arch/x86/kernel/cpu/common.c

   1 #include <linux/bootmem.h>
   2 #include <linux/linkage.h>
   3 #include <linux/bitops.h>
   4 #include <linux/kernel.h>
   5 #include <linux/export.h>
   6 #include <linux/percpu.h>
   7 #include <linux/string.h>
   8 #include <linux/ctype.h>
   9 #include <linux/delay.h>
  10 #include <linux/sched/mm.h>
  11 #include <linux/sched/clock.h>
  12 #include <linux/sched/task.h>
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/kprobes.h>
  15 #include <linux/kgdb.h>
  16 #include <linux/smp.h>
  17 #include <linux/io.h>
  18 #include <linux/syscore_ops.h>
  19
  20 #include <asm/stackprotector.h>
  21 #include <asm/perf_event.h>
  22 #include <asm/mmu_context.h>
  23 #include <asm/archrandom.h>
  24 #include <asm/hypervisor.h>
  25 #include <asm/processor.h>
  26 #include <asm/tlbflush.h>
  27 #include <asm/debugreg.h>
  28 #include <asm/sections.h>
  29 #include <asm/vsyscall.h>
  30 #include <linux/topology.h>
  31 #include <linux/cpumask.h>
  32 #include <asm/pgtable.h>
  33 #include <linux/atomic.h>
  34 #include <asm/proto.h>
  35 #include <asm/setup.h>
  36 #include <asm/apic.h>
  37 #include <asm/desc.h>
  38 #include <asm/fpu/internal.h>
  39 #include <asm/mtrr.h>
  40 #include <asm/hwcap2.h>
  41 #include <linux/numa.h>
  42 #include <asm/asm.h>
  43 #include <asm/bugs.h>
  44 #include <asm/cpu.h>
  45 #include <asm/mce.h>
  46 #include <asm/msr.h>
  47 #include <asm/pat.h>
  48 #include <asm/microcode.h>
  49 #include <asm/microcode_intel.h>
  50
  51 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  52 #include <asm/uv/uv.h>
  53 #endif
  54
  55 #include "cpu.h"
  56
  57 u32 elf_hwcap2 __read_mostly;
  58
  59 /* all of these masks are initialized in setup_cpu_local_masks() */
  60 cpumask_var_t cpu_initialized_mask;
  61 cpumask_var_t cpu_callout_mask;
  62 cpumask_var_t cpu_callin_mask;
  63
  64 /* representing cpus for which sibling maps can be computed */
  65 cpumask_var_t cpu_sibling_setup_mask;
  66
  67 /* correctly size the local cpu masks */
  68 void __init setup_cpu_local_masks(void)
  69 {
  70         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_initialized_mask);
  71         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callin_mask);
  72         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callout_mask);
  73         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_sibling_setup_mask);
  74 }
  75
  76 static void default_init(struct cpuinfo_x86 *c)
  77 {
  78 #ifdef CONFIG_X86_64
  79         cpu_detect_cache_sizes(c);
  80 #else
  81         /* Not much we can do here... */
  82         /* Check if at least it has cpuid */
  83         if (c->cpuid_level == -1) {
  84                 /* No cpuid. It must be an ancient CPU */
  85                 if (c->x86 == 4)
  86                         strcpy(c->x86_model_id, "486");
  87                 else if (c->x86 == 3)
  88                         strcpy(c->x86_model_id, "386");
  89         }
  90 #endif
  91 }
  92
  93 static const struct cpu_dev default_cpu = {
  94         .c_init         = default_init,
  95         .c_vendor       = "Unknown",
  96         .c_x86_vendor   = X86_VENDOR_UNKNOWN,
  97 };
  98
  99 static const struct cpu_dev *this_cpu = &default_cpu;
 100
 101 DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(struct gdt_page, gdt_page) = { .gdt = {
 102 #ifdef CONFIG_X86_64
 103         /*
 104          * We need valid kernel segments for data and code in long mode too
 105          * IRET will check the segment types  kkeil 2000/10/28
 106          * Also sysret mandates a special GDT layout
 107          *
 108          * TLS descriptors are currently at a different place compared to i386.
 109          * Hopefully nobody expects them at a fixed place (Wine?)
 110          */
 111         [GDT_ENTRY_KERNEL32_CS]         = GDT_ENTRY_INIT(0xc09b, 0, 0xfffff),
 112         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xa09b, 0, 0xfffff),
 113         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc093, 0, 0xfffff),
 114         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER32_CS]   = GDT_ENTRY_INIT(0xc0fb, 0, 0xfffff),
 115         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0f3, 0, 0xfffff),
 116         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xa0fb, 0, 0xfffff),
 117 #else
 118         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc09a, 0, 0xfffff),
 119         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
 120         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0fa, 0, 0xfffff),
 121         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0f2, 0, 0xfffff),
 122         /*
 123          * Segments used for calling PnP BIOS have byte granularity.
 124          * They code segments and data segments have fixed 64k limits,
 125          * the transfer segment sizes are set at run time.
 126          */
 127         /* 32-bit code */
 128         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS32]        = GDT_ENTRY_INIT(0x409a, 0, 0xffff),
 129         /* 16-bit code */
 130         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS16]        = GDT_ENTRY_INIT(0x009a, 0, 0xffff),
 131         /* 16-bit data */
 132         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_DS]          = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0xffff),
 133         /* 16-bit data */
 134         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS1]         = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0),
 135         /* 16-bit data */
 136         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS2]         = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0),
 137         /*
 138          * The APM segments have byte granularity and their bases
 139          * are set at run time.  All have 64k limits.
 140          */
 141         /* 32-bit code */
 142         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE]        = GDT_ENTRY_INIT(0x409a, 0, 0xffff),
 143         /* 16-bit code */
 144         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+1]      = GDT_ENTRY_INIT(0x009a, 0, 0xffff),
 145         /* data */
 146         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+2]      = GDT_ENTRY_INIT(0x4092, 0, 0xffff),
 147
 148         [GDT_ENTRY_ESPFIX_SS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
 149         [GDT_ENTRY_PERCPU]              = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
 150         GDT_STACK_CANARY_INIT
 151 #endif
 152 } };
 153 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(gdt_page);
 154
 155 static int __init x86_mpx_setup(char *s)
 156 {
 157         /* require an exact match without trailing characters */
 158         if (strlen(s))
 159                 return 0;
 160
 161         /* do not emit a message if the feature is not present */
 162         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_MPX))
 163                 return 1;
 164
 165         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_MPX);
 166         pr_info("nompx: Intel Memory Protection Extensions (MPX) disabled\n");
 167         return 1;
 168 }
 169 __setup("nompx", x86_mpx_setup);
 170
 171 #ifdef CONFIG_X86_64
 172 static int __init x86_nopcid_setup(char *s)
 173 {
 174         /* nopcid doesn't accept parameters */
 175         if (s)
 176                 return -EINVAL;
 177
 178         /* do not emit a message if the feature is not present */
 179         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_PCID))
 180                 return 0;
 181
 182         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PCID);
 183         pr_info("nopcid: PCID feature disabled\n");
 184         return 0;
 185 }
 186 early_param("nopcid", x86_nopcid_setup);
 187 #endif
 188
 189 static int __init x86_noinvpcid_setup(char *s)
 190 {
 191         /* noinvpcid doesn't accept parameters */
 192         if (s)
 193                 return -EINVAL;
 194
 195         /* do not emit a message if the feature is not present */
 196         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_INVPCID))
 197                 return 0;
 198
 199         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_INVPCID);
 200         pr_info("noinvpcid: INVPCID feature disabled\n");
 201         return 0;
 202 }
 203 early_param("noinvpcid", x86_noinvpcid_setup);
 204
 205 #ifdef CONFIG_X86_32
 206 static int cachesize_override = -1;
 207 static int disable_x86_serial_nr = 1;
 208
 209 static int __init cachesize_setup(char *str)
 210 {
 211         get_option(&str, &cachesize_override);
 212         return 1;
 213 }
 214 __setup("cachesize=", cachesize_setup);
 215
 216 static int __init x86_sep_setup(char *s)
 217 {
 218         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEP);
 219         return 1;
 220 }
 221 __setup("nosep", x86_sep_setup);
 222
 223 /* Standard macro to see if a specific flag is changeable */
 224 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
 225 {
 226         u32 f1, f2;
 227
 228         /*
 229          * Cyrix and IDT cpus allow disabling of CPUID
 230          * so the code below may return different results
 231          * when it is executed before and after enabling
 232          * the CPUID. Add "volatile" to not allow gcc to
 233          * optimize the subsequent calls to this function.
 234          */
 235         asm volatile ("pushfl           \n\t"
 236                       "pushfl           \n\t"
 237                       "popl %0          \n\t"
 238                       "movl %0, %1      \n\t"
 239                       "xorl %2, %0      \n\t"
 240                       "pushl %0         \n\t"
 241                       "popfl            \n\t"
 242                       "pushfl           \n\t"
 243                       "popl %0          \n\t"
 244                       "popfl            \n\t"
 245
 246                       : "=&r" (f1), "=&r" (f2)
 247                       : "ir" (flag));
 248
 249         return ((f1^f2) & flag) != 0;
 250 }
 251
 252 /* Probe for the CPUID instruction */
 253 int have_cpuid_p(void)
 254 {
 255         return flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_ID);
 256 }
 257
 258 static void squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
 259 {
 260         unsigned long lo, hi;
 261
 262         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_PN) || !disable_x86_serial_nr)
 263                 return;
 264
 265         /* Disable processor serial number: */
 266
 267         rdmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
 268         lo |= 0x200000;
 269         wrmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
 270
 271         pr_notice("CPU serial number disabled.\n");
 272         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PN);
 273
 274         /* Disabling the serial number may affect the cpuid level */
 275         c->cpuid_level = cpuid_eax(0);
 276 }
 277
 278 static int __init x86_serial_nr_setup(char *s)
 279 {
 280         disable_x86_serial_nr = 0;
 281         return 1;
 282 }
 283 __setup("serialnumber", x86_serial_nr_setup);
 284 #else
 285 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
 286 {
 287         return 1;
 288 }
 289 static inline void squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
 290 {
 291 }
 292 #endif
 293
 294 static __init int setup_disable_smep(char *arg)
 295 {
 296         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SMEP);
 297         /* Check for things that depend on SMEP being enabled: */
 298         check_mpx_erratum(&boot_cpu_data);
 299         return 1;
 300 }
 301 __setup("nosmep", setup_disable_smep);
 302
 303 static __always_inline void setup_smep(struct cpuinfo_x86 *c)
 304 {
 305         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SMEP))
 306                 cr4_set_bits(X86_CR4_SMEP);
 307 }
 308
 309 static __init int setup_disable_smap(char *arg)
 310 {
 311         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SMAP);
 312         return 1;
 313 }
 314 __setup("nosmap", setup_disable_smap);
 315
 316 static __always_inline void setup_smap(struct cpuinfo_x86 *c)
 317 {
 318         unsigned long eflags = native_save_fl();
 319
 320         /* This should have been cleared long ago */
 321         BUG_ON(eflags & X86_EFLAGS_AC);
 322
 323         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SMAP)) {
 324 #ifdef CONFIG_X86_SMAP
 325                 cr4_set_bits(X86_CR4_SMAP);
 326 #else
 327                 cr4_clear_bits(X86_CR4_SMAP);
 328 #endif
 329         }
 330 }
 331
 332 static __always_inline void setup_umip(struct cpuinfo_x86 *c)
 333 {
 334         /* Check the boot processor, plus build option for UMIP. */
 335         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_UMIP))
 336                 goto out;
 337
 338         /* Check the current processor's cpuid bits. */
 339         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_UMIP))
 340                 goto out;
 341
 342         cr4_set_bits(X86_CR4_UMIP);
 343
 344         pr_info("x86/cpu: Activated the Intel User Mode Instruction Prevention (UMIP) CPU feature\n");
 345
 346         return;
 347
 348 out:
 349         /*
 350          * Make sure UMIP is disabled in case it was enabled in a
 351          * previous boot (e.g., via kexec).
 352          */
 353         cr4_clear_bits(X86_CR4_UMIP);
 354 }
 355
 356 /*
 357  * Protection Keys are not available in 32-bit mode.
 358  */
 359 static bool pku_disabled;
 360
 361 static __always_inline void setup_pku(struct cpuinfo_x86 *c)
 362 {
 363         /* check the boot processor, plus compile options for PKU: */
 364         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_PKU))
 365                 return;
 366         /* checks the actual processor's cpuid bits: */
 367         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_PKU))
 368                 return;
 369         if (pku_disabled)
 370                 return;
 371
 372         cr4_set_bits(X86_CR4_PKE);
 373         /*
 374          * Seting X86_CR4_PKE will cause the X86_FEATURE_OSPKE
 375          * cpuid bit to be set.  We need to ensure that we
 376          * update that bit in this CPU's "cpu_info".
 377          */
 378         get_cpu_cap(c);
 379 }
 380
 381 #ifdef CONFIG_X86_INTEL_MEMORY_PROTECTION_KEYS
 382 static __init int setup_disable_pku(char *arg)
 383 {
 384         /*
 385          * Do not clear the X86_FEATURE_PKU bit.  All of the
 386          * runtime checks are against OSPKE so clearing the
 387          * bit does nothing.
 388          *
 389          * This way, we will see "pku" in cpuinfo, but not
 390          * "ospke", which is exactly what we want.  It shows
 391          * that the CPU has PKU, but the OS has not enabled it.
 392          * This happens to be exactly how a system would look
 393          * if we disabled the config option.
 394          */
 395         pr_info("x86: 'nopku' specified, disabling Memory Protection Keys\n");
 396         pku_disabled = true;
 397         return 1;
 398 }
 399 __setup("nopku", setup_disable_pku);
 400 #endif /* CONFIG_X86_64 */
 401
 402 /*
 403  * Some CPU features depend on higher CPUID levels, which may not always
 404  * be available due to CPUID level capping or broken virtualization
 405  * software.  Add those features to this table to auto-disable them.
 406  */
 407 struct cpuid_dependent_feature {
 408         u32 feature;
 409         u32 level;
 410 };
 411
 412 static const struct cpuid_dependent_feature
 413 cpuid_dependent_features[] = {
 414         { X86_FEATURE_MWAIT,            0x00000005 },
 415         { X86_FEATURE_DCA,              0x00000009 },
 416         { X86_FEATURE_XSAVE,            0x0000000d },
 417         { 0, 0 }
 418 };
 419
 420 static void filter_cpuid_features(struct cpuinfo_x86 *c, bool warn)
 421 {
 422         const struct cpuid_dependent_feature *df;
 423
 424         for (df = cpuid_dependent_features; df->feature; df++) {
 425
 426                 if (!cpu_has(c, df->feature))
 427                         continue;
 428                 /*
 429                  * Note: cpuid_level is set to -1 if unavailable, but
 430                  * extended_extended_level is set to 0 if unavailable
 431                  * and the legitimate extended levels are all negative
 432                  * when signed; hence the weird messing around with
 433                  * signs here...
 434                  */
 435                 if (!((s32)df->level < 0 ?
 436                      (u32)df->level > (u32)c->extended_cpuid_level :
 437                      (s32)df->level > (s32)c->cpuid_level))
 438                         continue;
 439
 440                 clear_cpu_cap(c, df->feature);
 441                 if (!warn)
 442                         continue;
 443
 444                 pr_warn("CPU: CPU feature " X86_CAP_FMT " disabled, no CPUID level 0x%x\n",
 445                         x86_cap_flag(df->feature), df->level);
 446         }
 447 }
 448
 449 /*
 450  * Naming convention should be: <Name> [(<Codename>)]
 451  * This table only is used unless init_<vendor>() below doesn't set it;
 452  * in particular, if CPUID levels 0x80000002..4 are supported, this
 453  * isn't used
 454  */
 455
 456 /* Look up CPU names by table lookup. */
 457 static const char *table_lookup_model(struct cpuinfo_x86 *c)
 458 {
 459 #ifdef CONFIG_X86_32
 460         const struct legacy_cpu_model_info *info;
 461
 462         if (c->x86_model >= 16)
 463                 return NULL;    /* Range check */
 464
 465         if (!this_cpu)
 466                 return NULL;
 467
 468         info = this_cpu->legacy_models;
 469
 470         while (info->family) {
 471                 if (info->family == c->x86)
 472                         return info->model_names[c->x86_model];
 473                 info++;
 474         }
 475 #endif
 476         return NULL;            /* Not found */
 477 }
 478
 479 __u32 cpu_caps_cleared[NCAPINTS + NBUGINTS];
 480 __u32 cpu_caps_set[NCAPINTS + NBUGINTS];
 481
 482 void load_percpu_segment(int cpu)
 483 {
 484 #ifdef CONFIG_X86_32
 485         loadsegment(fs, __KERNEL_PERCPU);
 486 #else
 487         __loadsegment_simple(gs, 0);
 488         wrmsrl(MSR_GS_BASE, (unsigned long)per_cpu(irq_stack_union.gs_base, cpu));
 489 #endif
 490         load_stack_canary_segment();
 491 }
 492
 493 #ifdef CONFIG_X86_32
 494 /* The 32-bit entry code needs to find cpu_entry_area. */
 495 DEFINE_PER_CPU(struct cpu_entry_area *, cpu_entry_area);
 496 #endif
 497
 498 #ifdef CONFIG_X86_64
 499 /*
 500  * Special IST stacks which the CPU switches to when it calls
 501  * an IST-marked descriptor entry. Up to 7 stacks (hardware
 502  * limit), all of them are 4K, except the debug stack which
 503  * is 8K.
 504  */
 505 static const unsigned int exception_stack_sizes[N_EXCEPTION_STACKS] = {
 506           [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1]        = EXCEPTION_STKSZ,
 507           [DEBUG_STACK - 1]                     = DEBUG_STKSZ
 508 };
 509 #endif
 510
 511 /* Load the original GDT from the per-cpu structure */
 512 void load_direct_gdt(int cpu)
 513 {
 514         struct desc_ptr gdt_descr;
 515
 516         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_rw(cpu);
 517         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
 518         load_gdt(&gdt_descr);
 519 }
 520 EXPORT_SYMBOL_GPL(load_direct_gdt);
 521
 522 /* Load a fixmap remapping of the per-cpu GDT */
 523 void load_fixmap_gdt(int cpu)
 524 {
 525         struct desc_ptr gdt_descr;
 526
 527         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_ro(cpu);
 528         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
 529         load_gdt(&gdt_descr);
 530 }
 531 EXPORT_SYMBOL_GPL(load_fixmap_gdt);
 532
 533 /*
 534  * Current gdt points %fs at the "master" per-cpu area: after this,
 535  * it's on the real one.
 536  */
 537 void switch_to_new_gdt(int cpu)
 538 {
 539         /* Load the original GDT */
 540         load_direct_gdt(cpu);
 541         /* Reload the per-cpu base */
 542         load_percpu_segment(cpu);
 543 }
 544
 545 static const struct cpu_dev *cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
 546
 547 static void get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
 548 {
 549         unsigned int *v;
 550         char *p, *q, *s;
 551
 552         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000004)
 553                 return;
 554
 555         v = (unsigned int *)c->x86_model_id;
 556         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
 557         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
 558         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
 559         c->x86_model_id[48] = 0;
 560
 561         /* Trim whitespace */
 562         p = q = s = &c->x86_model_id[0];
 563
 564         while (*p == ' ')
 565                 p++;
 566
 567         while (*p) {
 568                 /* Note the last non-whitespace index */
 569                 if (!isspace(*p))
 570                         s = q;
 571
 572                 *q++ = *p++;
 573         }
 574
 575         *(s + 1) = '\0';
 576 }
 577
 578 void cpu_detect_cache_sizes(struct cpuinfo_x86 *c)
 579 {
 580         unsigned int n, dummy, ebx, ecx, edx, l2size;
 581
 582         n = c->extended_cpuid_level;
 583
 584         if (n >= 0x80000005) {
 585                 cpuid(0x80000005, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
 586                 c->x86_cache_size = (ecx>>24) + (edx>>24);
 587 #ifdef CONFIG_X86_64
 588                 /* On K8 L1 TLB is inclusive, so don't count it */
 589                 c->x86_tlbsize = 0;
 590 #endif
 591         }
 592
 593         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
 594                 return;
 595
 596         cpuid(0x80000006, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
 597         l2size = ecx >> 16;
 598
 599 #ifdef CONFIG_X86_64
 600         c->x86_tlbsize += ((ebx >> 16) & 0xfff) + (ebx & 0xfff);
 601 #else
 602         /* do processor-specific cache resizing */
 603         if (this_cpu->legacy_cache_size)
 604                 l2size = this_cpu->legacy_cache_size(c, l2size);
 605
 606         /* Allow user to override all this if necessary. */
 607         if (cachesize_override != -1)
 608                 l2size = cachesize_override;
 609
 610         if (l2size == 0)
 611                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
 612 #endif
 613
 614         c->x86_cache_size = l2size;
 615 }
 616
 617 u16 __read_mostly tlb_lli_4k[NR_INFO];
 618 u16 __read_mostly tlb_lli_2m[NR_INFO];
 619 u16 __read_mostly tlb_lli_4m[NR_INFO];
 620 u16 __read_mostly tlb_lld_4k[NR_INFO];
 621 u16 __read_mostly tlb_lld_2m[NR_INFO];
 622 u16 __read_mostly tlb_lld_4m[NR_INFO];
 623 u16 __read_mostly tlb_lld_1g[NR_INFO];
 624
 625 static void cpu_detect_tlb(struct cpuinfo_x86 *c)
 626 {
 627         if (this_cpu->c_detect_tlb)
 628                 this_cpu->c_detect_tlb(c);
 629
 630         pr_info("Last level iTLB entries: 4KB %d, 2MB %d, 4MB %d\n",
 631                 tlb_lli_4k[ENTRIES], tlb_lli_2m[ENTRIES],
 632                 tlb_lli_4m[ENTRIES]);
 633
 634         pr_info("Last level dTLB entries: 4KB %d, 2MB %d, 4MB %d, 1GB %d\n",
 635                 tlb_lld_4k[ENTRIES], tlb_lld_2m[ENTRIES],
 636                 tlb_lld_4m[ENTRIES], tlb_lld_1g[ENTRIES]);
 637 }
 638
 639 void detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
 640 {
 641 #ifdef CONFIG_SMP
 642         u32 eax, ebx, ecx, edx;
 643         int index_msb, core_bits;
 644         static bool printed;
 645
 646         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT))
 647                 return;
 648
 649         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
 650                 goto out;
 651
 652         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XTOPOLOGY))
 653                 return;
 654
 655         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 656
 657         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
 658
 659         if (smp_num_siblings == 1) {
 660                 pr_info_once("CPU0: Hyper-Threading is disabled\n");
 661                 goto out;
 662         }
 663
 664         if (smp_num_siblings <= 1)
 665                 goto out;
 666
 667         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
 668         c->phys_proc_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb);
 669
 670         smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
 671
 672         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
 673
 674         core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
 675
 676         c->cpu_core_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb) &
 677                                        ((1 << core_bits) - 1);
 678
 679 out:
 680         if (!printed && (c->x86_max_cores * smp_num_siblings) > 1) {
 681                 pr_info("CPU: Physical Processor ID: %d\n",
 682                         c->phys_proc_id);
 683                 pr_info("CPU: Processor Core ID: %d\n",
 684                         c->cpu_core_id);
 685                 printed = 1;
 686         }
 687 #endif
 688 }
 689
 690 static void get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c)
 691 {
 692         char *v = c->x86_vendor_id;
 693         int i;
 694
 695         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
 696                 if (!cpu_devs[i])
 697                         break;
 698
 699                 if (!strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
 700                     (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
 701                      !strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
 702
 703                         this_cpu = cpu_devs[i];
 704                         c->x86_vendor = this_cpu->c_x86_vendor;
 705                         return;
 706                 }
 707         }
 708
 709         pr_err_once("CPU: vendor_id '%s' unknown, using generic init.\n" \
 710                     "CPU: Your system may be unstable.\n", v);
 711
 712         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 713         this_cpu = &default_cpu;
 714 }
 715
 716 void cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c)
 717 {
 718         /* Get vendor name */
 719         cpuid(0x00000000, (unsigned int *)&c->cpuid_level,
 720               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[0],
 721               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[8],
 722               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[4]);
 723
 724         c->x86 = 4;
 725         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 726         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 727                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
 728
 729                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
 730                 c->x86          = x86_family(tfms);
 731                 c->x86_model    = x86_model(tfms);
 732                 c->x86_mask     = x86_stepping(tfms);
 733
 734                 if (cap0 & (1<<19)) {
 735                         c->x86_clflush_size = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
 736                         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 737                 }
 738         }
 739 }
 740
 741 static void apply_forced_caps(struct cpuinfo_x86 *c)
 742 {
 743         int i;
 744
 745         for (i = 0; i < NCAPINTS + NBUGINTS; i++) {
 746                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
 747                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
 748         }
 749 }
 750
 751 void get_cpu_cap(struct cpuinfo_x86 *c)
 752 {
 753         u32 eax, ebx, ecx, edx;
 754
 755         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 756         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 757                 cpuid(0x00000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 758
 759                 c->x86_capability[CPUID_1_ECX] = ecx;
 760                 c->x86_capability[CPUID_1_EDX] = edx;
 761         }
 762
 763         /* Thermal and Power Management Leaf: level 0x00000006 (eax) */
 764         if (c->cpuid_level >= 0x00000006)
 765                 c->x86_capability[CPUID_6_EAX] = cpuid_eax(0x00000006);
 766
 767         /* Additional Intel-defined flags: level 0x00000007 */
 768         if (c->cpuid_level >= 0x00000007) {
 769                 cpuid_count(0x00000007, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 770                 c->x86_capability[CPUID_7_0_EBX] = ebx;
 771                 c->x86_capability[CPUID_7_ECX] = ecx;
 772         }
 773
 774         /* Extended state features: level 0x0000000d */
 775         if (c->cpuid_level >= 0x0000000d) {
 776                 cpuid_count(0x0000000d, 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 777
 778                 c->x86_capability[CPUID_D_1_EAX] = eax;
 779         }
 780
 781         /* Additional Intel-defined flags: level 0x0000000F */
 782         if (c->cpuid_level >= 0x0000000F) {
 783
 784                 /* QoS sub-leaf, EAX=0Fh, ECX=0 */
 785                 cpuid_count(0x0000000F, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 786                 c->x86_capability[CPUID_F_0_EDX] = edx;
 787
 788                 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_LLC)) {
 789                         /* will be overridden if occupancy monitoring exists */
 790                         c->x86_cache_max_rmid = ebx;
 791
 792                         /* QoS sub-leaf, EAX=0Fh, ECX=1 */
 793                         cpuid_count(0x0000000F, 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 794                         c->x86_capability[CPUID_F_1_EDX] = edx;
 795
 796                         if ((cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_OCCUP_LLC)) ||
 797                               ((cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_MBM_TOTAL)) ||
 798                                (cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_MBM_LOCAL)))) {
 799                                 c->x86_cache_max_rmid = ecx;
 800                                 c->x86_cache_occ_scale = ebx;
 801                         }
 802                 } else {
 803                         c->x86_cache_max_rmid = -1;
 804                         c->x86_cache_occ_scale = -1;
 805                 }
 806         }
 807
 808         /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
 809         eax = cpuid_eax(0x80000000);
 810         c->extended_cpuid_level = eax;
 811
 812         if ((eax & 0xffff0000) == 0x80000000) {
 813                 if (eax >= 0x80000001) {
 814                         cpuid(0x80000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 815
 816                         c->x86_capability[CPUID_8000_0001_ECX] = ecx;
 817                         c->x86_capability[CPUID_8000_0001_EDX] = edx;
 818                 }
 819         }
 820
 821         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000007) {
 822                 cpuid(0x80000007, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 823
 824                 c->x86_capability[CPUID_8000_0007_EBX] = ebx;
 825                 c->x86_power = edx;
 826         }
 827
 828         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
 829                 cpuid(0x80000008, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 830
 831                 c->x86_virt_bits = (eax >> 8) & 0xff;
 832                 c->x86_phys_bits = eax & 0xff;
 833                 c->x86_capability[CPUID_8000_0008_EBX] = ebx;
 834         }
 835 #ifdef CONFIG_X86_32
 836         else if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PAE) || cpu_has(c, X86_FEATURE_PSE36))
 837                 c->x86_phys_bits = 36;
 838 #endif
 839
 840         if (c->extended_cpuid_level >= 0x8000000a)
 841                 c->x86_capability[CPUID_8000_000A_EDX] = cpuid_edx(0x8000000a);
 842
 843         init_scattered_cpuid_features(c);
 844
 845         /*
 846          * Clear/Set all flags overridden by options, after probe.
 847          * This needs to happen each time we re-probe, which may happen
 848          * several times during CPU initialization.
 849          */
 850         apply_forced_caps(c);
 851 }
 852
 853 static void identify_cpu_without_cpuid(struct cpuinfo_x86 *c)
 854 {
 855 #ifdef CONFIG_X86_32
 856         int i;
 857
 858         /*
 859          * First of all, decide if this is a 486 or higher
 860          * It's a 486 if we can modify the AC flag
 861          */
 862         if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC))
 863                 c->x86 = 4;
 864         else
 865                 c->x86 = 3;
 866
 867         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++)
 868                 if (cpu_devs[i] && cpu_devs[i]->c_identify) {
 869                         c->x86_vendor_id[0] = 0;
 870                         cpu_devs[i]->c_identify(c);
 871                         if (c->x86_vendor_id[0]) {
 872                                 get_cpu_vendor(c);
 873                                 break;
 874                         }
 875                 }
 876 #endif
 877 }
 878
 879 /*
 880  * Do minimum CPU detection early.
 881  * Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask,
 882  * cache alignment.
 883  * The others are not touched to avoid unwanted side effects.
 884  *
 885  * WARNING: this function is only called on the boot CPU.  Don't add code
 886  * here that is supposed to run on all CPUs.
 887  */
 888 static void __init early_identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 889 {
 890 #ifdef CONFIG_X86_64
 891         c->x86_clflush_size = 64;
 892         c->x86_phys_bits = 36;
 893         c->x86_virt_bits = 48;
 894 #else
 895         c->x86_clflush_size = 32;
 896         c->x86_phys_bits = 32;
 897         c->x86_virt_bits = 32;
 898 #endif
 899         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 900
 901         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
 902         c->extended_cpuid_level = 0;
 903
 904         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
 905         if (have_cpuid_p()) {
 906                 cpu_detect(c);
 907                 get_cpu_vendor(c);
 908                 get_cpu_cap(c);
 909                 setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_CPUID);
 910
 911                 if (this_cpu->c_early_init)
 912                         this_cpu->c_early_init(c);
 913
 914                 c->cpu_index = 0;
 915                 filter_cpuid_features(c, false);
 916
 917                 if (this_cpu->c_bsp_init)
 918                         this_cpu->c_bsp_init(c);
 919         } else {
 920                 identify_cpu_without_cpuid(c);
 921                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CPUID);
 922         }
 923
 924         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ALWAYS);
 925
 926         if (c->x86_vendor != X86_VENDOR_AMD)
 927                 setup_force_cpu_bug(X86_BUG_CPU_MELTDOWN);
 928
 929         setup_force_cpu_bug(X86_BUG_SPECTRE_V1);
 930         setup_force_cpu_bug(X86_BUG_SPECTRE_V2);
 931
 932         fpu__init_system(c);
 933
 934 #ifdef CONFIG_X86_32
 935         /*
 936          * Regardless of whether PCID is enumerated, the SDM says
 937          * that it can't be enabled in 32-bit mode.
 938          */
 939         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PCID);
 940 #endif
 941 }
 942
 943 void __init early_cpu_init(void)
 944 {
 945         const struct cpu_dev *const *cdev;
 946         int count = 0;
 947
 948 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
 949         pr_info("KERNEL supported cpus:\n");
 950 #endif
 951
 952         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
 953                 const struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
 954
 955                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
 956                         break;
 957                 cpu_devs[count] = cpudev;
 958                 count++;
 959
 960 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
 961                 {
 962                         unsigned int j;
 963
 964                         for (j = 0; j < 2; j++) {
 965                                 if (!cpudev->c_ident[j])
 966                                         continue;
 967                                 pr_info("  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
 968                                         cpudev->c_ident[j]);
 969                         }
 970                 }
 971 #endif
 972         }
 973         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
 974 }
 975
 976 /*
 977  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs of family >= 6;
 978  * unfortunately, that's not true in practice because of early VIA
 979  * chips and (more importantly) broken virtualizers that are not easy
 980  * to detect. In the latter case it doesn't even *fail* reliably, so
 981  * probing for it doesn't even work. Disable it completely on 32-bit
 982  * unless we can find a reliable way to detect all the broken cases.
 983  * Enable it explicitly on 64-bit for non-constant inputs of cpu_has().
 984  */
 985 static void detect_nopl(struct cpuinfo_x86 *c)
 986 {
 987 #ifdef CONFIG_X86_32
 988         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
 989 #else
 990         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
 991 #endif
 992 }
 993
 994 static void detect_null_seg_behavior(struct cpuinfo_x86 *c)
 995 {
 996 #ifdef CONFIG_X86_64
 997         /*
 998          * Empirically, writing zero to a segment selector on AMD does
 999          * not clear the base, whereas writing zero to a segment
1000          * selector on Intel does clear the base.  Intel's behavior
1001          * allows slightly faster context switches in the common case
1002          * where GS is unused by the prev and next threads.
1003          *
1004          * Since neither vendor documents this anywhere that I can see,
1005          * detect it directly instead of hardcoding the choice by
1006          * vendor.
1007          *
1008          * I've designated AMD's behavior as the "bug" because it's
1009          * counterintuitive and less friendly.
1010          */
1011
1012         unsigned long old_base, tmp;
1013         rdmsrl(MSR_FS_BASE, old_base);
1014         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 1);
1015         loadsegment(fs, 0);
1016         rdmsrl(MSR_FS_BASE, tmp);
1017         if (tmp != 0)
1018                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_NULL_SEG);
1019         wrmsrl(MSR_FS_BASE, old_base);
1020 #endif
1021 }
1022
1023 static void generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
1024 {
1025         c->extended_cpuid_level = 0;
1026
1027         if (!have_cpuid_p())
1028                 identify_cpu_without_cpuid(c);
1029
1030         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
1031         if (!have_cpuid_p())
1032                 return;
1033
1034         cpu_detect(c);
1035
1036         get_cpu_vendor(c);
1037
1038         get_cpu_cap(c);
1039
1040         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
1041                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
1042 #ifdef CONFIG_X86_32
1043 # ifdef CONFIG_SMP
1044                 c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
1045 # else
1046                 c->apicid = c->initial_apicid;
1047 # endif
1048 #endif
1049                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
1050         }
1051
1052         get_model_name(c); /* Default name */
1053
1054         detect_nopl(c);
1055
1056         detect_null_seg_behavior(c);
1057
1058         /*
1059          * ESPFIX is a strange bug.  All real CPUs have it.  Paravirt
1060          * systems that run Linux at CPL > 0 may or may not have the
1061          * issue, but, even if they have the issue, there's absolutely
1062          * nothing we can do about it because we can't use the real IRET
1063          * instruction.
1064          *
1065          * NB: For the time being, only 32-bit kernels support
1066          * X86_BUG_ESPFIX as such.  64-bit kernels directly choose
1067          * whether to apply espfix using paravirt hooks.  If any
1068          * non-paravirt system ever shows up that does *not* have the
1069          * ESPFIX issue, we can change this.
1070          */
1071 #ifdef CONFIG_X86_32
1072 # ifdef CONFIG_PARAVIRT
1073         do {
1074                 extern void native_iret(void);
1075                 if (pv_cpu_ops.iret == native_iret)
1076                         set_cpu_bug(c, X86_BUG_ESPFIX);
1077         } while (0);
1078 # else
1079         set_cpu_bug(c, X86_BUG_ESPFIX);
1080 # endif
1081 #endif
1082 }
1083
1084 static void x86_init_cache_qos(struct cpuinfo_x86 *c)
1085 {
1086         /*
1087          * The heavy lifting of max_rmid and cache_occ_scale are handled
1088          * in get_cpu_cap().  Here we just set the max_rmid for the boot_cpu
1089          * in case CQM bits really aren't there in this CPU.
1090          */
1091         if (c != &boot_cpu_data) {
1092                 boot_cpu_data.x86_cache_max_rmid =
1093                         min(boot_cpu_data.x86_cache_max_rmid,
1094                             c->x86_cache_max_rmid);
1095         }
1096 }
1097
1098 /*
1099  * Validate that ACPI/mptables have the same information about the
1100  * effective APIC id and update the package map.
1101  */
1102 static void validate_apic_and_package_id(struct cpuinfo_x86 *c)
1103 {
1104 #ifdef CONFIG_SMP
1105         unsigned int apicid, cpu = smp_processor_id();
1106
1107         apicid = apic->cpu_present_to_apicid(cpu);
1108
1109         if (apicid != c->apicid) {
1110                 pr_err(FW_BUG "CPU%u: APIC id mismatch. Firmware: %x APIC: %x\n",
1111                        cpu, apicid, c->initial_apicid);
1112         }
1113         BUG_ON(topology_update_package_map(c->phys_proc_id, cpu));
1114 #else
1115         c->logical_proc_id = 0;
1116 #endif
1117 }
1118
1119 /*
1120  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
1121  */
1122 static void identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
1123 {
1124         int i;
1125
1126         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
1127         c->x86_cache_size = -1;
1128         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
1129         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
1130         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
1131         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
1132         c->x86_max_cores = 1;
1133         c->x86_coreid_bits = 0;
1134         c->cu_id = 0xff;
1135 #ifdef CONFIG_X86_64
1136         c->x86_clflush_size = 64;
1137         c->x86_phys_bits = 36;
1138         c->x86_virt_bits = 48;
1139 #else
1140         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
1141         c->x86_clflush_size = 32;
1142         c->x86_phys_bits = 32;
1143         c->x86_virt_bits = 32;
1144 #endif
1145         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
1146         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
1147
1148         generic_identify(c);
1149
1150         if (this_cpu->c_identify)
1151                 this_cpu->c_identify(c);
1152
1153         /* Clear/Set all flags overridden by options, after probe */
1154         apply_forced_caps(c);
1155
1156 #ifdef CONFIG_X86_64
1157         c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
1158 #endif
1159
1160         /*
1161          * Vendor-specific initialization.  In this section we
1162          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
1163          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
1164          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
1165          * we handle them here.
1166          *
1167          * At the end of this section, c->x86_capability better
1168          * indicate the features this CPU genuinely supports!
1169          */
1170         if (this_cpu->c_init)
1171                 this_cpu->c_init(c);
1172
1173         /* Disable the PN if appropriate */
1174         squash_the_stupid_serial_number(c);
1175
1176         /* Set up SMEP/SMAP/UMIP */
1177         setup_smep(c);
1178         setup_smap(c);
1179         setup_umip(c);
1180
1181         /*
1182          * The vendor-specific functions might have changed features.
1183          * Now we do "generic changes."
1184          */
1185
1186         /* Filter out anything that depends on CPUID levels we don't have */
1187         filter_cpuid_features(c, true);
1188
1189         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
1190         if (!c->x86_model_id[0]) {
1191                 const char *p;
1192                 p = table_lookup_model(c);
1193                 if (p)
1194                         strcpy(c->x86_model_id, p);
1195                 else
1196                         /* Last resort... */
1197                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
1198                                 c->x86, c->x86_model);
1199         }
1200
1201 #ifdef CONFIG_X86_64
1202         detect_ht(c);
1203 #endif
1204
1205         x86_init_rdrand(c);
1206         x86_init_cache_qos(c);
1207         setup_pku(c);
1208
1209         /*
1210          * Clear/Set all flags overridden by options, need do it
1211          * before following smp all cpus cap AND.
1212          */
1213         apply_forced_caps(c);
1214
1215         /*
1216          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
1217          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
1218          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
1219          * executed, c == &boot_cpu_data.
1220          */
1221         if (c != &boot_cpu_data) {
1222                 /* AND the already accumulated flags with these */
1223                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
1224                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
1225
1226                 /* OR, i.e. replicate the bug flags */
1227                 for (i = NCAPINTS; i < NCAPINTS + NBUGINTS; i++)
1228                         c->x86_capability[i] |= boot_cpu_data.x86_capability[i];
1229         }
1230
1231         /* Init Machine Check Exception if available. */
1232         mcheck_cpu_init(c);
1233
1234         select_idle_routine(c);
1235
1236 #ifdef CONFIG_NUMA
1237         numa_add_cpu(smp_processor_id());
1238 #endif
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Set up the CPU state needed to execute SYSENTER/SYSEXIT instructions
1243  * on 32-bit kernels:
1244  */
1245 #ifdef CONFIG_X86_32
1246 void enable_sep_cpu(void)
1247 {
1248         struct tss_struct *tss;
1249         int cpu;
1250
1251         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_SEP))
1252                 return;
1253
1254         cpu = get_cpu();
1255         tss = &per_cpu(cpu_tss_rw, cpu);
1256
1257         /*
1258          * We cache MSR_IA32_SYSENTER_CS's value in the TSS's ss1 field --
1259          * see the big comment in struct x86_hw_tss's definition.
1260          */
1261
1262         tss->x86_tss.ss1 = __KERNEL_CS;
1263         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, tss->x86_tss.ss1, 0);
1264         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, (unsigned long)(cpu_entry_stack(cpu) + 1), 0);
1265         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (unsigned long)entry_SYSENTER_32, 0);
1266
1267         put_cpu();
1268 }
1269 #endif
1270
1271 void __init identify_boot_cpu(void)
1272 {
1273         identify_cpu(&boot_cpu_data);
1274 #ifdef CONFIG_X86_32
1275         sysenter_setup();
1276         enable_sep_cpu();
1277 #endif
1278         cpu_detect_tlb(&boot_cpu_data);
1279 }
1280
1281 void identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
1282 {
1283         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
1284         identify_cpu(c);
1285 #ifdef CONFIG_X86_32
1286         enable_sep_cpu();
1287 #endif
1288         mtrr_ap_init();
1289         validate_apic_and_package_id(c);
1290 }
1291
1292 static __init int setup_noclflush(char *arg)
1293 {
1294         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLUSH);
1295         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLUSHOPT);
1296         return 1;
1297 }
1298 __setup("noclflush", setup_noclflush);
1299
1300 void print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
1301 {
1302         const char *vendor = NULL;
1303
1304         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM) {
1305                 vendor = this_cpu->c_vendor;
1306         } else {
1307                 if (c->cpuid_level >= 0)
1308                         vendor = c->x86_vendor_id;
1309         }
1310
1311         if (vendor && !strstr(c->x86_model_id, vendor))
1312                 pr_cont("%s ", vendor);
1313
1314         if (c->x86_model_id[0])
1315                 pr_cont("%s", c->x86_model_id);
1316         else
1317                 pr_cont("%d86", c->x86);
1318
1319         pr_cont(" (family: 0x%x, model: 0x%x", c->x86, c->x86_model);
1320
1321         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
1322                 pr_cont(", stepping: 0x%x)\n", c->x86_mask);
1323         else
1324                 pr_cont(")\n");
1325 }
1326
1327 /*
1328  * clearcpuid= was already parsed in fpu__init_parse_early_param.
1329  * But we need to keep a dummy __setup around otherwise it would
1330  * show up as an environment variable for init.
1331  */
1332 static __init int setup_clearcpuid(char *arg)
1333 {
1334         return 1;
1335 }
1336 __setup("clearcpuid=", setup_clearcpuid);
1337
1338 #ifdef CONFIG_X86_64
1339 DEFINE_PER_CPU_FIRST(union irq_stack_union,
1340                      irq_stack_union) __aligned(PAGE_SIZE) __visible;
1341
1342 /*
1343  * The following percpu variables are hot.  Align current_task to
1344  * cacheline size such that they fall in the same cacheline.
1345  */
1346 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) ____cacheline_aligned =
1347         &init_task;
1348 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1349
1350 DEFINE_PER_CPU(char *, irq_stack_ptr) =
1351         init_per_cpu_var(irq_stack_union.irq_stack) + IRQ_STACK_SIZE;
1352
1353 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, irq_count) __visible = -1;
1354
1355 DEFINE_PER_CPU(int, __preempt_count) = INIT_PREEMPT_COUNT;
1356 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(__preempt_count);
1357
1358 /* May not be marked __init: used by software suspend */
1359 void syscall_init(void)
1360 {
1361         extern char _entry_trampoline[];
1362         extern char entry_SYSCALL_64_trampoline[];
1363
1364         int cpu = smp_processor_id();
1365         unsigned long SYSCALL64_entry_trampoline =
1366                 (unsigned long)get_cpu_entry_area(cpu)->entry_trampoline +
1367                 (entry_SYSCALL_64_trampoline - _entry_trampoline);
1368
1369         wrmsr(MSR_STAR, 0, (__USER32_CS << 16) | __KERNEL_CS);
1370         if (static_cpu_has(X86_FEATURE_PTI))
1371                 wrmsrl(MSR_LSTAR, SYSCALL64_entry_trampoline);
1372         else
1373                 wrmsrl(MSR_LSTAR, (unsigned long)entry_SYSCALL_64);
1374
1375 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
1376         wrmsrl(MSR_CSTAR, (unsigned long)entry_SYSCALL_compat);
1377         /*
1378          * This only works on Intel CPUs.
1379          * On AMD CPUs these MSRs are 32-bit, CPU truncates MSR_IA32_SYSENTER_EIP.
1380          * This does not cause SYSENTER to jump to the wrong location, because
1381          * AMD doesn't allow SYSENTER in long mode (either 32- or 64-bit).
1382          */
1383         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_CS, (u64)__KERNEL_CS);
1384         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, (unsigned long)(cpu_entry_stack(cpu) + 1));
1385         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (u64)entry_SYSENTER_compat);
1386 #else
1387         wrmsrl(MSR_CSTAR, (unsigned long)ignore_sysret);
1388         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_CS, (u64)GDT_ENTRY_INVALID_SEG);
1389         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, 0ULL);
1390         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, 0ULL);
1391 #endif
1392
1393         /* Flags to clear on syscall */
1394         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
1395                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|
1396                X86_EFLAGS_IOPL|X86_EFLAGS_AC|X86_EFLAGS_NT);
1397 }
1398
1399 /*
1400  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
1401  * debugging, no special alignment required.
1402  */
1403 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
1404
1405 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, debug_stack_addr);
1406 DEFINE_PER_CPU(int, debug_stack_usage);
1407
1408 int is_debug_stack(unsigned long addr)
1409 {
1410         return __this_cpu_read(debug_stack_usage) ||
1411                 (addr <= __this_cpu_read(debug_stack_addr) &&
1412                  addr > (__this_cpu_read(debug_stack_addr) - DEBUG_STKSZ));
1413 }
1414 NOKPROBE_SYMBOL(is_debug_stack);
1415
1416 DEFINE_PER_CPU(u32, debug_idt_ctr);
1417
1418 void debug_stack_set_zero(void)
1419 {
1420         this_cpu_inc(debug_idt_ctr);
1421         load_current_idt();
1422 }
1423 NOKPROBE_SYMBOL(debug_stack_set_zero);
1424
1425 void debug_stack_reset(void)
1426 {
1427         if (WARN_ON(!this_cpu_read(debug_idt_ctr)))
1428                 return;
1429         if (this_cpu_dec_return(debug_idt_ctr) == 0)
1430                 load_current_idt();
1431 }
1432 NOKPROBE_SYMBOL(debug_stack_reset);
1433
1434 #else   /* CONFIG_X86_64 */
1435
1436 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
1437 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1438 DEFINE_PER_CPU(int, __preempt_count) = INIT_PREEMPT_COUNT;
1439 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(__preempt_count);
1440
1441 /*
1442  * On x86_32, vm86 modifies tss.sp0, so sp0 isn't a reliable way to find
1443  * the top of the kernel stack.  Use an extra percpu variable to track the
1444  * top of the kernel stack directly.
1445  */
1446 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cpu_current_top_of_stack) =
1447         (unsigned long)&init_thread_union + THREAD_SIZE;
1448 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_current_top_of_stack);
1449
1450 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
1451 DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct stack_canary, stack_canary);
1452 #endif
1453
1454 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
1455
1456 /*
1457  * Clear all 6 debug registers:
1458  */
1459 static void clear_all_debug_regs(void)
1460 {
1461         int i;
1462
1463         for (i = 0; i < 8; i++) {
1464                 /* Ignore db4, db5 */
1465                 if ((i == 4) || (i == 5))
1466                         continue;
1467
1468                 set_debugreg(0, i);
1469         }
1470 }
1471
1472 #ifdef CONFIG_KGDB
1473 /*
1474  * Restore debug regs if using kgdbwait and you have a kernel debugger
1475  * connection established.
1476  */
1477 static void dbg_restore_debug_regs(void)
1478 {
1479         if (unlikely(kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break))
1480                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1481 }
1482 #else /* ! CONFIG_KGDB */
1483 #define dbg_restore_debug_regs()
1484 #endif /* ! CONFIG_KGDB */
1485
1486 static void wait_for_master_cpu(int cpu)
1487 {
1488 #ifdef CONFIG_SMP
1489         /*
1490          * wait for ACK from master CPU before continuing
1491          * with AP initialization
1492          */
1493         WARN_ON(cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask));
1494         while (!cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callout_mask))
1495                 cpu_relax();
1496 #endif
1497 }
1498
1499 /*
1500  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
1501  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
1502  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
1503  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
1504  * A lot of state is already set up in PDA init for 64 bit
1505  */
1506 #ifdef CONFIG_X86_64
1507
1508 void cpu_init(void)
1509 {
1510         struct orig_ist *oist;
1511         struct task_struct *me;
1512         struct tss_struct *t;
1513         unsigned long v;
1514         int cpu = raw_smp_processor_id();
1515         int i;
1516
1517         wait_for_master_cpu(cpu);
1518
1519         /*
1520          * Initialize the CR4 shadow before doing anything that could
1521          * try to read it.
1522          */
1523         cr4_init_shadow();
1524
1525         if (cpu)
1526                 load_ucode_ap();
1527
1528         t = &per_cpu(cpu_tss_rw, cpu);
1529         oist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
1530
1531 #ifdef CONFIG_NUMA
1532         if (this_cpu_read(numa_node) == 0 &&
1533             early_cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
1534                 set_numa_node(early_cpu_to_node(cpu));
1535 #endif
1536
1537         me = current;
1538
1539         pr_debug("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1540
1541         cr4_clear_bits(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1542
1543         /*
1544          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
1545          * and set up the GDT descriptor:
1546          */
1547
1548         switch_to_new_gdt(cpu);
1549         loadsegment(fs, 0);
1550
1551         load_current_idt();
1552
1553         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
1554         syscall_init();
1555
1556         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
1557         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
1558         barrier();
1559
1560         x86_configure_nx();
1561         x2apic_setup();
1562
1563         /*
1564          * set up and load the per-CPU TSS
1565          */
1566         if (!oist->ist[0]) {
1567                 char *estacks = get_cpu_entry_area(cpu)->exception_stacks;
1568
1569                 for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
1570                         estacks += exception_stack_sizes[v];
1571                         oist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] =
1572                                         (unsigned long)estacks;
1573                         if (v == DEBUG_STACK-1)
1574                                 per_cpu(debug_stack_addr, cpu) = (unsigned long)estacks;
1575                 }
1576         }
1577
1578         t->x86_tss.io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET;
1579
1580         /*
1581          * <= is required because the CPU will access up to
1582          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
1583          */
1584         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
1585                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
1586
1587         mmgrab(&init_mm);
1588         me->active_mm = &init_mm;
1589         BUG_ON(me->mm);
1590         initialize_tlbstate_and_flush();
1591         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
1592
1593         /*
1594          * Initialize the TSS.  sp0 points to the entry trampoline stack
1595          * regardless of what task is running.
1596          */
1597         set_tss_desc(cpu, &get_cpu_entry_area(cpu)->tss.x86_tss);
1598         load_TR_desc();
1599         load_sp0((unsigned long)(cpu_entry_stack(cpu) + 1));
1600
1601         load_mm_ldt(&init_mm);
1602
1603         clear_all_debug_regs();
1604         dbg_restore_debug_regs();
1605
1606         fpu__init_cpu();
1607
1608         if (is_uv_system())
1609                 uv_cpu_init();
1610
1611         load_fixmap_gdt(cpu);
1612 }
1613
1614 #else
1615
1616 void cpu_init(void)
1617 {
1618         int cpu = smp_processor_id();
1619         struct task_struct *curr = current;
1620         struct tss_struct *t = &per_cpu(cpu_tss_rw, cpu);
1621
1622         wait_for_master_cpu(cpu);
1623
1624         /*
1625          * Initialize the CR4 shadow before doing anything that could
1626          * try to read it.
1627          */
1628         cr4_init_shadow();
1629
1630         show_ucode_info_early();
1631
1632         pr_info("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1633
1634         if (cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_VME) ||
1635             boot_cpu_has(X86_FEATURE_TSC) ||
1636             boot_cpu_has(X86_FEATURE_DE))
1637                 cr4_clear_bits(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1638
1639         load_current_idt();
1640         switch_to_new_gdt(cpu);
1641
1642         /*
1643          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
1644          */
1645         mmgrab(&init_mm);
1646         curr->active_mm = &init_mm;
1647         BUG_ON(curr->mm);
1648         initialize_tlbstate_and_flush();
1649         enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
1650
1651         /*
1652          * Initialize the TSS.  Don't bother initializing sp0, as the initial
1653          * task never enters user mode.
1654          */
1655         set_tss_desc(cpu, &get_cpu_entry_area(cpu)->tss.x86_tss);
1656         load_TR_desc();
1657
1658         load_mm_ldt(&init_mm);
1659
1660         t->x86_tss.io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET;
1661
1662 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1663         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
1664         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1665 #endif
1666
1667         clear_all_debug_regs();
1668         dbg_restore_debug_regs();
1669
1670         fpu__init_cpu();
1671
1672         load_fixmap_gdt(cpu);
1673 }
1674 #endif
1675
1676 static void bsp_resume(void)
1677 {
1678         if (this_cpu->c_bsp_resume)
1679                 this_cpu->c_bsp_resume(&boot_cpu_data);
1680 }
1681
1682 static struct syscore_ops cpu_syscore_ops = {
1683         .resume         = bsp_resume,
1684 };
1685
1686 static int __init init_cpu_syscore(void)
1687 {
1688         register_syscore_ops(&cpu_syscore_ops);
1689         return 0;
1690 }
1691 core_initcall(init_cpu_syscore);