arch/x86/kernel/cpu/common.c

   1 #include <linux/bootmem.h>
   2 #include <linux/linkage.h>
   3 #include <linux/bitops.h>
   4 #include <linux/kernel.h>
   5 #include <linux/module.h>
   6 #include <linux/percpu.h>
   7 #include <linux/string.h>
   8 #include <linux/delay.h>
   9 #include <linux/sched.h>
  10 #include <linux/init.h>
  11 #include <linux/kgdb.h>
  12 #include <linux/smp.h>
  13 #include <linux/io.h>
  14
  15 #include <asm/stackprotector.h>
  16 #include <asm/perf_event.h>
  17 #include <asm/mmu_context.h>
  18 #include <asm/hypervisor.h>
  19 #include <asm/processor.h>
  20 #include <asm/sections.h>
  21 #include <linux/topology.h>
  22 #include <linux/cpumask.h>
  23 #include <asm/pgtable.h>
  24 #include <asm/atomic.h>
  25 #include <asm/proto.h>
  26 #include <asm/setup.h>
  27 #include <asm/apic.h>
  28 #include <asm/desc.h>
  29 #include <asm/i387.h>
  30 #include <asm/mtrr.h>
  31 #include <linux/numa.h>
  32 #include <asm/asm.h>
  33 #include <asm/cpu.h>
  34 #include <asm/mce.h>
  35 #include <asm/msr.h>
  36 #include <asm/pat.h>
  37
  38 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  39 #include <asm/uv/uv.h>
  40 #endif
  41
  42 #include "cpu.h"
  43
  44 /* all of these masks are initialized in setup_cpu_local_masks() */
  45 cpumask_var_t cpu_initialized_mask;
  46 cpumask_var_t cpu_callout_mask;
  47 cpumask_var_t cpu_callin_mask;
  48
  49 /* representing cpus for which sibling maps can be computed */
  50 cpumask_var_t cpu_sibling_setup_mask;
  51
  52 /* correctly size the local cpu masks */
  53 void __init setup_cpu_local_masks(void)
  54 {
  55         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_initialized_mask);
  56         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callin_mask);
  57         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callout_mask);
  58         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_sibling_setup_mask);
  59 }
  60
  61 static void __cpuinit default_init(struct cpuinfo_x86 *c)
  62 {
  63 #ifdef CONFIG_X86_64
  64         cpu_detect_cache_sizes(c);
  65 #else
  66         /* Not much we can do here... */
  67         /* Check if at least it has cpuid */
  68         if (c->cpuid_level == -1) {
  69                 /* No cpuid. It must be an ancient CPU */
  70                 if (c->x86 == 4)
  71                         strcpy(c->x86_model_id, "486");
  72                 else if (c->x86 == 3)
  73                         strcpy(c->x86_model_id, "386");
  74         }
  75 #endif
  76 }
  77
  78 static const struct cpu_dev __cpuinitconst default_cpu = {
  79         .c_init         = default_init,
  80         .c_vendor       = "Unknown",
  81         .c_x86_vendor   = X86_VENDOR_UNKNOWN,
  82 };
  83
  84 static const struct cpu_dev *this_cpu __cpuinitdata = &default_cpu;
  85
  86 DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(struct gdt_page, gdt_page) = { .gdt = {
  87 #ifdef CONFIG_X86_64
  88         /*
  89          * We need valid kernel segments for data and code in long mode too
  90          * IRET will check the segment types  kkeil 2000/10/28
  91          * Also sysret mandates a special GDT layout
  92          *
  93          * TLS descriptors are currently at a different place compared to i386.
  94          * Hopefully nobody expects them at a fixed place (Wine?)
  95          */
  96         [GDT_ENTRY_KERNEL32_CS]         = GDT_ENTRY_INIT(0xc09b, 0, 0xfffff),
  97         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xa09b, 0, 0xfffff),
  98         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc093, 0, 0xfffff),
  99         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER32_CS]   = GDT_ENTRY_INIT(0xc0fb, 0, 0xfffff),
 100         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0f3, 0, 0xfffff),
 101         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xa0fb, 0, 0xfffff),
 102 #else
 103         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc09a, 0, 0xfffff),
 104         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
 105         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0fa, 0, 0xfffff),
 106         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0f2, 0, 0xfffff),
 107         /*
 108          * Segments used for calling PnP BIOS have byte granularity.
 109          * They code segments and data segments have fixed 64k limits,
 110          * the transfer segment sizes are set at run time.
 111          */
 112         /* 32-bit code */
 113         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS32]        = GDT_ENTRY_INIT(0x409a, 0, 0xffff),
 114         /* 16-bit code */
 115         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS16]        = GDT_ENTRY_INIT(0x009a, 0, 0xffff),
 116         /* 16-bit data */
 117         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_DS]          = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0xffff),
 118         /* 16-bit data */
 119         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS1]         = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0),
 120         /* 16-bit data */
 121         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS2]         = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0),
 122         /*
 123          * The APM segments have byte granularity and their bases
 124          * are set at run time.  All have 64k limits.
 125          */
 126         /* 32-bit code */
 127         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE]        = GDT_ENTRY_INIT(0x409a, 0, 0xffff),
 128         /* 16-bit code */
 129         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+1]      = GDT_ENTRY_INIT(0x009a, 0, 0xffff),
 130         /* data */
 131         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+2]      = GDT_ENTRY_INIT(0x4092, 0, 0xffff),
 132
 133         [GDT_ENTRY_ESPFIX_SS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
 134         [GDT_ENTRY_PERCPU]              = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
 135         GDT_STACK_CANARY_INIT
 136 #endif
 137 } };
 138 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(gdt_page);
 139
 140 static int __init x86_xsave_setup(char *s)
 141 {
 142         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_XSAVE);
 143         return 1;
 144 }
 145 __setup("noxsave", x86_xsave_setup);
 146
 147 #ifdef CONFIG_X86_32
 148 static int cachesize_override __cpuinitdata = -1;
 149 static int disable_x86_serial_nr __cpuinitdata = 1;
 150
 151 static int __init cachesize_setup(char *str)
 152 {
 153         get_option(&str, &cachesize_override);
 154         return 1;
 155 }
 156 __setup("cachesize=", cachesize_setup);
 157
 158 static int __init x86_fxsr_setup(char *s)
 159 {
 160         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_FXSR);
 161         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_XMM);
 162         return 1;
 163 }
 164 __setup("nofxsr", x86_fxsr_setup);
 165
 166 static int __init x86_sep_setup(char *s)
 167 {
 168         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEP);
 169         return 1;
 170 }
 171 __setup("nosep", x86_sep_setup);
 172
 173 /* Standard macro to see if a specific flag is changeable */
 174 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
 175 {
 176         u32 f1, f2;
 177
 178         /*
 179          * Cyrix and IDT cpus allow disabling of CPUID
 180          * so the code below may return different results
 181          * when it is executed before and after enabling
 182          * the CPUID. Add "volatile" to not allow gcc to
 183          * optimize the subsequent calls to this function.
 184          */
 185         asm volatile ("pushfl           \n\t"
 186                       "pushfl           \n\t"
 187                       "popl %0          \n\t"
 188                       "movl %0, %1      \n\t"
 189                       "xorl %2, %0      \n\t"
 190                       "pushl %0         \n\t"
 191                       "popfl            \n\t"
 192                       "pushfl           \n\t"
 193                       "popl %0          \n\t"
 194                       "popfl            \n\t"
 195
 196                       : "=&r" (f1), "=&r" (f2)
 197                       : "ir" (flag));
 198
 199         return ((f1^f2) & flag) != 0;
 200 }
 201
 202 /* Probe for the CPUID instruction */
 203 static int __cpuinit have_cpuid_p(void)
 204 {
 205         return flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_ID);
 206 }
 207
 208 static void __cpuinit squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
 209 {
 210         unsigned long lo, hi;
 211
 212         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_PN) || !disable_x86_serial_nr)
 213                 return;
 214
 215         /* Disable processor serial number: */
 216
 217         rdmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
 218         lo |= 0x200000;
 219         wrmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
 220
 221         printk(KERN_NOTICE "CPU serial number disabled.\n");
 222         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PN);
 223
 224         /* Disabling the serial number may affect the cpuid level */
 225         c->cpuid_level = cpuid_eax(0);
 226 }
 227
 228 static int __init x86_serial_nr_setup(char *s)
 229 {
 230         disable_x86_serial_nr = 0;
 231         return 1;
 232 }
 233 __setup("serialnumber", x86_serial_nr_setup);
 234 #else
 235 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
 236 {
 237         return 1;
 238 }
 239 /* Probe for the CPUID instruction */
 240 static inline int have_cpuid_p(void)
 241 {
 242         return 1;
 243 }
 244 static inline void squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
 245 {
 246 }
 247 #endif
 248
 249 /*
 250  * Some CPU features depend on higher CPUID levels, which may not always
 251  * be available due to CPUID level capping or broken virtualization
 252  * software.  Add those features to this table to auto-disable them.
 253  */
 254 struct cpuid_dependent_feature {
 255         u32 feature;
 256         u32 level;
 257 };
 258
 259 static const struct cpuid_dependent_feature __cpuinitconst
 260 cpuid_dependent_features[] = {
 261         { X86_FEATURE_MWAIT,            0x00000005 },
 262         { X86_FEATURE_DCA,              0x00000009 },
 263         { X86_FEATURE_XSAVE,            0x0000000d },
 264         { 0, 0 }
 265 };
 266
 267 static void __cpuinit filter_cpuid_features(struct cpuinfo_x86 *c, bool warn)
 268 {
 269         const struct cpuid_dependent_feature *df;
 270
 271         for (df = cpuid_dependent_features; df->feature; df++) {
 272
 273                 if (!cpu_has(c, df->feature))
 274                         continue;
 275                 /*
 276                  * Note: cpuid_level is set to -1 if unavailable, but
 277                  * extended_extended_level is set to 0 if unavailable
 278                  * and the legitimate extended levels are all negative
 279                  * when signed; hence the weird messing around with
 280                  * signs here...
 281                  */
 282                 if (!((s32)df->level < 0 ?
 283                      (u32)df->level > (u32)c->extended_cpuid_level :
 284                      (s32)df->level > (s32)c->cpuid_level))
 285                         continue;
 286
 287                 clear_cpu_cap(c, df->feature);
 288                 if (!warn)
 289                         continue;
 290
 291                 printk(KERN_WARNING
 292                        "CPU: CPU feature %s disabled, no CPUID level 0x%x\n",
 293                                 x86_cap_flags[df->feature], df->level);
 294         }
 295 }
 296
 297 /*
 298  * Naming convention should be: <Name> [(<Codename>)]
 299  * This table only is used unless init_<vendor>() below doesn't set it;
 300  * in particular, if CPUID levels 0x80000002..4 are supported, this
 301  * isn't used
 302  */
 303
 304 /* Look up CPU names by table lookup. */
 305 static const char *__cpuinit table_lookup_model(struct cpuinfo_x86 *c)
 306 {
 307         const struct cpu_model_info *info;
 308
 309         if (c->x86_model >= 16)
 310                 return NULL;    /* Range check */
 311
 312         if (!this_cpu)
 313                 return NULL;
 314
 315         info = this_cpu->c_models;
 316
 317         while (info && info->family) {
 318                 if (info->family == c->x86)
 319                         return info->model_names[c->x86_model];
 320                 info++;
 321         }
 322         return NULL;            /* Not found */
 323 }
 324
 325 __u32 cpu_caps_cleared[NCAPINTS] __cpuinitdata;
 326 __u32 cpu_caps_set[NCAPINTS] __cpuinitdata;
 327
 328 void load_percpu_segment(int cpu)
 329 {
 330 #ifdef CONFIG_X86_32
 331         loadsegment(fs, __KERNEL_PERCPU);
 332 #else
 333         loadsegment(gs, 0);
 334         wrmsrl(MSR_GS_BASE, (unsigned long)per_cpu(irq_stack_union.gs_base, cpu));
 335 #endif
 336         load_stack_canary_segment();
 337 }
 338
 339 /*
 340  * Current gdt points %fs at the "master" per-cpu area: after this,
 341  * it's on the real one.
 342  */
 343 void switch_to_new_gdt(int cpu)
 344 {
 345         struct desc_ptr gdt_descr;
 346
 347         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_table(cpu);
 348         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
 349         load_gdt(&gdt_descr);
 350         /* Reload the per-cpu base */
 351
 352         load_percpu_segment(cpu);
 353 }
 354
 355 static const struct cpu_dev *__cpuinitdata cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
 356
 357 static void __cpuinit get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
 358 {
 359         unsigned int *v;
 360         char *p, *q;
 361
 362         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000004)
 363                 return;
 364
 365         v = (unsigned int *)c->x86_model_id;
 366         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
 367         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
 368         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
 369         c->x86_model_id[48] = 0;
 370
 371         /*
 372          * Intel chips right-justify this string for some dumb reason;
 373          * undo that brain damage:
 374          */
 375         p = q = &c->x86_model_id[0];
 376         while (*p == ' ')
 377                 p++;
 378         if (p != q) {
 379                 while (*p)
 380                         *q++ = *p++;
 381                 while (q <= &c->x86_model_id[48])
 382                         *q++ = '\0';    /* Zero-pad the rest */
 383         }
 384 }
 385
 386 void __cpuinit cpu_detect_cache_sizes(struct cpuinfo_x86 *c)
 387 {
 388         unsigned int n, dummy, ebx, ecx, edx, l2size;
 389
 390         n = c->extended_cpuid_level;
 391
 392         if (n >= 0x80000005) {
 393                 cpuid(0x80000005, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
 394                 c->x86_cache_size = (ecx>>24) + (edx>>24);
 395 #ifdef CONFIG_X86_64
 396                 /* On K8 L1 TLB is inclusive, so don't count it */
 397                 c->x86_tlbsize = 0;
 398 #endif
 399         }
 400
 401         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
 402                 return;
 403
 404         cpuid(0x80000006, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
 405         l2size = ecx >> 16;
 406
 407 #ifdef CONFIG_X86_64
 408         c->x86_tlbsize += ((ebx >> 16) & 0xfff) + (ebx & 0xfff);
 409 #else
 410         /* do processor-specific cache resizing */
 411         if (this_cpu->c_size_cache)
 412                 l2size = this_cpu->c_size_cache(c, l2size);
 413
 414         /* Allow user to override all this if necessary. */
 415         if (cachesize_override != -1)
 416                 l2size = cachesize_override;
 417
 418         if (l2size == 0)
 419                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
 420 #endif
 421
 422         c->x86_cache_size = l2size;
 423 }
 424
 425 void __cpuinit detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
 426 {
 427 #ifdef CONFIG_X86_HT
 428         u32 eax, ebx, ecx, edx;
 429         int index_msb, core_bits;
 430
 431         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT))
 432                 return;
 433
 434         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
 435                 goto out;
 436
 437         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XTOPOLOGY))
 438                 return;
 439
 440         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 441
 442         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
 443
 444         if (smp_num_siblings == 1) {
 445                 printk(KERN_INFO  "CPU: Hyper-Threading is disabled\n");
 446                 goto out;
 447         }
 448
 449         if (smp_num_siblings <= 1)
 450                 goto out;
 451
 452         if (smp_num_siblings > nr_cpu_ids) {
 453                 pr_warning("CPU: Unsupported number of siblings %d",
 454                            smp_num_siblings);
 455                 smp_num_siblings = 1;
 456                 return;
 457         }
 458
 459         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
 460         c->phys_proc_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb);
 461
 462         smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
 463
 464         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
 465
 466         core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
 467
 468         c->cpu_core_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb) &
 469                                        ((1 << core_bits) - 1);
 470
 471 out:
 472         if ((c->x86_max_cores * smp_num_siblings) > 1) {
 473                 printk(KERN_INFO  "CPU: Physical Processor ID: %d\n",
 474                        c->phys_proc_id);
 475                 printk(KERN_INFO  "CPU: Processor Core ID: %d\n",
 476                        c->cpu_core_id);
 477         }
 478 #endif
 479 }
 480
 481 static void __cpuinit get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c)
 482 {
 483         char *v = c->x86_vendor_id;
 484         int i;
 485
 486         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
 487                 if (!cpu_devs[i])
 488                         break;
 489
 490                 if (!strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
 491                     (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
 492                      !strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
 493
 494                         this_cpu = cpu_devs[i];
 495                         c->x86_vendor = this_cpu->c_x86_vendor;
 496                         return;
 497                 }
 498         }
 499
 500         printk_once(KERN_ERR
 501                         "CPU: vendor_id '%s' unknown, using generic init.\n" \
 502                         "CPU: Your system may be unstable.\n", v);
 503
 504         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 505         this_cpu = &default_cpu;
 506 }
 507
 508 void __cpuinit cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c)
 509 {
 510         /* Get vendor name */
 511         cpuid(0x00000000, (unsigned int *)&c->cpuid_level,
 512               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[0],
 513               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[8],
 514               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[4]);
 515
 516         c->x86 = 4;
 517         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 518         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 519                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
 520
 521                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
 522                 c->x86 = (tfms >> 8) & 0xf;
 523                 c->x86_model = (tfms >> 4) & 0xf;
 524                 c->x86_mask = tfms & 0xf;
 525
 526                 if (c->x86 == 0xf)
 527                         c->x86 += (tfms >> 20) & 0xff;
 528                 if (c->x86 >= 0x6)
 529                         c->x86_model += ((tfms >> 16) & 0xf) << 4;
 530
 531                 if (cap0 & (1<<19)) {
 532                         c->x86_clflush_size = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
 533                         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 534                 }
 535         }
 536 }
 537
 538 static void __cpuinit get_cpu_cap(struct cpuinfo_x86 *c)
 539 {
 540         u32 tfms, xlvl;
 541         u32 ebx;
 542
 543         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 544         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 545                 u32 capability, excap;
 546
 547                 cpuid(0x00000001, &tfms, &ebx, &excap, &capability);
 548                 c->x86_capability[0] = capability;
 549                 c->x86_capability[4] = excap;
 550         }
 551
 552         /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
 553         xlvl = cpuid_eax(0x80000000);
 554         c->extended_cpuid_level = xlvl;
 555
 556         if ((xlvl & 0xffff0000) == 0x80000000) {
 557                 if (xlvl >= 0x80000001) {
 558                         c->x86_capability[1] = cpuid_edx(0x80000001);
 559                         c->x86_capability[6] = cpuid_ecx(0x80000001);
 560                 }
 561         }
 562
 563         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
 564                 u32 eax = cpuid_eax(0x80000008);
 565
 566                 c->x86_virt_bits = (eax >> 8) & 0xff;
 567                 c->x86_phys_bits = eax & 0xff;
 568         }
 569 #ifdef CONFIG_X86_32
 570         else if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PAE) || cpu_has(c, X86_FEATURE_PSE36))
 571                 c->x86_phys_bits = 36;
 572 #endif
 573
 574         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000007)
 575                 c->x86_power = cpuid_edx(0x80000007);
 576
 577 }
 578
 579 static void __cpuinit identify_cpu_without_cpuid(struct cpuinfo_x86 *c)
 580 {
 581 #ifdef CONFIG_X86_32
 582         int i;
 583
 584         /*
 585          * First of all, decide if this is a 486 or higher
 586          * It's a 486 if we can modify the AC flag
 587          */
 588         if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC))
 589                 c->x86 = 4;
 590         else
 591                 c->x86 = 3;
 592
 593         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++)
 594                 if (cpu_devs[i] && cpu_devs[i]->c_identify) {
 595                         c->x86_vendor_id[0] = 0;
 596                         cpu_devs[i]->c_identify(c);
 597                         if (c->x86_vendor_id[0]) {
 598                                 get_cpu_vendor(c);
 599                                 break;
 600                         }
 601                 }
 602 #endif
 603 }
 604
 605 /*
 606  * Do minimum CPU detection early.
 607  * Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask,
 608  * cache alignment.
 609  * The others are not touched to avoid unwanted side effects.
 610  *
 611  * WARNING: this function is only called on the BP.  Don't add code here
 612  * that is supposed to run on all CPUs.
 613  */
 614 static void __init early_identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 615 {
 616 #ifdef CONFIG_X86_64
 617         c->x86_clflush_size = 64;
 618         c->x86_phys_bits = 36;
 619         c->x86_virt_bits = 48;
 620 #else
 621         c->x86_clflush_size = 32;
 622         c->x86_phys_bits = 32;
 623         c->x86_virt_bits = 32;
 624 #endif
 625         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 626
 627         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
 628         c->extended_cpuid_level = 0;
 629
 630         if (!have_cpuid_p())
 631                 identify_cpu_without_cpuid(c);
 632
 633         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
 634         if (!have_cpuid_p())
 635                 return;
 636
 637         cpu_detect(c);
 638
 639         get_cpu_vendor(c);
 640
 641         get_cpu_cap(c);
 642
 643         if (this_cpu->c_early_init)
 644                 this_cpu->c_early_init(c);
 645
 646 #ifdef CONFIG_SMP
 647         c->cpu_index = boot_cpu_id;
 648 #endif
 649         filter_cpuid_features(c, false);
 650 }
 651
 652 void __init early_cpu_init(void)
 653 {
 654         const struct cpu_dev *const *cdev;
 655         int count = 0;
 656
 657 #ifdef PROCESSOR_SELECT
 658         printk(KERN_INFO "KERNEL supported cpus:\n");
 659 #endif
 660
 661         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
 662                 const struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
 663
 664                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
 665                         break;
 666                 cpu_devs[count] = cpudev;
 667                 count++;
 668
 669 #ifdef PROCESSOR_SELECT
 670                 {
 671                         unsigned int j;
 672
 673                         for (j = 0; j < 2; j++) {
 674                                 if (!cpudev->c_ident[j])
 675                                         continue;
 676                                 printk(KERN_INFO "  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
 677                                         cpudev->c_ident[j]);
 678                         }
 679                 }
 680 #endif
 681         }
 682         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
 683 }
 684
 685 /*
 686  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs with
 687  * family >= 6; unfortunately, that's not true in practice because
 688  * of early VIA chips and (more importantly) broken virtualizers that
 689  * are not easy to detect.  In the latter case it doesn't even *fail*
 690  * reliably, so probing for it doesn't even work.  Disable it completely
 691  * unless we can find a reliable way to detect all the broken cases.
 692  */
 693 static void __cpuinit detect_nopl(struct cpuinfo_x86 *c)
 694 {
 695         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
 696 }
 697
 698 static void __cpuinit generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
 699 {
 700         c->extended_cpuid_level = 0;
 701
 702         if (!have_cpuid_p())
 703                 identify_cpu_without_cpuid(c);
 704
 705         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
 706         if (!have_cpuid_p())
 707                 return;
 708
 709         cpu_detect(c);
 710
 711         get_cpu_vendor(c);
 712
 713         get_cpu_cap(c);
 714
 715         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 716                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
 717 #ifdef CONFIG_X86_32
 718 # ifdef CONFIG_X86_HT
 719                 c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
 720 # else
 721                 c->apicid = c->initial_apicid;
 722 # endif
 723 #endif
 724
 725 #ifdef CONFIG_X86_HT
 726                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
 727 #endif
 728         }
 729
 730         get_model_name(c); /* Default name */
 731
 732         init_scattered_cpuid_features(c);
 733         detect_nopl(c);
 734 }
 735
 736 /*
 737  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
 738  */
 739 static void __cpuinit identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 740 {
 741         int i;
 742
 743         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 744         c->x86_cache_size = -1;
 745         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 746         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
 747         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
 748         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
 749         c->x86_max_cores = 1;
 750         c->x86_coreid_bits = 0;
 751 #ifdef CONFIG_X86_64
 752         c->x86_clflush_size = 64;
 753         c->x86_phys_bits = 36;
 754         c->x86_virt_bits = 48;
 755 #else
 756         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
 757         c->x86_clflush_size = 32;
 758         c->x86_phys_bits = 32;
 759         c->x86_virt_bits = 32;
 760 #endif
 761         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 762         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
 763
 764         generic_identify(c);
 765
 766         if (this_cpu->c_identify)
 767                 this_cpu->c_identify(c);
 768
 769         /* Clear/Set all flags overriden by options, after probe */
 770         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++) {
 771                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
 772                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
 773         }
 774
 775 #ifdef CONFIG_X86_64
 776         c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
 777 #endif
 778
 779         /*
 780          * Vendor-specific initialization.  In this section we
 781          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
 782          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
 783          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
 784          * we handle them here.
 785          *
 786          * At the end of this section, c->x86_capability better
 787          * indicate the features this CPU genuinely supports!
 788          */
 789         if (this_cpu->c_init)
 790                 this_cpu->c_init(c);
 791
 792         /* Disable the PN if appropriate */
 793         squash_the_stupid_serial_number(c);
 794
 795         /*
 796          * The vendor-specific functions might have changed features.
 797          * Now we do "generic changes."
 798          */
 799
 800         /* Filter out anything that depends on CPUID levels we don't have */
 801         filter_cpuid_features(c, true);
 802
 803         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
 804         if (!c->x86_model_id[0]) {
 805                 const char *p;
 806                 p = table_lookup_model(c);
 807                 if (p)
 808                         strcpy(c->x86_model_id, p);
 809                 else
 810                         /* Last resort... */
 811                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
 812                                 c->x86, c->x86_model);
 813         }
 814
 815 #ifdef CONFIG_X86_64
 816         detect_ht(c);
 817 #endif
 818
 819         init_hypervisor(c);
 820
 821         /*
 822          * Clear/Set all flags overriden by options, need do it
 823          * before following smp all cpus cap AND.
 824          */
 825         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++) {
 826                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
 827                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
 828         }
 829
 830         /*
 831          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
 832          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
 833          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
 834          * executed, c == &boot_cpu_data.
 835          */
 836         if (c != &boot_cpu_data) {
 837                 /* AND the already accumulated flags with these */
 838                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
 839                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
 840         }
 841
 842         /* Init Machine Check Exception if available. */
 843         mcheck_cpu_init(c);
 844
 845         select_idle_routine(c);
 846
 847 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_X86_64)
 848         numa_add_cpu(smp_processor_id());
 849 #endif
 850 }
 851
 852 #ifdef CONFIG_X86_64
 853 static void vgetcpu_set_mode(void)
 854 {
 855         if (cpu_has(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_RDTSCP))
 856                 vgetcpu_mode = VGETCPU_RDTSCP;
 857         else
 858                 vgetcpu_mode = VGETCPU_LSL;
 859 }
 860 #endif
 861
 862 void __init identify_boot_cpu(void)
 863 {
 864         identify_cpu(&boot_cpu_data);
 865         init_c1e_mask();
 866 #ifdef CONFIG_X86_32
 867         sysenter_setup();
 868         enable_sep_cpu();
 869 #else
 870         vgetcpu_set_mode();
 871 #endif
 872         init_hw_perf_events();
 873 }
 874
 875 void __cpuinit identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 876 {
 877         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
 878         identify_cpu(c);
 879 #ifdef CONFIG_X86_32
 880         enable_sep_cpu();
 881 #endif
 882         mtrr_ap_init();
 883 }
 884
 885 struct msr_range {
 886         unsigned        min;
 887         unsigned        max;
 888 };
 889
 890 static const struct msr_range msr_range_array[] __cpuinitconst = {
 891         { 0x00000000, 0x00000418},
 892         { 0xc0000000, 0xc000040b},
 893         { 0xc0010000, 0xc0010142},
 894         { 0xc0011000, 0xc001103b},
 895 };
 896
 897 static void __cpuinit print_cpu_msr(void)
 898 {
 899         unsigned index_min, index_max;
 900         unsigned index;
 901         u64 val;
 902         int i;
 903
 904         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(msr_range_array); i++) {
 905                 index_min = msr_range_array[i].min;
 906                 index_max = msr_range_array[i].max;
 907
 908                 for (index = index_min; index < index_max; index++) {
 909                         if (rdmsrl_amd_safe(index, &val))
 910                                 continue;
 911                         printk(KERN_INFO " MSR%08x: %016llx\n", index, val);
 912                 }
 913         }
 914 }
 915
 916 static int show_msr __cpuinitdata;
 917
 918 static __init int setup_show_msr(char *arg)
 919 {
 920         int num;
 921
 922         get_option(&arg, &num);
 923
 924         if (num > 0)
 925                 show_msr = num;
 926         return 1;
 927 }
 928 __setup("show_msr=", setup_show_msr);
 929
 930 static __init int setup_noclflush(char *arg)
 931 {
 932         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLSH);
 933         return 1;
 934 }
 935 __setup("noclflush", setup_noclflush);
 936
 937 void __cpuinit print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
 938 {
 939         const char *vendor = NULL;
 940
 941         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM) {
 942                 vendor = this_cpu->c_vendor;
 943         } else {
 944                 if (c->cpuid_level >= 0)
 945                         vendor = c->x86_vendor_id;
 946         }
 947
 948         if (vendor && !strstr(c->x86_model_id, vendor))
 949                 printk(KERN_CONT "%s ", vendor);
 950
 951         if (c->x86_model_id[0])
 952                 printk(KERN_CONT "%s", c->x86_model_id);
 953         else
 954                 printk(KERN_CONT "%d86", c->x86);
 955
 956         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
 957                 printk(KERN_CONT " stepping %02x\n", c->x86_mask);
 958         else
 959                 printk(KERN_CONT "\n");
 960
 961 #ifdef CONFIG_SMP
 962         if (c->cpu_index < show_msr)
 963                 print_cpu_msr();
 964 #else
 965         if (show_msr)
 966                 print_cpu_msr();
 967 #endif
 968 }
 969
 970 static __init int setup_disablecpuid(char *arg)
 971 {
 972         int bit;
 973
 974         if (get_option(&arg, &bit) && bit < NCAPINTS*32)
 975                 setup_clear_cpu_cap(bit);
 976         else
 977                 return 0;
 978
 979         return 1;
 980 }
 981 __setup("clearcpuid=", setup_disablecpuid);
 982
 983 #ifdef CONFIG_X86_64
 984 struct desc_ptr idt_descr = { NR_VECTORS * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
 985
 986 DEFINE_PER_CPU_FIRST(union irq_stack_union,
 987                      irq_stack_union) __aligned(PAGE_SIZE);
 988
 989 /*
 990  * The following four percpu variables are hot.  Align current_task to
 991  * cacheline size such that all four fall in the same cacheline.
 992  */
 993 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) ____cacheline_aligned =
 994         &init_task;
 995 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
 996
 997 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, kernel_stack) =
 998         (unsigned long)&init_thread_union - KERNEL_STACK_OFFSET + THREAD_SIZE;
 999 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_stack);
1000
1001 DEFINE_PER_CPU(char *, irq_stack_ptr) =
1002         init_per_cpu_var(irq_stack_union.irq_stack) + IRQ_STACK_SIZE - 64;
1003
1004 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, irq_count) = -1;
1005
1006 /*
1007  * Special IST stacks which the CPU switches to when it calls
1008  * an IST-marked descriptor entry. Up to 7 stacks (hardware
1009  * limit), all of them are 4K, except the debug stack which
1010  * is 8K.
1011  */
1012 static const unsigned int exception_stack_sizes[N_EXCEPTION_STACKS] = {
1013           [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1]        = EXCEPTION_STKSZ,
1014           [DEBUG_STACK - 1]                     = DEBUG_STKSZ
1015 };
1016
1017 static DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(char, exception_stacks
1018         [(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]);
1019
1020 /* May not be marked __init: used by software suspend */
1021 void syscall_init(void)
1022 {
1023         /*
1024          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
1025          * They both write to the same internal register. STAR allows to
1026          * set CS/DS but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.
1027          */
1028         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32);
1029         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call);
1030         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
1031
1032 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
1033         syscall32_cpu_init();
1034 #endif
1035
1036         /* Flags to clear on syscall */
1037         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
1038                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|X86_EFLAGS_IOPL);
1039 }
1040
1041 unsigned long kernel_eflags;
1042
1043 /*
1044  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
1045  * debugging, no special alignment required.
1046  */
1047 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
1048
1049 #else   /* CONFIG_X86_64 */
1050
1051 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
1052 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1053
1054 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
1055 DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct stack_canary, stack_canary);
1056 #endif
1057
1058 /* Make sure %fs and %gs are initialized properly in idle threads */
1059 struct pt_regs * __cpuinit idle_regs(struct pt_regs *regs)
1060 {
1061         memset(regs, 0, sizeof(struct pt_regs));
1062         regs->fs = __KERNEL_PERCPU;
1063         regs->gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
1064
1065         return regs;
1066 }
1067 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
1068
1069 /*
1070  * Clear all 6 debug registers:
1071  */
1072 static void clear_all_debug_regs(void)
1073 {
1074         int i;
1075
1076         for (i = 0; i < 8; i++) {
1077                 /* Ignore db4, db5 */
1078                 if ((i == 4) || (i == 5))
1079                         continue;
1080
1081                 set_debugreg(0, i);
1082         }
1083 }
1084
1085 /*
1086  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
1087  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
1088  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
1089  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
1090  * A lot of state is already set up in PDA init for 64 bit
1091  */
1092 #ifdef CONFIG_X86_64
1093
1094 void __cpuinit cpu_init(void)
1095 {
1096         struct orig_ist *orig_ist;
1097         struct task_struct *me;
1098         struct tss_struct *t;
1099         unsigned long v;
1100         int cpu;
1101         int i;
1102
1103         cpu = stack_smp_processor_id();
1104         t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1105         orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
1106
1107 #ifdef CONFIG_NUMA
1108         if (cpu != 0 && percpu_read(node_number) == 0 &&
1109             cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
1110                 percpu_write(node_number, cpu_to_node(cpu));
1111 #endif
1112
1113         me = current;
1114
1115         if (cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask))
1116                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1117
1118         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
1119
1120         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1121
1122         /*
1123          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
1124          * and set up the GDT descriptor:
1125          */
1126
1127         switch_to_new_gdt(cpu);
1128         loadsegment(fs, 0);
1129
1130         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
1131
1132         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
1133         syscall_init();
1134
1135         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
1136         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
1137         barrier();
1138
1139         x86_configure_nx();
1140         if (cpu != 0)
1141                 enable_x2apic();
1142
1143         /*
1144          * set up and load the per-CPU TSS
1145          */
1146         if (!orig_ist->ist[0]) {
1147                 char *estacks = per_cpu(exception_stacks, cpu);
1148
1149                 for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
1150                         estacks += exception_stack_sizes[v];
1151                         orig_ist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] =
1152                                         (unsigned long)estacks;
1153                 }
1154         }
1155
1156         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1157
1158         /*
1159          * <= is required because the CPU will access up to
1160          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
1161          */
1162         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
1163                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
1164
1165         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1166         me->active_mm = &init_mm;
1167         BUG_ON(me->mm);
1168         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
1169
1170         load_sp0(t, &current->thread);
1171         set_tss_desc(cpu, t);
1172         load_TR_desc();
1173         load_LDT(&init_mm.context);
1174
1175 #ifdef CONFIG_KGDB
1176         /*
1177          * If the kgdb is connected no debug regs should be altered.  This
1178          * is only applicable when KGDB and a KGDB I/O module are built
1179          * into the kernel and you are using early debugging with
1180          * kgdbwait. KGDB will control the kernel HW breakpoint registers.
1181          */
1182         if (kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break)
1183                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1184         else
1185 #endif
1186                 clear_all_debug_regs();
1187
1188         fpu_init();
1189
1190         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
1191
1192         if (is_uv_system())
1193                 uv_cpu_init();
1194 }
1195
1196 #else
1197
1198 void __cpuinit cpu_init(void)
1199 {
1200         int cpu = smp_processor_id();
1201         struct task_struct *curr = current;
1202         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1203         struct thread_struct *thread = &curr->thread;
1204
1205         if (cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask)) {
1206                 printk(KERN_WARNING "CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1207                 for (;;)
1208                         local_irq_enable();
1209         }
1210
1211         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
1212
1213         if (cpu_has_vme || cpu_has_tsc || cpu_has_de)
1214                 clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1215
1216         load_idt(&idt_descr);
1217         switch_to_new_gdt(cpu);
1218
1219         /*
1220          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
1221          */
1222         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1223         curr->active_mm = &init_mm;
1224         BUG_ON(curr->mm);
1225         enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
1226
1227         load_sp0(t, thread);
1228         set_tss_desc(cpu, t);
1229         load_TR_desc();
1230         load_LDT(&init_mm.context);
1231
1232         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1233
1234 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1235         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
1236         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1237 #endif
1238
1239         clear_all_debug_regs();
1240
1241         /*
1242          * Force FPU initialization:
1243          */
1244         if (cpu_has_xsave)
1245                 current_thread_info()->status = TS_XSAVE;
1246         else
1247                 current_thread_info()->status = 0;
1248         clear_used_math();
1249         mxcsr_feature_mask_init();
1250
1251         /*
1252          * Boot processor to setup the FP and extended state context info.
1253          */
1254         if (smp_processor_id() == boot_cpu_id)
1255                 init_thread_xstate();
1256
1257         xsave_init();
1258 }
1259 #endif