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         fpu__init_system(c);
 926
 927 #ifdef CONFIG_X86_32
 928         /*
 929          * Regardless of whether PCID is enumerated, the SDM says
 930          * that it can't be enabled in 32-bit mode.
 931          */
 932         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PCID);
 933 #endif
 934 }
 935
 936 void __init early_cpu_init(void)
 937 {
 938         const struct cpu_dev *const *cdev;
 939         int count = 0;
 940
 941 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
 942         pr_info("KERNEL supported cpus:\n");
 943 #endif
 944
 945         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
 946                 const struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
 947
 948                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
 949                         break;
 950                 cpu_devs[count] = cpudev;
 951                 count++;
 952
 953 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
 954                 {
 955                         unsigned int j;
 956
 957                         for (j = 0; j < 2; j++) {
 958                                 if (!cpudev->c_ident[j])
 959                                         continue;
 960                                 pr_info("  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
 961                                         cpudev->c_ident[j]);
 962                         }
 963                 }
 964 #endif
 965         }
 966         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
 967 }
 968
 969 /*
 970  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs of family >= 6;
 971  * unfortunately, that's not true in practice because of early VIA
 972  * chips and (more importantly) broken virtualizers that are not easy
 973  * to detect. In the latter case it doesn't even *fail* reliably, so
 974  * probing for it doesn't even work. Disable it completely on 32-bit
 975  * unless we can find a reliable way to detect all the broken cases.
 976  * Enable it explicitly on 64-bit for non-constant inputs of cpu_has().
 977  */
 978 static void detect_nopl(struct cpuinfo_x86 *c)
 979 {
 980 #ifdef CONFIG_X86_32
 981         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
 982 #else
 983         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
 984 #endif
 985 }
 986
 987 static void detect_null_seg_behavior(struct cpuinfo_x86 *c)
 988 {
 989 #ifdef CONFIG_X86_64
 990         /*
 991          * Empirically, writing zero to a segment selector on AMD does
 992          * not clear the base, whereas writing zero to a segment
 993          * selector on Intel does clear the base.  Intel's behavior
 994          * allows slightly faster context switches in the common case
 995          * where GS is unused by the prev and next threads.
 996          *
 997          * Since neither vendor documents this anywhere that I can see,
 998          * detect it directly instead of hardcoding the choice by
 999          * vendor.
1000          *
1001          * I've designated AMD's behavior as the "bug" because it's
1002          * counterintuitive and less friendly.
1003          */
1004
1005         unsigned long old_base, tmp;
1006         rdmsrl(MSR_FS_BASE, old_base);
1007         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 1);
1008         loadsegment(fs, 0);
1009         rdmsrl(MSR_FS_BASE, tmp);
1010         if (tmp != 0)
1011                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_NULL_SEG);
1012         wrmsrl(MSR_FS_BASE, old_base);
1013 #endif
1014 }
1015
1016 static void generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
1017 {
1018         c->extended_cpuid_level = 0;
1019
1020         if (!have_cpuid_p())
1021                 identify_cpu_without_cpuid(c);
1022
1023         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
1024         if (!have_cpuid_p())
1025                 return;
1026
1027         cpu_detect(c);
1028
1029         get_cpu_vendor(c);
1030
1031         get_cpu_cap(c);
1032
1033         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
1034                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
1035 #ifdef CONFIG_X86_32
1036 # ifdef CONFIG_SMP
1037                 c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
1038 # else
1039                 c->apicid = c->initial_apicid;
1040 # endif
1041 #endif
1042                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
1043         }
1044
1045         get_model_name(c); /* Default name */
1046
1047         detect_nopl(c);
1048
1049         detect_null_seg_behavior(c);
1050
1051         /*
1052          * ESPFIX is a strange bug.  All real CPUs have it.  Paravirt
1053          * systems that run Linux at CPL > 0 may or may not have the
1054          * issue, but, even if they have the issue, there's absolutely
1055          * nothing we can do about it because we can't use the real IRET
1056          * instruction.
1057          *
1058          * NB: For the time being, only 32-bit kernels support
1059          * X86_BUG_ESPFIX as such.  64-bit kernels directly choose
1060          * whether to apply espfix using paravirt hooks.  If any
1061          * non-paravirt system ever shows up that does *not* have the
1062          * ESPFIX issue, we can change this.
1063          */
1064 #ifdef CONFIG_X86_32
1065 # ifdef CONFIG_PARAVIRT
1066         do {
1067                 extern void native_iret(void);
1068                 if (pv_cpu_ops.iret == native_iret)
1069                         set_cpu_bug(c, X86_BUG_ESPFIX);
1070         } while (0);
1071 # else
1072         set_cpu_bug(c, X86_BUG_ESPFIX);
1073 # endif
1074 #endif
1075 }
1076
1077 static void x86_init_cache_qos(struct cpuinfo_x86 *c)
1078 {
1079         /*
1080          * The heavy lifting of max_rmid and cache_occ_scale are handled
1081          * in get_cpu_cap().  Here we just set the max_rmid for the boot_cpu
1082          * in case CQM bits really aren't there in this CPU.
1083          */
1084         if (c != &boot_cpu_data) {
1085                 boot_cpu_data.x86_cache_max_rmid =
1086                         min(boot_cpu_data.x86_cache_max_rmid,
1087                             c->x86_cache_max_rmid);
1088         }
1089 }
1090
1091 /*
1092  * Validate that ACPI/mptables have the same information about the
1093  * effective APIC id and update the package map.
1094  */
1095 static void validate_apic_and_package_id(struct cpuinfo_x86 *c)
1096 {
1097 #ifdef CONFIG_SMP
1098         unsigned int apicid, cpu = smp_processor_id();
1099
1100         apicid = apic->cpu_present_to_apicid(cpu);
1101
1102         if (apicid != c->apicid) {
1103                 pr_err(FW_BUG "CPU%u: APIC id mismatch. Firmware: %x APIC: %x\n",
1104                        cpu, apicid, c->initial_apicid);
1105         }
1106         BUG_ON(topology_update_package_map(c->phys_proc_id, cpu));
1107 #else
1108         c->logical_proc_id = 0;
1109 #endif
1110 }
1111
1112 /*
1113  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
1114  */
1115 static void identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
1116 {
1117         int i;
1118
1119         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
1120         c->x86_cache_size = -1;
1121         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
1122         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
1123         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
1124         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
1125         c->x86_max_cores = 1;
1126         c->x86_coreid_bits = 0;
1127         c->cu_id = 0xff;
1128 #ifdef CONFIG_X86_64
1129         c->x86_clflush_size = 64;
1130         c->x86_phys_bits = 36;
1131         c->x86_virt_bits = 48;
1132 #else
1133         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
1134         c->x86_clflush_size = 32;
1135         c->x86_phys_bits = 32;
1136         c->x86_virt_bits = 32;
1137 #endif
1138         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
1139         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
1140
1141         generic_identify(c);
1142
1143         if (this_cpu->c_identify)
1144                 this_cpu->c_identify(c);
1145
1146         /* Clear/Set all flags overridden by options, after probe */
1147         apply_forced_caps(c);
1148
1149 #ifdef CONFIG_X86_64
1150         c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
1151 #endif
1152
1153         /*
1154          * Vendor-specific initialization.  In this section we
1155          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
1156          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
1157          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
1158          * we handle them here.
1159          *
1160          * At the end of this section, c->x86_capability better
1161          * indicate the features this CPU genuinely supports!
1162          */
1163         if (this_cpu->c_init)
1164                 this_cpu->c_init(c);
1165
1166         /* Disable the PN if appropriate */
1167         squash_the_stupid_serial_number(c);
1168
1169         /* Set up SMEP/SMAP/UMIP */
1170         setup_smep(c);
1171         setup_smap(c);
1172         setup_umip(c);
1173
1174         /*
1175          * The vendor-specific functions might have changed features.
1176          * Now we do "generic changes."
1177          */
1178
1179         /* Filter out anything that depends on CPUID levels we don't have */
1180         filter_cpuid_features(c, true);
1181
1182         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
1183         if (!c->x86_model_id[0]) {
1184                 const char *p;
1185                 p = table_lookup_model(c);
1186                 if (p)
1187                         strcpy(c->x86_model_id, p);
1188                 else
1189                         /* Last resort... */
1190                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
1191                                 c->x86, c->x86_model);
1192         }
1193
1194 #ifdef CONFIG_X86_64
1195         detect_ht(c);
1196 #endif
1197
1198         x86_init_rdrand(c);
1199         x86_init_cache_qos(c);
1200         setup_pku(c);
1201
1202         /*
1203          * Clear/Set all flags overridden by options, need do it
1204          * before following smp all cpus cap AND.
1205          */
1206         apply_forced_caps(c);
1207
1208         /*
1209          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
1210          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
1211          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
1212          * executed, c == &boot_cpu_data.
1213          */
1214         if (c != &boot_cpu_data) {
1215                 /* AND the already accumulated flags with these */
1216                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
1217                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
1218
1219                 /* OR, i.e. replicate the bug flags */
1220                 for (i = NCAPINTS; i < NCAPINTS + NBUGINTS; i++)
1221                         c->x86_capability[i] |= boot_cpu_data.x86_capability[i];
1222         }
1223
1224         /* Init Machine Check Exception if available. */
1225         mcheck_cpu_init(c);
1226
1227         select_idle_routine(c);
1228
1229 #ifdef CONFIG_NUMA
1230         numa_add_cpu(smp_processor_id());
1231 #endif
1232 }
1233
1234 /*
1235  * Set up the CPU state needed to execute SYSENTER/SYSEXIT instructions
1236  * on 32-bit kernels:
1237  */
1238 #ifdef CONFIG_X86_32
1239 void enable_sep_cpu(void)
1240 {
1241         struct tss_struct *tss;
1242         int cpu;
1243
1244         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_SEP))
1245                 return;
1246
1247         cpu = get_cpu();
1248         tss = &per_cpu(cpu_tss_rw, cpu);
1249
1250         /*
1251          * We cache MSR_IA32_SYSENTER_CS's value in the TSS's ss1 field --
1252          * see the big comment in struct x86_hw_tss's definition.
1253          */
1254
1255         tss->x86_tss.ss1 = __KERNEL_CS;
1256         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, tss->x86_tss.ss1, 0);
1257         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, (unsigned long)(cpu_entry_stack(cpu) + 1), 0);
1258         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (unsigned long)entry_SYSENTER_32, 0);
1259
1260         put_cpu();
1261 }
1262 #endif
1263
1264 void __init identify_boot_cpu(void)
1265 {
1266         identify_cpu(&boot_cpu_data);
1267 #ifdef CONFIG_X86_32
1268         sysenter_setup();
1269         enable_sep_cpu();
1270 #endif
1271         cpu_detect_tlb(&boot_cpu_data);
1272 }
1273
1274 void identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
1275 {
1276         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
1277         identify_cpu(c);
1278 #ifdef CONFIG_X86_32
1279         enable_sep_cpu();
1280 #endif
1281         mtrr_ap_init();
1282         validate_apic_and_package_id(c);
1283 }
1284
1285 static __init int setup_noclflush(char *arg)
1286 {
1287         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLUSH);
1288         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLUSHOPT);
1289         return 1;
1290 }
1291 __setup("noclflush", setup_noclflush);
1292
1293 void print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
1294 {
1295         const char *vendor = NULL;
1296
1297         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM) {
1298                 vendor = this_cpu->c_vendor;
1299         } else {
1300                 if (c->cpuid_level >= 0)
1301                         vendor = c->x86_vendor_id;
1302         }
1303
1304         if (vendor && !strstr(c->x86_model_id, vendor))
1305                 pr_cont("%s ", vendor);
1306
1307         if (c->x86_model_id[0])
1308                 pr_cont("%s", c->x86_model_id);
1309         else
1310                 pr_cont("%d86", c->x86);
1311
1312         pr_cont(" (family: 0x%x, model: 0x%x", c->x86, c->x86_model);
1313
1314         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
1315                 pr_cont(", stepping: 0x%x)\n", c->x86_mask);
1316         else
1317                 pr_cont(")\n");
1318 }
1319
1320 /*
1321  * clearcpuid= was already parsed in fpu__init_parse_early_param.
1322  * But we need to keep a dummy __setup around otherwise it would
1323  * show up as an environment variable for init.
1324  */
1325 static __init int setup_clearcpuid(char *arg)
1326 {
1327         return 1;
1328 }
1329 __setup("clearcpuid=", setup_clearcpuid);
1330
1331 #ifdef CONFIG_X86_64
1332 DEFINE_PER_CPU_FIRST(union irq_stack_union,
1333                      irq_stack_union) __aligned(PAGE_SIZE) __visible;
1334
1335 /*
1336  * The following percpu variables are hot.  Align current_task to
1337  * cacheline size such that they fall in the same cacheline.
1338  */
1339 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) ____cacheline_aligned =
1340         &init_task;
1341 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1342
1343 DEFINE_PER_CPU(char *, irq_stack_ptr) =
1344         init_per_cpu_var(irq_stack_union.irq_stack) + IRQ_STACK_SIZE;
1345
1346 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, irq_count) __visible = -1;
1347
1348 DEFINE_PER_CPU(int, __preempt_count) = INIT_PREEMPT_COUNT;
1349 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(__preempt_count);
1350
1351 /* May not be marked __init: used by software suspend */
1352 void syscall_init(void)
1353 {
1354         extern char _entry_trampoline[];
1355         extern char entry_SYSCALL_64_trampoline[];
1356
1357         int cpu = smp_processor_id();
1358         unsigned long SYSCALL64_entry_trampoline =
1359                 (unsigned long)get_cpu_entry_area(cpu)->entry_trampoline +
1360                 (entry_SYSCALL_64_trampoline - _entry_trampoline);
1361
1362         wrmsr(MSR_STAR, 0, (__USER32_CS << 16) | __KERNEL_CS);
1363         wrmsrl(MSR_LSTAR, SYSCALL64_entry_trampoline);
1364
1365 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
1366         wrmsrl(MSR_CSTAR, (unsigned long)entry_SYSCALL_compat);
1367         /*
1368          * This only works on Intel CPUs.
1369          * On AMD CPUs these MSRs are 32-bit, CPU truncates MSR_IA32_SYSENTER_EIP.
1370          * This does not cause SYSENTER to jump to the wrong location, because
1371          * AMD doesn't allow SYSENTER in long mode (either 32- or 64-bit).
1372          */
1373         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_CS, (u64)__KERNEL_CS);
1374         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, (unsigned long)(cpu_entry_stack(cpu) + 1));
1375         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (u64)entry_SYSENTER_compat);
1376 #else
1377         wrmsrl(MSR_CSTAR, (unsigned long)ignore_sysret);
1378         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_CS, (u64)GDT_ENTRY_INVALID_SEG);
1379         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, 0ULL);
1380         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, 0ULL);
1381 #endif
1382
1383         /* Flags to clear on syscall */
1384         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
1385                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|
1386                X86_EFLAGS_IOPL|X86_EFLAGS_AC|X86_EFLAGS_NT);
1387 }
1388
1389 /*
1390  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
1391  * debugging, no special alignment required.
1392  */
1393 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
1394
1395 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, debug_stack_addr);
1396 DEFINE_PER_CPU(int, debug_stack_usage);
1397
1398 int is_debug_stack(unsigned long addr)
1399 {
1400         return __this_cpu_read(debug_stack_usage) ||
1401                 (addr <= __this_cpu_read(debug_stack_addr) &&
1402                  addr > (__this_cpu_read(debug_stack_addr) - DEBUG_STKSZ));
1403 }
1404 NOKPROBE_SYMBOL(is_debug_stack);
1405
1406 DEFINE_PER_CPU(u32, debug_idt_ctr);
1407
1408 void debug_stack_set_zero(void)
1409 {
1410         this_cpu_inc(debug_idt_ctr);
1411         load_current_idt();
1412 }
1413 NOKPROBE_SYMBOL(debug_stack_set_zero);
1414
1415 void debug_stack_reset(void)
1416 {
1417         if (WARN_ON(!this_cpu_read(debug_idt_ctr)))
1418                 return;
1419         if (this_cpu_dec_return(debug_idt_ctr) == 0)
1420                 load_current_idt();
1421 }
1422 NOKPROBE_SYMBOL(debug_stack_reset);
1423
1424 #else   /* CONFIG_X86_64 */
1425
1426 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
1427 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1428 DEFINE_PER_CPU(int, __preempt_count) = INIT_PREEMPT_COUNT;
1429 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(__preempt_count);
1430
1431 /*
1432  * On x86_32, vm86 modifies tss.sp0, so sp0 isn't a reliable way to find
1433  * the top of the kernel stack.  Use an extra percpu variable to track the
1434  * top of the kernel stack directly.
1435  */
1436 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cpu_current_top_of_stack) =
1437         (unsigned long)&init_thread_union + THREAD_SIZE;
1438 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_current_top_of_stack);
1439
1440 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
1441 DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct stack_canary, stack_canary);
1442 #endif
1443
1444 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
1445
1446 /*
1447  * Clear all 6 debug registers:
1448  */
1449 static void clear_all_debug_regs(void)
1450 {
1451         int i;
1452
1453         for (i = 0; i < 8; i++) {
1454                 /* Ignore db4, db5 */
1455                 if ((i == 4) || (i == 5))
1456                         continue;
1457
1458                 set_debugreg(0, i);
1459         }
1460 }
1461
1462 #ifdef CONFIG_KGDB
1463 /*
1464  * Restore debug regs if using kgdbwait and you have a kernel debugger
1465  * connection established.
1466  */
1467 static void dbg_restore_debug_regs(void)
1468 {
1469         if (unlikely(kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break))
1470                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1471 }
1472 #else /* ! CONFIG_KGDB */
1473 #define dbg_restore_debug_regs()
1474 #endif /* ! CONFIG_KGDB */
1475
1476 static void wait_for_master_cpu(int cpu)
1477 {
1478 #ifdef CONFIG_SMP
1479         /*
1480          * wait for ACK from master CPU before continuing
1481          * with AP initialization
1482          */
1483         WARN_ON(cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask));
1484         while (!cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callout_mask))
1485                 cpu_relax();
1486 #endif
1487 }
1488
1489 /*
1490  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
1491  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
1492  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
1493  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
1494  * A lot of state is already set up in PDA init for 64 bit
1495  */
1496 #ifdef CONFIG_X86_64
1497
1498 void cpu_init(void)
1499 {
1500         struct orig_ist *oist;
1501         struct task_struct *me;
1502         struct tss_struct *t;
1503         unsigned long v;
1504         int cpu = raw_smp_processor_id();
1505         int i;
1506
1507         wait_for_master_cpu(cpu);
1508
1509         /*
1510          * Initialize the CR4 shadow before doing anything that could
1511          * try to read it.
1512          */
1513         cr4_init_shadow();
1514
1515         if (cpu)
1516                 load_ucode_ap();
1517
1518         t = &per_cpu(cpu_tss_rw, cpu);
1519         oist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
1520
1521 #ifdef CONFIG_NUMA
1522         if (this_cpu_read(numa_node) == 0 &&
1523             early_cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
1524                 set_numa_node(early_cpu_to_node(cpu));
1525 #endif
1526
1527         me = current;
1528
1529         pr_debug("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1530
1531         cr4_clear_bits(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1532
1533         /*
1534          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
1535          * and set up the GDT descriptor:
1536          */
1537
1538         switch_to_new_gdt(cpu);
1539         loadsegment(fs, 0);
1540
1541         load_current_idt();
1542
1543         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
1544         syscall_init();
1545
1546         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
1547         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
1548         barrier();
1549
1550         x86_configure_nx();
1551         x2apic_setup();
1552
1553         /*
1554          * set up and load the per-CPU TSS
1555          */
1556         if (!oist->ist[0]) {
1557                 char *estacks = get_cpu_entry_area(cpu)->exception_stacks;
1558
1559                 for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
1560                         estacks += exception_stack_sizes[v];
1561                         oist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] =
1562                                         (unsigned long)estacks;
1563                         if (v == DEBUG_STACK-1)
1564                                 per_cpu(debug_stack_addr, cpu) = (unsigned long)estacks;
1565                 }
1566         }
1567
1568         t->x86_tss.io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET;
1569
1570         /*
1571          * <= is required because the CPU will access up to
1572          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
1573          */
1574         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
1575                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
1576
1577         mmgrab(&init_mm);
1578         me->active_mm = &init_mm;
1579         BUG_ON(me->mm);
1580         initialize_tlbstate_and_flush();
1581         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
1582
1583         /*
1584          * Initialize the TSS.  sp0 points to the entry trampoline stack
1585          * regardless of what task is running.
1586          */
1587         set_tss_desc(cpu, &get_cpu_entry_area(cpu)->tss.x86_tss);
1588         load_TR_desc();
1589         load_sp0((unsigned long)(cpu_entry_stack(cpu) + 1));
1590
1591         load_mm_ldt(&init_mm);
1592
1593         clear_all_debug_regs();
1594         dbg_restore_debug_regs();
1595
1596         fpu__init_cpu();
1597
1598         if (is_uv_system())
1599                 uv_cpu_init();
1600
1601         load_fixmap_gdt(cpu);
1602 }
1603
1604 #else
1605
1606 void cpu_init(void)
1607 {
1608         int cpu = smp_processor_id();
1609         struct task_struct *curr = current;
1610         struct tss_struct *t = &per_cpu(cpu_tss_rw, cpu);
1611
1612         wait_for_master_cpu(cpu);
1613
1614         /*
1615          * Initialize the CR4 shadow before doing anything that could
1616          * try to read it.
1617          */
1618         cr4_init_shadow();
1619
1620         show_ucode_info_early();
1621
1622         pr_info("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1623
1624         if (cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_VME) ||
1625             boot_cpu_has(X86_FEATURE_TSC) ||
1626             boot_cpu_has(X86_FEATURE_DE))
1627                 cr4_clear_bits(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1628
1629         load_current_idt();
1630         switch_to_new_gdt(cpu);
1631
1632         /*
1633          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
1634          */
1635         mmgrab(&init_mm);
1636         curr->active_mm = &init_mm;
1637         BUG_ON(curr->mm);
1638         initialize_tlbstate_and_flush();
1639         enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
1640
1641         /*
1642          * Initialize the TSS.  Don't bother initializing sp0, as the initial
1643          * task never enters user mode.
1644          */
1645         set_tss_desc(cpu, &get_cpu_entry_area(cpu)->tss.x86_tss);
1646         load_TR_desc();
1647
1648         load_mm_ldt(&init_mm);
1649
1650         t->x86_tss.io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET;
1651
1652 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1653         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
1654         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1655 #endif
1656
1657         clear_all_debug_regs();
1658         dbg_restore_debug_regs();
1659
1660         fpu__init_cpu();
1661
1662         load_fixmap_gdt(cpu);
1663 }
1664 #endif
1665
1666 static void bsp_resume(void)
1667 {
1668         if (this_cpu->c_bsp_resume)
1669                 this_cpu->c_bsp_resume(&boot_cpu_data);
1670 }
1671
1672 static struct syscore_ops cpu_syscore_ops = {
1673         .resume         = bsp_resume,
1674 };
1675
1676 static int __init init_cpu_syscore(void)
1677 {
1678         register_syscore_ops(&cpu_syscore_ops);
1679         return 0;
1680 }
1681 core_initcall(init_cpu_syscore);