x86 *c)
 108 {
 109 #ifdef CONFIG_X86_32
 110         u32 l, h;
 111         int mbytes = get_num_physpages() >> (20-PAGE_SHIFT);
 112
 113         if (c->x86_model < 6) {
 114                 /* Based on AMD doc 20734R - June 2000 */
 115                 if (c->x86_model == 0) {
 116                         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_APIC);
 117                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PGE);
 118                 }
 119                 return;
 120         }
 121
 122         if (c->x86_model == 6 && c->x86_mask == 1) {
 123                 const int K6_BUG_LOOP = 1000000;
 124                 int n;
 125                 void (*f_vide)(void);
 126                 u64 d, d2;
 127
 128                 pr_info("AMD K6 stepping B detected - ");
 129
 130                 /*
 131                  * It looks like AMD fixed the 2.6.2 bug and improved indirect
 132                  * calls at the same time.
 133                  */
 134
 135                 n = K6_BUG_LOOP;
 136                 f_vide = vide;
 137                 OPTIMIZER_HIDE_VAR(f_vide);
 138                 d = rdtsc();
 139                 while (n--)
 140                         f_vide();
 141                 d2 = rdtsc();
 142                 d = d2-d;
 143
 144                 if (d > 20*K6_BUG_LOOP)
 145                         pr_cont("system stability may be impaired when more than 32 MB are used.\n");
 146                 else
 147                         pr_cont("probably OK (after B9730xxxx).\n");
 148         }
 149
 150         /* K6 with old style WHCR */
 151         if (c->x86_model < 8 ||
 152            (c->x86_model == 8 && c->x86_mask < 8)) {
 153                 /* We can only write allocate on the low 508Mb */
 154                 if (mbytes > 508)
 155                         mbytes = 508;
 156
 157                 rdmsr(MSR_K6_WHCR, l, h);
 158                 if ((l&0x0000FFFF) == 0) {
 159                         unsigned long flags;
 160                         l = (1<<0)|((mbytes/4)<<1);
 161                         local_irq_save(flags);
 162                         wbinvd();
 163                         wrmsr(MSR_K6_WHCR, l, h);
 164                         local_irq_restore(flags);
 165                         pr_info("Enabling old style K6 write allocation for %d Mb\n",
 166                                 mbytes);
 167                 }
 168                 return;
 169         }
 170
 171         if ((c->x86_model == 8 && c->x86_mask > 7) ||
 172              c->x86_model == 9 || c->x86_model == 13) {
 173                 /* The more serious chips .. */
 174
 175                 if (mbytes > 4092)
 176                         mbytes = 4092;
 177
 178                 rdmsr(MSR_K6_WHCR, l, h);
 179                 if ((l&0xFFFF0000) == 0) {
 180                         unsigned long flags;
 181                         l = ((mbytes>>2)<<22)|(1<<16);
 182                         local_irq_save(flags);
 183                         wbinvd();
 184                         wrmsr(MSR_K6_WHCR, l, h);
 185                         local_irq_restore(flags);
 186                         pr_info("Enabling new style K6 write allocation for %d Mb\n",
 187                                 mbytes);
 188                 }
 189
 190                 return;
 191         }
 192
 193         if (c->x86_model == 10) {
 194                 /* AMD Geode LX is model 10 */
 195                 /* placeholder for any needed mods */
 196                 return;
 197         }
 198 #endif
 199 }
 200
 201 static void init_amd_k7(struct cpuinfo_x86 *c)
 202 {
 203 #ifdef CONFIG_X86_32
 204         u32 l, h;
 205
 206         /*
 207          * Bit 15 of Athlon specific MSR 15, needs to be 0
 208          * to enable SSE on Palomino/Morgan/Barton CPU's.
 209          * If the BIOS didn't enable it already, enable it here.
 210          */
 211         if (c->x86_model >= 6 && c->x86_model <= 10) {
 212                 if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_XMM)) {
 213                         pr_info("Enabling disabled K7/SSE Support.\n");
 214                         msr_clear_bit(MSR_K7_HWCR, 15);
 215                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_XMM);
 216                 }
 217         }
 218
 219         /*
 220          * It's been determined by AMD that Athlons since model 8 stepping 1
 221          * are more robust with CLK_CTL set to 200xxxxx instead of 600xxxxx
 222          * As per AMD technical note 27212 0.2
 223          */
 224         if ((c->x86_model == 8 && c->x86_mask >= 1) || (c->x86_model > 8)) {
 225                 rdmsr(MSR_K7_CLK_CTL, l, h);
 226                 if ((l & 0xfff00000) != 0x20000000) {
 227                         pr_info("CPU: CLK_CTL MSR was %x. Reprogramming to %x\n",
 228                                 l, ((l & 0x000fffff)|0x20000000));
 229                         wrmsr(MSR_K7_CLK_CTL, (l & 0x000fffff)|0x20000000, h);
 230                 }
 231         }
 232
 233         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_K7);
 234
 235         /* calling is from identify_secondary_cpu() ? */
 236         if (!c->cpu_index)
 237                 return;
 238
 239         /*
 240          * Certain Athlons might work (for various values of 'work') in SMP
 241          * but they are not certified as MP capable.
 242          */
 243         /* Athlon 660/661 is valid. */
 244         if ((c->x86_model == 6) && ((c->x86_mask == 0) ||
 245             (c->x86_mask == 1)))
 246                 return;
 247
 248         /* Duron 670 is valid */
 249         if ((c->x86_model == 7) && (c->x86_mask == 0))
 250                 return;
 251
 252         /*
 253          * Athlon 662, Duron 671, and Athlon >model 7 have capability
 254          * bit. It's worth noting that the A5 stepping (662) of some
 255          * Athlon XP's have the MP bit set.
 256          * See http://www.heise.de/newsticker/data/jow-18.10.01-000 for
 257          * more.
 258          */
 259         if (((c->x86_model == 6) && (c->x86_mask >= 2)) ||
 260             ((c->x86_model == 7) && (c->x86_mask >= 1)) ||
 261              (c->x86_model > 7))
 262                 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MP))
 263                         return;
 264
 265         /* If we get here, not a certified SMP capable AMD system. */
 266
 267         /*
 268          * Don't taint if we are running SMP kernel on a single non-MP
 269          * approved Athlon
 270          */
 271         WARN_ONCE(1, "WARNING: This combination of AMD"
 272                 " processors is not suitable for SMP.\n");
 273         add_taint(TAINT_CPU_OUT_OF_SPEC, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
 274 #endif
 275 }
 276
 277 #ifdef CONFIG_NUMA
 278 /*
 279  * To workaround broken NUMA config.  Read the comment in
 280  * srat_detect_node().
 281  */
 282 static int nearby_node(int apicid)
 283 {
 284         int i, node;
 285
 286         for (i = apicid - 1; i >= 0; i--) {
 287                 node = __apicid_to_node[i];
 288                 if (node != NUMA_NO_NODE && node_online(node))
 289                         return node;
 290         }
 291         for (i = apicid + 1; i < MAX_LOCAL_APIC; i++) {
 292                 node = __apicid_to_node[i];
 293                 if (node != NUMA_NO_NODE && node_online(node))
 294                         return node;
 295         }
 296         return first_node(node_online_map); /* Shouldn't happen */
 297 }
 298 #endif
 299
 300 #ifdef CONFIG_SMP
 301 /*
 302  * Fix up cpu_core_id for pre-F17h systems to be in the
 303  * [0 .. cores_per_node - 1] range. Not really needed but
 304  * kept so as not to break existing setups.
 305  */
 306 static void legacy_fixup_core_id(struct cpuinfo_x86 *c)
 307 {
 308         u32 cus_per_node;
 309
 310         if (c->x86 >= 0x17)
 311                 return;
 312
 313         cus_per_node = c->x86_max_cores / nodes_per_socket;
 314         c->cpu_core_id %= cus_per_node;
 315 }
 316
 317 /*
 318  * Fixup core topology information for
 319  * (1) AMD multi-node processors
 320  *     Assumption: Number of cores in each internal node is the same.
 321  * (2) AMD processors supporting compute units
 322  */
 323 static void amd_get_topology(struct cpuinfo_x86 *c)
 324 {
 325         u8 node_id;
 326         int cpu = smp_processor_id();
 327
 328         /* get information required for multi-node processors */
 329         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_TOPOEXT)) {
 330                 u32 eax, ebx, ecx, edx;
 331
 332                 cpuid(0x8000001e, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 333
 334                 node_id  = ecx & 0xff;
 335                 smp_num_siblings = ((ebx >> 8) & 0xff) + 1;
 336
 337                 if (c->x86 == 0x15)
 338                         c->cu_id = ebx & 0xff;
 339
 340                 if (c->x86 >= 0x17) {
 341                         c->cpu_core_id = ebx & 0xff;
 342
 343                         if (smp_num_siblings > 1)
 344                                 c->x86_max_cores /= smp_num_siblings;
 345                 }
 346
 347                 /*
 348                  * We may have multiple LLCs if L3 caches exist, so check if we
 349                  * have an L3 cache by looking at the L3 cache CPUID leaf.
 350                  */
 351                 if (cpuid_edx(0x80000006)) {
 352                         if (c->x86 == 0x17) {
 353                                 /*
 354                                  * LLC is at the core complex level.
 355                                  * Core complex id is ApicId[3].
 356                                  */
 357                                 per_cpu(cpu_llc_id, cpu) = c->apicid >> 3;
 358                         } else {
 359                                 /* LLC is at the node level. */
 360                                 per_cpu(cpu_llc_id, cpu) = node_id;
 361                         }
 362                 }
 363         } else if (cpu_has(c, X86_FEATURE_NODEID_MSR)) {
 364                 u64 value;
 365
 366                 rdmsrl(MSR_FAM10H_NODE_ID, value);
 367                 node_id = value & 7;
 368
 369                 per_cpu(cpu_llc_id, cpu) = node_id;
 370         } else
 371                 return;
 372
 373         if (nodes_per_socket > 1) {
 374                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_AMD_DCM);
 375                 legacy_fixup_core_id(c);
 376         }
 377 }
 378 #endif
 379
 380 /*
 381  * On a AMD dual core setup the lower bits of the APIC id distinguish the cores.
 382  * Assumes number of cores is a power of two.
 383  */
 384 static void amd_detect_cmp(struct cpuinfo_x86 *c)
 385 {
 386 #ifdef CONFIG_SMP
 387         unsigned bits;
 388         int cpu = smp_processor_id();
 389
 390         bits = c->x86_coreid_bits;
 391         /* Low order bits define the core id (index of core in socket) */
 392         c->cpu_core_id = c->initial_apicid & ((1 << bits)-1);
 393         /* Convert the initial APIC ID into the socket ID */
 394         c->phys_proc_id = c->initial_apicid >> bits;
 395         /* use socket ID also for last level cache */
 396         per_cpu(cpu_llc_id, cpu) = c->phys_proc_id;
 397         amd_get_topology(c);
 398 #endif
 399 }
 400
 401 u16 amd_get_nb_id(int cpu)
 402 {
 403         u16 id = 0;
 404 #ifdef CONFIG_SMP
 405         id = per_cpu(cpu_llc_id, cpu);
 406 #endif
 407         return id;
 408 }
 409 EXPORT_SYMBOL_GPL(amd_get_nb_id);
 410
 411 u32 amd_get_nodes_per_socket(void)
 412 {
 413         return nodes_per_socket;
 414 }
 415 EXPORT_SYMBOL_GPL(amd_get_nodes_per_socket);
 416
 417 static void srat_detect_node(struct cpuinfo_x86 *c)
 418 {
 419 #ifdef CONFIG_NUMA
 420         int cpu = smp_processor_id();
 421         int node;
 422         unsigned apicid = c->apicid;
 423
 424         node = numa_cpu_node(cpu);
 425         if (node == NUMA_NO_NODE)
 426                 node = per_cpu(cpu_llc_id, cpu);
 427
 428         /*
 429          * On multi-fabric platform (e.g. Numascale NumaChip) a
 430          * platform-specific handler needs to be called to fixup some
 431          * IDs of the CPU.
 432          */
 433         if (x86_cpuinit.fixup_cpu_id)
 434                 x86_cpuinit.fixup_cpu_id(c, node);
 435
 436         if (!node_online(node)) {
 437                 /*
 438                  * Two possibilities here:
 439                  *
 440                  * - The CPU is missing memory and no node was created.  In
 441                  *   that case try picking one from a nearby CPU.
 442                  *
 443                  * - The APIC IDs differ from the HyperTransport node IDs
 444                  *   which the K8 northbridge parsing fills in.  Assume
 445                  *   they are all increased by a constant offset, but in
 446                  *   the same order as the HT nodeids.  If that doesn't
 447                  *   result in a usable node fall back to the path for the
 448                  *   previous case.
 449                  *
 450                  * This workaround operates directly on the mapping between
 451                  * APIC ID and NUMA node, assuming certain relationship
 452                  * between APIC ID, HT node ID and NUMA topology.  As going
 453                  * through CPU mapping may alter the outcome, directly
 454                  * access __apicid_to_node[].
 455                  */
 456                 int ht_nodeid = c->initial_apicid;
 457
 458                 if (__apicid_to_node[ht_nodeid] != NUMA_NO_NODE)
 459                         node = __apicid_to_node[ht_nodeid];
 460                 /* Pick a nearby node */
 461                 if (!node_online(node))
 462                         node = nearby_node(apicid);
 463         }
 464         numa_set_node(cpu, node);
 465 #endif
 466 }
 467
 468 static void early_init_amd_mc(struct cpuinfo_x86 *c)
 469 {
 470 #ifdef CONFIG_SMP
 471         unsigned bits, ecx;
 472
 473         /* Multi core CPU? */
 474         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000008)
 475                 return;
 476
 477         ecx = cpuid_ecx(0x80000008);
 478
 479         c->x86_max_cores = (ecx & 0xff) + 1;
 480
 481         /* CPU telling us the core id bits shift? */
 482         bits = (ecx >> 12) & 0xF;
 483
 484         /* Otherwise recompute */
 485         if (bits == 0) {
 486                 while ((1 << bits) < c->x86_max_cores)
 487                         bits++;
 488         }
 489
 490         c->x86_coreid_bits = bits;
 491 #endif
 492 }
 493
 494 static void bsp_init_amd(struct cpuinfo_x86 *c)
 495 {
 496
 497 #ifdef CONFIG_X86_64
 498         if (c->x86 >= 0xf) {
 499                 unsigned long long tseg;
 500
 501                 /*
 502                  * Split up direct mapping around the TSEG SMM area.
 503                  * Don't do it for gbpages because there seems very little
 504                  * benefit in doing so.
 505                  */
 506                 if (!rdmsrl_safe(MSR_K8_TSEG_ADDR, &tseg)) {
 507                         unsigned long pfn = tseg >> PAGE_SHIFT;
 508
 509                         pr_debug("tseg: %010llx\n", tseg);
 510                         if (pfn_range_is_mapped(pfn, pfn + 1))
 511                                 set_memory_4k((unsigned long)__va(tseg), 1);
 512                 }
 513         }
 514 #endif
 515
 516         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CONSTANT_TSC)) {
 517
 518                 if (c->x86 > 0x10 ||
 519                     (c->x86 == 0x10 && c->x86_model >= 0x2)) {
 520                         u64 val;
 521
 522                         rdmsrl(MSR_K7_HWCR, val);
 523                         if (!(val & BIT(24)))
 524                                 pr_warn(FW_BUG "TSC doesn't count with P0 frequency!\n");
 525                 }
 526         }
 527
 528         if (c->x86 == 0x15) {
 529                 unsigned long upperbit;
 530                 u32 cpuid, assoc;
 531
 532                 cpuid    = cpuid_edx(0x80000005);
 533                 assoc    = cpuid >> 16 & 0xff;
 534                 upperbit = ((cpuid >> 24) << 10) / assoc;
 535
 536                 va_align.mask     = (upperbit - 1) & PAGE_MASK;
 537                 va_align.flags    = ALIGN_VA_32 | ALIGN_VA_64;
 538
 539                 /* A random value per boot for bit slice [12:upper_bit) */
 540                 va_align.bits = get_random_int() & va_align.mask;
 541         }
 542
 543         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAITX))
 544                 use_mwaitx_delay();
 545
 546         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_TOPOEXT)) {
 547                 u32 ecx;
 548
 549                 ecx = cpuid_ecx(0x8000001e);
 550                 nodes_per_socket = ((ecx >> 8) & 7) + 1;
 551         } else if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_NODEID_MSR)) {
 552                 u64 value;
 553
 554                 rdmsrl(MSR_FAM10H_NODE_ID, value);
 555                 nodes_per_socket = ((value >> 3) & 7) + 1;
 556         }
 557 }
 558
 559 static void early_init_amd(struct cpuinfo_x86 *c)
 560 {
 561         u32 dummy;
 562
 563         early_init_amd_mc(c);
 564
 565         rdmsr_safe(MSR_AMD64_PATCH_LEVEL, &c->microcode, &dummy);
 566
 567         /*
 568          * c->x86_power is 8000_0007 edx. Bit 8 is TSC runs at constant rate
 569          * with P/T states and does not stop in deep C-states
 570          */
 571         if (c->x86_power & (1 << 8)) {
 572                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_CONSTANT_TSC);
 573                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NONSTOP_TSC);
 574         }
 575
 576         /* Bit 12 of 8000_0007 edx is accumulated power mechanism. */
 577         if (c->x86_power & BIT(12))
 578                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_ACC_POWER);
 579
 580 #ifdef CONFIG_X86_64
 581         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_SYSCALL32);
 582 #else
 583         /*  Set MTRR capability flag if appropriate */
 584         if (c->x86 == 5)
 585                 if (c->x86_model == 13 || c->x86_model == 9 ||
 586                     (c->x86_model == 8 && c->x86_mask >= 8))
 587                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_K6_MTRR);
 588 #endif
 589 #if defined(CONFIG_X86_LOCAL_APIC) && defined(CONFIG_PCI)
 590         /*
 591          * ApicID can always be treated as an 8-bit value for AMD APIC versions
 592          * >= 0x10, but even old K8s came out of reset with version 0x10. So, we
 593          * can safely set X86_FEATURE_EXTD_APICID unconditionally for families
 594          * after 16h.
 595          */
 596         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_APIC)) {
 597                 if (c->x86 > 0x16)
 598                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_EXTD_APICID);
 599                 else if (c->x86 >= 0xf) {
 600                         /* check CPU config space for extended APIC ID */
 601                         unsigned int val;
 602
 603                         val = read_pci_config(0, 24, 0, 0x68);
 604                         if ((val >> 17 & 0x3) == 0x3)
 605                                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_EXTD_APICID);
 606                 }
 607         }
 608 #endif
 609
 610         /*
 611          * This is only needed to tell the kernel whether to use VMCALL
 612          * and VMMCALL.  VMMCALL is never executed except under virt, so
 613          * we can set it unconditionally.
 614          */
 615         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_VMMCALL);
 616
 617         /* F16h erratum 793, CVE-2013-6885 */
 618         if (c->x86 == 0x16 && c->x86_model <= 0xf)
 619                 msr_set_bit(MSR_AMD64_LS_CFG, 15);
 620
 621         /*
 622          * Check whether the machine is affected by erratum 400. This is
 623          * used to select the proper idle routine and to enable the check
 624          * whether the machine is affected in arch_post_acpi_init(), which
 625          * sets the X86_BUG_AMD_APIC_C1E bug depending on the MSR check.
 626          */
 627         if (cpu_has_amd_erratum(c, amd_erratum_400))
 628                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_AMD_E400);
 629
 630         /*
 631          * BIOS support is required for SME. If BIOS has enabled SME then
 632          * adjust x86_phys_bits by the SME physical address space reduction
 633          * value. If BIOS has not enabled SME then don't advertise the
 634          * feature (set in scattered.c). Also, since the SME support requires
 635          * long mode, don't advertise the feature under CONFIG_X86_32.
 636          */
 637         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SME)) {
 638                 u64 msr;
 639
 640                 /* Check if SME is enabled */
 641                 rdmsrl(MSR_K8_SYSCFG, msr);
 642                 if (msr & MSR_K8_SYSCFG_MEM_ENCRYPT) {
 643                         c->x86_phys_bits -= (cpuid_ebx(0x8000001f) >> 6) & 0x3f;
 644                         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_32))
 645                                 clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_SME);
 646                 } else {
 647                         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_SME);
 648                 }
 649         }
 650 }
 651
 652 static void init_amd_k8(struct cpuinfo_x86 *c)
 653 {
 654         u32 level;
 655         u64 value;
 656
 657         /* On C+ stepping K8 rep microcode works well for copy/memset */
 658         level = cpuid_eax(1);
 659         if ((level >= 0x0f48 && level < 0x0f50) || level >= 0x0f58)
 660                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_REP_GOOD);
 661
 662         /*
 663          * Some BIOSes incorrectly force this feature, but only K8 revision D
 664          * (model = 0x14) and later actually support it.
 665          * (AMD Erratum #110, docId: 25759).
 666          */
 667         if (c->x86_model < 0x14 && cpu_has(c, X86_FEATURE_LAHF_LM)) {
 668                 clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_LAHF_LM);
 669                 if (!rdmsrl_amd_safe(0xc001100d, &value)) {
 670                         value &= ~BIT_64(32);
 671                         wrmsrl_amd_safe(0xc001100d, value);
 672                 }
 673         }
 674
 675         if (!c->x86_model_id[0])
 676                 strcpy(c->x86_model_id, "Hammer");
 677
 678 #ifdef CONFIG_SMP
 679         /*
 680          * Disable TLB flush filter by setting HWCR.FFDIS on K8
 681          * bit 6 of msr C001_0015
 682          *
 683          * Errata 63 for SH-B3 steppings
 684          * Errata 122 for all steppings (F+ have it disabled by default)
 685          */
 686         msr_set_bit(MSR_K7_HWCR, 6);
 687 #endif
 688         set_cpu_bug(c, X86_BUG_SWAPGS_FENCE);
 689 }
 690
 691 static void init_amd_gh(struct cpuinfo_x86 *c)
 692 {
 693 #ifdef CONFIG_X86_64
 694         /* do this for boot cpu */
 695         if (c == &boot_cpu_data)
 696                 check_enable_amd_mmconf_dmi();
 697
 698         fam10h_check_enable_mmcfg();
 699 #endif
 700
 701         /*
 702          * Disable GART TLB Walk Errors on Fam10h. We do this here because this
 703          * is always needed when GART is enabled, even in a kernel which has no
 704          * MCE support built in. BIOS should disable GartTlbWlk Errors already.
 705          * If it doesn't, we do it here as suggested by the BKDG.
 706          *
 707          * Fixes: https://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=33012
 708          */
 709         msr_set_bit(MSR_AMD64_MCx_MASK(4), 10);
 710
 711         /*
 712          * On family 10h BIOS may not have properly enabled WC+ support, causing
 713          * it to be converted to CD memtype. This may result in performance
 714          * degradation for certain nested-paging guests. Prevent this conversion
 715          * by clearing bit 24 in MSR_AMD64_BU_CFG2.
 716          *
 717          * NOTE: we want to use the _safe accessors so as not to #GP kvm
 718          * guests on older kvm hosts.
 719          */
 720         msr_clear_bit(MSR_AMD64_BU_CFG2, 24);
 721
 722         if (cpu_has_amd_erratum(c, amd_erratum_383))
 723                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_AMD_TLB_MMATCH);
 724 }
 725
 726 #define MSR_AMD64_DE_CFG        0xC0011029
 727
 728 static void init_amd_ln(struct cpuinfo_x86 *c)
 729 {
 730         /*
 731          * Apply erratum 665 fix unconditionally so machines without a BIOS
 732          * fix work.
 733          */
 734         msr_set_bit(MSR_AMD64_DE_CFG, 31);
 735 }
 736
 737 static void init_amd_bd(struct cpuinfo_x86 *c)
 738 {
 739         u64 value;
 740
 741         /* re-enable TopologyExtensions if switched off by BIOS */
 742         if ((c->x86_model >= 0x10) && (c->x86_model <= 0x6f) &&
 743             !cpu_has(c, X86_FEATURE_TOPOEXT)) {
 744
 745                 if (msr_set_bit(0xc0011005, 54) > 0) {
 746                         rdmsrl(0xc0011005, value);
 747                         if (value & BIT_64(54)) {
 748                                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_TOPOEXT);
 749                                 pr_info_once(FW_INFO "CPU: Re-enabling disabled Topology Extensions Support.\n");
 750                         }
 751                 }
 752         }
 753
 754         /*
 755          * The way access filter has a performance penalty on some workloads.
 756          * Disable it on the affected CPUs.
 757          */
 758         if ((c->x86_model >= 0x02) && (c->x86_model < 0x20)) {
 759                 if (!rdmsrl_safe(MSR_F15H_IC_CFG, &value) && !(value & 0x1E)) {
 760                         value |= 0x1E;
 761                         wrmsrl_safe(MSR_F15H_IC_CFG, value);
 762                 }
 763         }
 764 }
 765
 766 static void init_amd_zn(struct cpuinfo_x86 *c)
 767 {
 768         /*
 769          * Fix erratum 1076: CPB feature bit not being set in CPUID. It affects
 770          * all up to and including B1.
 771          */
 772         if (c->x86_model <= 1 && c->x86_mask <= 1)
 773                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_CPB);
 774 }
 775
 776 static void init_amd(struct cpuinfo_x86 *c)
 777 {
 778         early_init_amd(c);
 779
 780         /*
 781          * Bit 31 in normal CPUID used for nonstandard 3DNow ID;
 782          * 3DNow is IDd by bit 31 in extended CPUID (1*32+31) anyway
 783          */
 784         clear_cpu_cap(c, 0*32+31);
 785
 786         if (c->x86 >= 0x10)
 787                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_REP_GOOD);
 788
 789         /* get apicid instead of initial apic id from cpuid */
 790         c->apicid = hard_smp_processor_id();
 791
 792         /* K6s reports MCEs but don't actually have all the MSRs */
 793         if (c->x86 < 6)
 794                 clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_MCE);
 795
 796         switch (c->x86) {
 797         case 4:    init_amd_k5(c); break;
 798         case 5:    init_amd_k6(c); break;
 799         case 6:    init_amd_k7(c); break;
 800         case 0xf:  init_amd_k8(c); break;
 801         case 0x10: init_amd_gh(c); break;
 802         case 0x12: init_amd_ln(c); break;
 803         case 0x15: init_amd_bd(c); break;
 804         case 0x17: init_amd_zn(c); break;
 805         }
 806
 807         /*
 808          * Enable workaround for FXSAVE leak on CPUs
 809          * without a XSaveErPtr feature
 810          */
 811         if ((c->x86 >= 6) && (!cpu_has(c, X86_FEATURE_XSAVEERPTR)))
 812                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_FXSAVE_LEAK);
 813
 814         cpu_detect_cache_sizes(c);
 815
 816         /* Multi core CPU? */
 817         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
 818                 amd_detect_cmp(c);
 819                 srat_detect_node(c);
 820         }
 821
 822 #ifdef CONFIG_X86_32
 823         detect_ht(c);
 824 #endif
 825
 826         init_amd_cacheinfo(c);
 827
 828         if (c->x86 >= 0xf)
 829                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_K8);
 830
 831         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XMM2)) {
 832                 unsigned long long val;
 833                 int ret;
 834
 835                 /*
 836                  * A serializing LFENCE has less overhead than MFENCE, so
 837                  * use it for execution serialization.  On families which
 838                  * don't have that MSR, LFENCE is already serializing.
 839                  * msr_set_bit() uses the safe accessors, too, even if the MSR
 840                  * is not present.
 841                  */
 842                 msr_set_bit(MSR_F10H_DECFG,
 843                             MSR_F10H_DECFG_LFENCE_SERIALIZE_BIT);
 844
 845                 /*
 846                  * Verify that the MSR write was successful (could be running
 847                  * under a hypervisor) and only then assume that LFENCE is
 848                  * serializing.
 849                  */
 850                 ret = rdmsrl_safe(MSR_F10H_DECFG, &val);
 851                 if (!ret && (val & MSR_F10H_DECFG_LFENCE_SERIALIZE)) {
 852                         /* A serializing LFENCE stops RDTSC speculation */
 853                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_LFENCE_RDTSC);
 854                 } else {
 855                         /* MFENCE stops RDTSC speculation */
 856                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_MFENCE_RDTSC);
 857                 }
 858         }
 859
 860         /*
 861          * Family 0x12 and above processors have APIC timer
 862          * running in deep C states.
 863          */
 864         if (c->x86 > 0x11)
 865                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_ARAT);
 866
 867         /* 3DNow or LM implies PREFETCHW */
 868         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_3DNOWPREFETCH))
 869                 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_3DNOW) || cpu_has(c, X86_FEATURE_LM))
 870                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_3DNOWPREFETCH);
 871
 872         /* AMD CPUs don't reset SS attributes on SYSRET, Xen does. */
 873         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_XENPV))
 874                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_SYSRET_SS_ATTRS);
 875 }
 876
 877 #ifdef CONFIG_X86_32
 878 static unsigned int amd_size_cache(struct cpuinfo_x86 *c, unsigned int size)
 879 {
 880         /* AMD errata T13 (order #21922) */
 881         if ((c->x86 == 6)) {
 882                 /* Duron Rev A0 */
 883                 if (c->x86_model == 3 && c->x86_mask == 0)
 884                         size = 64;
 885                 /* Tbird rev A1/A2 */
 886                 if (c->x86_model == 4 &&
 887                         (c->x86_mask == 0 || c->x86_mask == 1))
 888                         size = 256;
 889         }
 890         return size;
 891 }
 892 #endif
 893
 894 static void cpu_detect_tlb_amd(struct cpuinfo_x86 *c)
 895 {
 896         u32 ebx, eax, ecx, edx;
 897         u16 mask = 0xfff;
 898
 899         if (c->x86 < 0xf)
 900                 return;
 901
 902         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000006)
 903                 return;
 904
 905         cpuid(0x80000006, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 906
 907         tlb_lld_4k[ENTRIES] = (ebx >> 16) & mask;
 908         tlb_lli_4k[ENTRIES] = ebx & mask;
 909
 910         /*
 911          * K8 doesn't have 2M/4M entries in the L2 TLB so read out the L1 TLB
 912          * characteristics from the CPUID function 0x80000005 instead.
 913          */
 914         if (c->x86 == 0xf) {
 915                 cpuid(0x80000005, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 916                 mask = 0xff;
 917         }
 918
 919         /* Handle DTLB 2M and 4M sizes, fall back to L1 if L2 is disabled */
 920         if (!((eax >> 16) & mask))
 921                 tlb_lld_2m[ENTRIES] = (cpuid_eax(0x80000005) >> 16) & 0xff;
 922         else
 923                 tlb_lld_2m[ENTRIES] = (eax >> 16) & mask;
 924
 925         /* a 4M entry uses two 2M entries */
 926         tlb_lld_4m[ENTRIES] = tlb_lld_2m[ENTRIES] >> 1;
 927
 928         /* Handle ITLB 2M and 4M sizes, fall back to L1 if L2 is disabled */
 929         if (!(eax & mask)) {
 930                 /* Erratum 658 */
 931                 if (c->x86 == 0x15 && c->x86_model <= 0x1f) {
 932                         tlb_lli_2m[ENTRIES] = 1024;
 933                 } else {
 934                         cpuid(0x80000005, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 935                         tlb_lli_2m[ENTRIES] = eax & 0xff;
 936                 }
 937         } else
 938                 tlb_lli_2m[ENTRIES] = eax & mask;
 939
 940         tlb_lli_4m[ENTRIES] = tlb_lli_2m[ENTRIES] >> 1;
 941 }
 942
 943 static const struct cpu_dev amd_cpu_dev = {
 944         .c_vendor       = "AMD",
 945         .c_ident        = { "AuthenticAMD" },
 946 #ifdef CONFIG_X86_32
 947         .legacy_models = {
 948                 { .family = 4, .model_names =
 949                   {
 950                           [3] = "486 DX/2",
 951                           [7] = "486 DX/2-WB",
 952                           [8] = "486 DX/4",
 953                           [9] = "486 DX/4-WB",
 954                           [14] = "Am5x86-WT",
 955                           [15] = "Am5x86-WB"
 956                   }
 957                 },
 958         },
 959         .legacy_cache_size = amd_size_cache,
 960 #endif
 961         .c_early_init   = early_init_amd,
 962         .c_detect_tlb   = cpu_detect_tlb_amd,
 963         .c_bsp_init     = bsp_init_amd,
 964         .c_init         = init_amd,
 965         .c_x86_vendor   = X86_VENDOR_AMD,
 966 };
 967
 968 cpu_dev_register(amd_cpu_dev);
 969
 970 /*
 971  * AMD errata checking
 972  *
 973  * Errata are defined as arrays of ints using the AMD_LEGACY_ERRATUM() or
 974  * AMD_OSVW_ERRATUM() macros. The latter is intended for newer errata that
 975  * have an OSVW id assigned, which it takes as first argument. Both take a
 976  * variable number of family-specific model-stepping ranges created by
 977  * AMD_MODEL_RANGE().
 978  *
 979  * Example:
 980  *
 981  * const int amd_erratum_319[] =
 982  *      AMD_LEGACY_ERRATUM(AMD_MODEL_RANGE(0x10, 0x2, 0x1, 0x4, 0x2),
 983  *                         AMD_MODEL_RANGE(0x10, 0x8, 0x0, 0x8, 0x0),
 984  *                         AMD_MODEL_RANGE(0x10, 0x9, 0x0, 0x9, 0x0));
 985  */
 986
 987 #define AMD_LEGACY_ERRATUM(...)         { -1, __VA_ARGS__, 0 }
 988 #define AMD_OSVW_ERRATUM(osvw_id, ...)  { osvw_id, __VA_ARGS__, 0 }
 989 #define AMD_MODEL_RANGE(f, m_start, s_start, m_end, s_end) \
 990         ((f << 24) | (m_start << 16) | (s_start << 12) | (m_end << 4) | (s_end))
 991 #define AMD_MODEL_RANGE_FAMILY(range)   (((range) >> 24) & 0xff)
 992 #define AMD_MODEL_RANGE_START(range)    (((range) >> 12) & 0xfff)
 993 #define AMD_MODEL_RANGE_END(range)      ((range) & 0xfff)
 994
 995 static const int amd_erratum_400[] =
 996         AMD_OSVW_ERRATUM(1, AMD_MODEL_RANGE(0xf, 0x41, 0x2, 0xff, 0xf),
 997                             AMD_MODEL_RANGE(0x10, 0x2, 0x1, 0xff, 0xf));
 998
 999 static const int amd_erratum_383[] =
1000         AMD_OSVW_ERRATUM(3, AMD_MODEL_RANGE(0x10, 0, 0, 0xff, 0xf));
1001
1002
1003 static bool cpu_has_amd_erratum(struct cpuinfo_x86 *cpu, const int *erratum)
1004 {
1005         int osvw_id = *erratum++;
1006         u32 range;
1007         u32 ms;
1008
1009         if (osvw_id >= 0 && osvw_id < 65536 &&
1010             cpu_has(cpu, X86_FEATURE_OSVW)) {
1011                 u64 osvw_len;
1012
1013                 rdmsrl(MSR_AMD64_OSVW_ID_LENGTH, osvw_len);
1014                 if (osvw_id < osvw_len) {
1015                         u64 osvw_bits;
1016
1017                         rdmsrl(MSR_AMD64_OSVW_STATUS + (osvw_id >> 6),
1018                             osvw_bits);
1019                         return osvw_bits & (1ULL << (osvw_id & 0x3f));
1020                 }
1021         }
1022
1023         /* OSVW unavailable or ID unknown, match family-model-stepping range */
1024         ms = (cpu->x86_model << 4) | cpu->x86_mask;
1025         while ((range = *erratum++))
1026                 if ((cpu->x86 == AMD_MODEL_RANGE_FAMILY(range)) &&
1027                     (ms >= AMD_MODEL_RANGE_START(range)) &&
1028                     (ms <= AMD_MODEL_RANGE_END(range)))
1029                         return true;
1030
1031         return false;
1032 }
1033
1034 void set_dr_addr_mask(unsigned long mask, int dr)
1035 {
1036         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_BPEXT))
1037                 return;
1038
1039         switch (dr) {
1040         case 0:
1041                 wrmsr(MSR_F16H_DR0_ADDR_MASK, mask, 0);
1042                 break;
1043         case 1:
1044         case 2:
1045         case 3:
1046                 wrmsr(MSR_F16H_DR1_ADDR_MASK - 1 + dr, mask, 0);
1047                 break;
1048         default:
1049                 break;
1050         }
1051 }