arch/x86/kernel/cpu/mtrr/main.c

   1 /*  Generic MTRR (Memory Type Range Register) driver.
   2
   3     Copyright (C) 1997-2000  Richard Gooch
   4     Copyright (c) 2002       Patrick Mochel
   5
   6     This library is free software; you can redistribute it and/or
   7     modify it under the terms of the GNU Library General Public
   8     License as published by the Free Software Foundation; either
   9     version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  10
  11     This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14     Library General Public License for more details.
  15
  16     You should have received a copy of the GNU Library General Public
  17     License along with this library; if not, write to the Free
  18     Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  19
  20     Richard Gooch may be reached by email at  rgooch@atnf.csiro.au
  21     The postal address is:
  22       Richard Gooch, c/o ATNF, P. O. Box 76, Epping, N.S.W., 2121, Australia.
  23
  24     Source: "Pentium Pro Family Developer's Manual, Volume 3:
  25     Operating System Writer's Guide" (Intel document number 242692),
  26     section 11.11.7
  27
  28     This was cleaned and made readable by Patrick Mochel <mochel@osdl.org>
  29     on 6-7 March 2002.
  30     Source: Intel Architecture Software Developers Manual, Volume 3:
  31     System Programming Guide; Section 9.11. (1997 edition - PPro).
  32 */
  33
  34 #include <linux/module.h>
  35 #include <linux/init.h>
  36 #include <linux/pci.h>
  37 #include <linux/smp.h>
  38 #include <linux/cpu.h>
  39 #include <linux/mutex.h>
  40
  41 #include <asm/e820.h>
  42 #include <asm/mtrr.h>
  43 #include <asm/uaccess.h>
  44 #include <asm/processor.h>
  45 #include <asm/msr.h>
  46 #include <asm/kvm_para.h>
  47 #include "mtrr.h"
  48
  49 u32 num_var_ranges = 0;
  50
  51 unsigned int mtrr_usage_table[MAX_VAR_RANGES];
  52 static DEFINE_MUTEX(mtrr_mutex);
  53
  54 u64 size_or_mask, size_and_mask;
  55
  56 static struct mtrr_ops * mtrr_ops[X86_VENDOR_NUM] = {};
  57
  58 struct mtrr_ops * mtrr_if = NULL;
  59
  60 static void set_mtrr(unsigned int reg, unsigned long base,
  61                      unsigned long size, mtrr_type type);
  62
  63 void set_mtrr_ops(struct mtrr_ops * ops)
  64 {
  65         if (ops->vendor && ops->vendor < X86_VENDOR_NUM)
  66                 mtrr_ops[ops->vendor] = ops;
  67 }
  68
  69 /*  Returns non-zero if we have the write-combining memory type  */
  70 static int have_wrcomb(void)
  71 {
  72         struct pci_dev *dev;
  73         u8 rev;
  74
  75         if ((dev = pci_get_class(PCI_CLASS_BRIDGE_HOST << 8, NULL)) != NULL) {
  76                 /* ServerWorks LE chipsets < rev 6 have problems with write-combining
  77                    Don't allow it and leave room for other chipsets to be tagged */
  78                 if (dev->vendor == PCI_VENDOR_ID_SERVERWORKS &&
  79                     dev->device == PCI_DEVICE_ID_SERVERWORKS_LE) {
  80                         pci_read_config_byte(dev, PCI_CLASS_REVISION, &rev);
  81                         if (rev <= 5) {
  82                                 printk(KERN_INFO "mtrr: Serverworks LE rev < 6 detected. Write-combining disabled.\n");
  83                                 pci_dev_put(dev);
  84                                 return 0;
  85                         }
  86                 }
  87                 /* Intel 450NX errata # 23. Non ascending cacheline evictions to
  88                    write combining memory may resulting in data corruption */
  89                 if (dev->vendor == PCI_VENDOR_ID_INTEL &&
  90                     dev->device == PCI_DEVICE_ID_INTEL_82451NX) {
  91                         printk(KERN_INFO "mtrr: Intel 450NX MMC detected. Write-combining disabled.\n");
  92                         pci_dev_put(dev);
  93                         return 0;
  94                 }
  95                 pci_dev_put(dev);
  96         }
  97         return (mtrr_if->have_wrcomb ? mtrr_if->have_wrcomb() : 0);
  98 }
  99
 100 /*  This function returns the number of variable MTRRs  */
 101 static void __init set_num_var_ranges(void)
 102 {
 103         unsigned long config = 0, dummy;
 104
 105         if (use_intel()) {
 106                 rdmsr(MTRRcap_MSR, config, dummy);
 107         } else if (is_cpu(AMD))
 108                 config = 2;
 109         else if (is_cpu(CYRIX) || is_cpu(CENTAUR))
 110                 config = 8;
 111         num_var_ranges = config & 0xff;
 112 }
 113
 114 static void __init init_table(void)
 115 {
 116         int i, max;
 117
 118         max = num_var_ranges;
 119         for (i = 0; i < max; i++)
 120                 mtrr_usage_table[i] = 1;
 121 }
 122
 123 struct set_mtrr_data {
 124         atomic_t        count;
 125         atomic_t        gate;
 126         unsigned long   smp_base;
 127         unsigned long   smp_size;
 128         unsigned int    smp_reg;
 129         mtrr_type       smp_type;
 130 };
 131
 132 static void ipi_handler(void *info)
 133 /*  [SUMMARY] Synchronisation handler. Executed by "other" CPUs.
 134     [RETURNS] Nothing.
 135 */
 136 {
 137 #ifdef CONFIG_SMP
 138         struct set_mtrr_data *data = info;
 139         unsigned long flags;
 140
 141         local_irq_save(flags);
 142
 143         atomic_dec(&data->count);
 144         while(!atomic_read(&data->gate))
 145                 cpu_relax();
 146
 147         /*  The master has cleared me to execute  */
 148         if (data->smp_reg != ~0U)
 149                 mtrr_if->set(data->smp_reg, data->smp_base,
 150                              data->smp_size, data->smp_type);
 151         else
 152                 mtrr_if->set_all();
 153
 154         atomic_dec(&data->count);
 155         while(atomic_read(&data->gate))
 156                 cpu_relax();
 157
 158         atomic_dec(&data->count);
 159         local_irq_restore(flags);
 160 #endif
 161 }
 162
 163 static inline int types_compatible(mtrr_type type1, mtrr_type type2) {
 164         return type1 == MTRR_TYPE_UNCACHABLE ||
 165                type2 == MTRR_TYPE_UNCACHABLE ||
 166                (type1 == MTRR_TYPE_WRTHROUGH && type2 == MTRR_TYPE_WRBACK) ||
 167                (type1 == MTRR_TYPE_WRBACK && type2 == MTRR_TYPE_WRTHROUGH);
 168 }
 169
 170 /**
 171  * set_mtrr - update mtrrs on all processors
 172  * @reg:        mtrr in question
 173  * @base:       mtrr base
 174  * @size:       mtrr size
 175  * @type:       mtrr type
 176  *
 177  * This is kinda tricky, but fortunately, Intel spelled it out for us cleanly:
 178  *
 179  * 1. Send IPI to do the following:
 180  * 2. Disable Interrupts
 181  * 3. Wait for all procs to do so
 182  * 4. Enter no-fill cache mode
 183  * 5. Flush caches
 184  * 6. Clear PGE bit
 185  * 7. Flush all TLBs
 186  * 8. Disable all range registers
 187  * 9. Update the MTRRs
 188  * 10. Enable all range registers
 189  * 11. Flush all TLBs and caches again
 190  * 12. Enter normal cache mode and reenable caching
 191  * 13. Set PGE
 192  * 14. Wait for buddies to catch up
 193  * 15. Enable interrupts.
 194  *
 195  * What does that mean for us? Well, first we set data.count to the number
 196  * of CPUs. As each CPU disables interrupts, it'll decrement it once. We wait
 197  * until it hits 0 and proceed. We set the data.gate flag and reset data.count.
 198  * Meanwhile, they are waiting for that flag to be set. Once it's set, each
 199  * CPU goes through the transition of updating MTRRs. The CPU vendors may each do it
 200  * differently, so we call mtrr_if->set() callback and let them take care of it.
 201  * When they're done, they again decrement data->count and wait for data.gate to
 202  * be reset.
 203  * When we finish, we wait for data.count to hit 0 and toggle the data.gate flag.
 204  * Everyone then enables interrupts and we all continue on.
 205  *
 206  * Note that the mechanism is the same for UP systems, too; all the SMP stuff
 207  * becomes nops.
 208  */
 209 static void set_mtrr(unsigned int reg, unsigned long base,
 210                      unsigned long size, mtrr_type type)
 211 {
 212         struct set_mtrr_data data;
 213         unsigned long flags;
 214
 215         data.smp_reg = reg;
 216         data.smp_base = base;
 217         data.smp_size = size;
 218         data.smp_type = type;
 219         atomic_set(&data.count, num_booting_cpus() - 1);
 220         /* make sure data.count is visible before unleashing other CPUs */
 221         smp_wmb();
 222         atomic_set(&data.gate,0);
 223
 224         /*  Start the ball rolling on other CPUs  */
 225         if (smp_call_function(ipi_handler, &data, 1, 0) != 0)
 226                 panic("mtrr: timed out waiting for other CPUs\n");
 227
 228         local_irq_save(flags);
 229
 230         while(atomic_read(&data.count))
 231                 cpu_relax();
 232
 233         /* ok, reset count and toggle gate */
 234         atomic_set(&data.count, num_booting_cpus() - 1);
 235         smp_wmb();
 236         atomic_set(&data.gate,1);
 237
 238         /* do our MTRR business */
 239
 240         /* HACK!
 241          * We use this same function to initialize the mtrrs on boot.
 242          * The state of the boot cpu's mtrrs has been saved, and we want
 243          * to replicate across all the APs.
 244          * If we're doing that @reg is set to something special...
 245          */
 246         if (reg != ~0U)
 247                 mtrr_if->set(reg,base,size,type);
 248
 249         /* wait for the others */
 250         while(atomic_read(&data.count))
 251                 cpu_relax();
 252
 253         atomic_set(&data.count, num_booting_cpus() - 1);
 254         smp_wmb();
 255         atomic_set(&data.gate,0);
 256
 257         /*
 258          * Wait here for everyone to have seen the gate change
 259          * So we're the last ones to touch 'data'
 260          */
 261         while(atomic_read(&data.count))
 262                 cpu_relax();
 263
 264         local_irq_restore(flags);
 265 }
 266
 267 /**
 268  *      mtrr_add_page - Add a memory type region
 269  *      @base: Physical base address of region in pages (in units of 4 kB!)
 270  *      @size: Physical size of region in pages (4 kB)
 271  *      @type: Type of MTRR desired
 272  *      @increment: If this is true do usage counting on the region
 273  *
 274  *      Memory type region registers control the caching on newer Intel and
 275  *      non Intel processors. This function allows drivers to request an
 276  *      MTRR is added. The details and hardware specifics of each processor's
 277  *      implementation are hidden from the caller, but nevertheless the
 278  *      caller should expect to need to provide a power of two size on an
 279  *      equivalent power of two boundary.
 280  *
 281  *      If the region cannot be added either because all regions are in use
 282  *      or the CPU cannot support it a negative value is returned. On success
 283  *      the register number for this entry is returned, but should be treated
 284  *      as a cookie only.
 285  *
 286  *      On a multiprocessor machine the changes are made to all processors.
 287  *      This is required on x86 by the Intel processors.
 288  *
 289  *      The available types are
 290  *
 291  *      %MTRR_TYPE_UNCACHABLE   -       No caching
 292  *
 293  *      %MTRR_TYPE_WRBACK       -       Write data back in bursts whenever
 294  *
 295  *      %MTRR_TYPE_WRCOMB       -       Write data back soon but allow bursts
 296  *
 297  *      %MTRR_TYPE_WRTHROUGH    -       Cache reads but not writes
 298  *
 299  *      BUGS: Needs a quiet flag for the cases where drivers do not mind
 300  *      failures and do not wish system log messages to be sent.
 301  */
 302
 303 int mtrr_add_page(unsigned long base, unsigned long size,
 304                   unsigned int type, bool increment)
 305 {
 306         int i, replace, error;
 307         mtrr_type ltype;
 308         unsigned long lbase, lsize;
 309
 310         if (!mtrr_if)
 311                 return -ENXIO;
 312
 313         if ((error = mtrr_if->validate_add_page(base,size,type)))
 314                 return error;
 315
 316         if (type >= MTRR_NUM_TYPES) {
 317                 printk(KERN_WARNING "mtrr: type: %u invalid\n", type);
 318                 return -EINVAL;
 319         }
 320
 321         /*  If the type is WC, check that this processor supports it  */
 322         if ((type == MTRR_TYPE_WRCOMB) && !have_wrcomb()) {
 323                 printk(KERN_WARNING
 324                        "mtrr: your processor doesn't support write-combining\n");
 325                 return -ENOSYS;
 326         }
 327
 328         if (!size) {
 329                 printk(KERN_WARNING "mtrr: zero sized request\n");
 330                 return -EINVAL;
 331         }
 332
 333         if (base & size_or_mask || size & size_or_mask) {
 334                 printk(KERN_WARNING "mtrr: base or size exceeds the MTRR width\n");
 335                 return -EINVAL;
 336         }
 337
 338         error = -EINVAL;
 339         replace = -1;
 340
 341         /* No CPU hotplug when we change MTRR entries */
 342         get_online_cpus();
 343         /*  Search for existing MTRR  */
 344         mutex_lock(&mtrr_mutex);
 345         for (i = 0; i < num_var_ranges; ++i) {
 346                 mtrr_if->get(i, &lbase, &lsize, &ltype);
 347                 if (!lsize || base > lbase + lsize - 1 || base + size - 1 < lbase)
 348                         continue;
 349                 /*  At this point we know there is some kind of overlap/enclosure  */
 350                 if (base < lbase || base + size - 1 > lbase + lsize - 1) {
 351                         if (base <= lbase && base + size - 1 >= lbase + lsize - 1) {
 352                                 /*  New region encloses an existing region  */
 353                                 if (type == ltype) {
 354                                         replace = replace == -1 ? i : -2;
 355                                         continue;
 356                                 }
 357                                 else if (types_compatible(type, ltype))
 358                                         continue;
 359                         }
 360                         printk(KERN_WARNING
 361                                "mtrr: 0x%lx000,0x%lx000 overlaps existing"
 362                                " 0x%lx000,0x%lx000\n", base, size, lbase,
 363                                lsize);
 364                         goto out;
 365                 }
 366                 /*  New region is enclosed by an existing region  */
 367                 if (ltype != type) {
 368                         if (types_compatible(type, ltype))
 369                                 continue;
 370                         printk (KERN_WARNING "mtrr: type mismatch for %lx000,%lx000 old: %s new: %s\n",
 371                              base, size, mtrr_attrib_to_str(ltype),
 372                              mtrr_attrib_to_str(type));
 373                         goto out;
 374                 }
 375                 if (increment)
 376                         ++mtrr_usage_table[i];
 377                 error = i;
 378                 goto out;
 379         }
 380         /*  Search for an empty MTRR  */
 381         i = mtrr_if->get_free_region(base, size, replace);
 382         if (i >= 0) {
 383                 set_mtrr(i, base, size, type);
 384                 if (likely(replace < 0)) {
 385                         mtrr_usage_table[i] = 1;
 386                 } else {
 387                         mtrr_usage_table[i] = mtrr_usage_table[replace];
 388                         if (increment)
 389                                 mtrr_usage_table[i]++;
 390                         if (unlikely(replace != i)) {
 391                                 set_mtrr(replace, 0, 0, 0);
 392                                 mtrr_usage_table[replace] = 0;
 393                         }
 394                 }
 395         } else
 396                 printk(KERN_INFO "mtrr: no more MTRRs available\n");
 397         error = i;
 398  out:
 399         mutex_unlock(&mtrr_mutex);
 400         put_online_cpus();
 401         return error;
 402 }
 403
 404 static int mtrr_check(unsigned long base, unsigned long size)
 405 {
 406         if ((base & (PAGE_SIZE - 1)) || (size & (PAGE_SIZE - 1))) {
 407                 printk(KERN_WARNING
 408                         "mtrr: size and base must be multiples of 4 kiB\n");
 409                 printk(KERN_DEBUG
 410                         "mtrr: size: 0x%lx  base: 0x%lx\n", size, base);
 411                 dump_stack();
 412                 return -1;
 413         }
 414         return 0;
 415 }
 416
 417 /**
 418  *      mtrr_add - Add a memory type region
 419  *      @base: Physical base address of region
 420  *      @size: Physical size of region
 421  *      @type: Type of MTRR desired
 422  *      @increment: If this is true do usage counting on the region
 423  *
 424  *      Memory type region registers control the caching on newer Intel and
 425  *      non Intel processors. This function allows drivers to request an
 426  *      MTRR is added. The details and hardware specifics of each processor's
 427  *      implementation are hidden from the caller, but nevertheless the
 428  *      caller should expect to need to provide a power of two size on an
 429  *      equivalent power of two boundary.
 430  *
 431  *      If the region cannot be added either because all regions are in use
 432  *      or the CPU cannot support it a negative value is returned. On success
 433  *      the register number for this entry is returned, but should be treated
 434  *      as a cookie only.
 435  *
 436  *      On a multiprocessor machine the changes are made to all processors.
 437  *      This is required on x86 by the Intel processors.
 438  *
 439  *      The available types are
 440  *
 441  *      %MTRR_TYPE_UNCACHABLE   -       No caching
 442  *
 443  *      %MTRR_TYPE_WRBACK       -       Write data back in bursts whenever
 444  *
 445  *      %MTRR_TYPE_WRCOMB       -       Write data back soon but allow bursts
 446  *
 447  *      %MTRR_TYPE_WRTHROUGH    -       Cache reads but not writes
 448  *
 449  *      BUGS: Needs a quiet flag for the cases where drivers do not mind
 450  *      failures and do not wish system log messages to be sent.
 451  */
 452
 453 int
 454 mtrr_add(unsigned long base, unsigned long size, unsigned int type,
 455          bool increment)
 456 {
 457         if (mtrr_check(base, size))
 458                 return -EINVAL;
 459         return mtrr_add_page(base >> PAGE_SHIFT, size >> PAGE_SHIFT, type,
 460                              increment);
 461 }
 462
 463 /**
 464  *      mtrr_del_page - delete a memory type region
 465  *      @reg: Register returned by mtrr_add
 466  *      @base: Physical base address
 467  *      @size: Size of region
 468  *
 469  *      If register is supplied then base and size are ignored. This is
 470  *      how drivers should call it.
 471  *
 472  *      Releases an MTRR region. If the usage count drops to zero the
 473  *      register is freed and the region returns to default state.
 474  *      On success the register is returned, on failure a negative error
 475  *      code.
 476  */
 477
 478 int mtrr_del_page(int reg, unsigned long base, unsigned long size)
 479 {
 480         int i, max;
 481         mtrr_type ltype;
 482         unsigned long lbase, lsize;
 483         int error = -EINVAL;
 484
 485         if (!mtrr_if)
 486                 return -ENXIO;
 487
 488         max = num_var_ranges;
 489         /* No CPU hotplug when we change MTRR entries */
 490         get_online_cpus();
 491         mutex_lock(&mtrr_mutex);
 492         if (reg < 0) {
 493                 /*  Search for existing MTRR  */
 494                 for (i = 0; i < max; ++i) {
 495                         mtrr_if->get(i, &lbase, &lsize, &ltype);
 496                         if (lbase == base && lsize == size) {
 497                                 reg = i;
 498                                 break;
 499                         }
 500                 }
 501                 if (reg < 0) {
 502                         printk(KERN_DEBUG "mtrr: no MTRR for %lx000,%lx000 found\n", base,
 503                                size);
 504                         goto out;
 505                 }
 506         }
 507         if (reg >= max) {
 508                 printk(KERN_WARNING "mtrr: register: %d too big\n", reg);
 509                 goto out;
 510         }
 511         mtrr_if->get(reg, &lbase, &lsize, &ltype);
 512         if (lsize < 1) {
 513                 printk(KERN_WARNING "mtrr: MTRR %d not used\n", reg);
 514                 goto out;
 515         }
 516         if (mtrr_usage_table[reg] < 1) {
 517                 printk(KERN_WARNING "mtrr: reg: %d has count=0\n", reg);
 518                 goto out;
 519         }
 520         if (--mtrr_usage_table[reg] < 1)
 521                 set_mtrr(reg, 0, 0, 0);
 522         error = reg;
 523  out:
 524         mutex_unlock(&mtrr_mutex);
 525         put_online_cpus();
 526         return error;
 527 }
 528 /**
 529  *      mtrr_del - delete a memory type region
 530  *      @reg: Register returned by mtrr_add
 531  *      @base: Physical base address
 532  *      @size: Size of region
 533  *
 534  *      If register is supplied then base and size are ignored. This is
 535  *      how drivers should call it.
 536  *
 537  *      Releases an MTRR region. If the usage count drops to zero the
 538  *      register is freed and the region returns to default state.
 539  *      On success the register is returned, on failure a negative error
 540  *      code.
 541  */
 542
 543 int
 544 mtrr_del(int reg, unsigned long base, unsigned long size)
 545 {
 546         if (mtrr_check(base, size))
 547                 return -EINVAL;
 548         return mtrr_del_page(reg, base >> PAGE_SHIFT, size >> PAGE_SHIFT);
 549 }
 550
 551 EXPORT_SYMBOL(mtrr_add);
 552 EXPORT_SYMBOL(mtrr_del);
 553
 554 /* HACK ALERT!
 555  * These should be called implicitly, but we can't yet until all the initcall
 556  * stuff is done...
 557  */
 558 static void __init init_ifs(void)
 559 {
 560 #ifndef CONFIG_X86_64
 561         amd_init_mtrr();
 562         cyrix_init_mtrr();
 563         centaur_init_mtrr();
 564 #endif
 565 }
 566
 567 /* The suspend/resume methods are only for CPU without MTRR. CPU using generic
 568  * MTRR driver doesn't require this
 569  */
 570 struct mtrr_value {
 571         mtrr_type       ltype;
 572         unsigned long   lbase;
 573         unsigned long   lsize;
 574 };
 575
 576 static struct mtrr_value mtrr_state[MAX_VAR_RANGES];
 577
 578 static int mtrr_save(struct sys_device * sysdev, pm_message_t state)
 579 {
 580         int i;
 581
 582         for (i = 0; i < num_var_ranges; i++) {
 583                 mtrr_if->get(i,
 584                              &mtrr_state[i].lbase,
 585                              &mtrr_state[i].lsize,
 586                              &mtrr_state[i].ltype);
 587         }
 588         return 0;
 589 }
 590
 591 static int mtrr_restore(struct sys_device * sysdev)
 592 {
 593         int i;
 594
 595         for (i = 0; i < num_var_ranges; i++) {
 596                 if (mtrr_state[i].lsize)
 597                         set_mtrr(i,
 598                                  mtrr_state[i].lbase,
 599                                  mtrr_state[i].lsize,
 600                                  mtrr_state[i].ltype);
 601         }
 602         return 0;
 603 }
 604
 605
 606
 607 static struct sysdev_driver mtrr_sysdev_driver = {
 608         .suspend        = mtrr_save,
 609         .resume         = mtrr_restore,
 610 };
 611
 612 static int disable_mtrr_trim;
 613
 614 static int __init disable_mtrr_trim_setup(char *str)
 615 {
 616         disable_mtrr_trim = 1;
 617         return 0;
 618 }
 619 early_param("disable_mtrr_trim", disable_mtrr_trim_setup);
 620
 621 /*
 622  * Newer AMD K8s and later CPUs have a special magic MSR way to force WB
 623  * for memory >4GB. Check for that here.
 624  * Note this won't check if the MTRRs < 4GB where the magic bit doesn't
 625  * apply to are wrong, but so far we don't know of any such case in the wild.
 626  */
 627 #define Tom2Enabled (1U << 21)
 628 #define Tom2ForceMemTypeWB (1U << 22)
 629
 630 int __init amd_special_default_mtrr(void)
 631 {
 632         u32 l, h;
 633
 634         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD)
 635                 return 0;
 636         if (boot_cpu_data.x86 < 0xf || boot_cpu_data.x86 > 0x11)
 637                 return 0;
 638         /* In case some hypervisor doesn't pass SYSCFG through */
 639         if (rdmsr_safe(MSR_K8_SYSCFG, &l, &h) < 0)
 640                 return 0;
 641         /*
 642          * Memory between 4GB and top of mem is forced WB by this magic bit.
 643          * Reserved before K8RevF, but should be zero there.
 644          */
 645         if ((l & (Tom2Enabled | Tom2ForceMemTypeWB)) ==
 646                  (Tom2Enabled | Tom2ForceMemTypeWB))
 647                 return 1;
 648         return 0;
 649 }
 650
 651 /**
 652  * mtrr_trim_uncached_memory - trim RAM not covered by MTRRs
 653  * @end_pfn: ending page frame number
 654  *
 655  * Some buggy BIOSes don't setup the MTRRs properly for systems with certain
 656  * memory configurations.  This routine checks that the highest MTRR matches
 657  * the end of memory, to make sure the MTRRs having a write back type cover
 658  * all of the memory the kernel is intending to use. If not, it'll trim any
 659  * memory off the end by adjusting end_pfn, removing it from the kernel's
 660  * allocation pools, warning the user with an obnoxious message.
 661  */
 662 int __init mtrr_trim_uncached_memory(unsigned long end_pfn)
 663 {
 664         unsigned long i, base, size, highest_pfn = 0, def, dummy;
 665         mtrr_type type;
 666         u64 trim_start, trim_size;
 667
 668         /*
 669          * Make sure we only trim uncachable memory on machines that
 670          * support the Intel MTRR architecture:
 671          */
 672         if (!is_cpu(INTEL) || disable_mtrr_trim)
 673                 return 0;
 674         rdmsr(MTRRdefType_MSR, def, dummy);
 675         def &= 0xff;
 676         if (def != MTRR_TYPE_UNCACHABLE)
 677                 return 0;
 678
 679         if (amd_special_default_mtrr())
 680                 return 0;
 681
 682         /* Find highest cached pfn */
 683         for (i = 0; i < num_var_ranges; i++) {
 684                 mtrr_if->get(i, &base, &size, &type);
 685                 if (type != MTRR_TYPE_WRBACK)
 686                         continue;
 687                 if (highest_pfn < base + size)
 688                         highest_pfn = base + size;
 689         }
 690
 691         /* kvm/qemu doesn't have mtrr set right, don't trim them all */
 692         if (!highest_pfn) {
 693                 if (!kvm_para_available()) {
 694                         printk(KERN_WARNING
 695                                 "WARNING: strange, CPU MTRRs all blank?\n");
 696                         WARN_ON(1);
 697                 }
 698                 return 0;
 699         }
 700
 701         if (highest_pfn < end_pfn) {
 702                 printk(KERN_WARNING "WARNING: BIOS bug: CPU MTRRs don't cover"
 703                         " all of memory, losing %luMB of RAM.\n",
 704                         (end_pfn - highest_pfn) >> (20 - PAGE_SHIFT));
 705
 706                 WARN_ON(1);
 707
 708                 printk(KERN_INFO "update e820 for mtrr\n");
 709                 trim_start = highest_pfn;
 710                 trim_start <<= PAGE_SHIFT;
 711                 trim_size = end_pfn;
 712                 trim_size <<= PAGE_SHIFT;
 713                 trim_size -= trim_start;
 714                 update_memory_range(trim_start, trim_size, E820_RAM,
 715                                         E820_RESERVED);
 716                 update_e820();
 717                 return 1;
 718         }
 719
 720         return 0;
 721 }
 722
 723 /**
 724  * mtrr_bp_init - initialize mtrrs on the boot CPU
 725  *
 726  * This needs to be called early; before any of the other CPUs are
 727  * initialized (i.e. before smp_init()).
 728  *
 729  */
 730 void __init mtrr_bp_init(void)
 731 {
 732         init_ifs();
 733
 734         if (cpu_has_mtrr) {
 735                 mtrr_if = &generic_mtrr_ops;
 736                 size_or_mask = 0xff000000;      /* 36 bits */
 737                 size_and_mask = 0x00f00000;
 738
 739                 /* This is an AMD specific MSR, but we assume(hope?) that
 740                    Intel will implement it to when they extend the address
 741                    bus of the Xeon. */
 742                 if (cpuid_eax(0x80000000) >= 0x80000008) {
 743                         u32 phys_addr;
 744                         phys_addr = cpuid_eax(0x80000008) & 0xff;
 745                         /* CPUID workaround for Intel 0F33/0F34 CPU */
 746                         if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL &&
 747                             boot_cpu_data.x86 == 0xF &&
 748                             boot_cpu_data.x86_model == 0x3 &&
 749                             (boot_cpu_data.x86_mask == 0x3 ||
 750                              boot_cpu_data.x86_mask == 0x4))
 751                                 phys_addr = 36;
 752
 753                         size_or_mask = ~((1ULL << (phys_addr - PAGE_SHIFT)) - 1);
 754                         size_and_mask = ~size_or_mask & 0xfffff00000ULL;
 755                 } else if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_CENTAUR &&
 756                            boot_cpu_data.x86 == 6) {
 757                         /* VIA C* family have Intel style MTRRs, but
 758                            don't support PAE */
 759                         size_or_mask = 0xfff00000;      /* 32 bits */
 760                         size_and_mask = 0;
 761                 }
 762         } else {
 763                 switch (boot_cpu_data.x86_vendor) {
 764                 case X86_VENDOR_AMD:
 765                         if (cpu_has_k6_mtrr) {
 766                                 /* Pre-Athlon (K6) AMD CPU MTRRs */
 767                                 mtrr_if = mtrr_ops[X86_VENDOR_AMD];
 768                                 size_or_mask = 0xfff00000;      /* 32 bits */
 769                                 size_and_mask = 0;
 770                         }
 771                         break;
 772                 case X86_VENDOR_CENTAUR:
 773                         if (cpu_has_centaur_mcr) {
 774                                 mtrr_if = mtrr_ops[X86_VENDOR_CENTAUR];
 775                                 size_or_mask = 0xfff00000;      /* 32 bits */
 776                                 size_and_mask = 0;
 777                         }
 778                         break;
 779                 case X86_VENDOR_CYRIX:
 780                         if (cpu_has_cyrix_arr) {
 781                                 mtrr_if = mtrr_ops[X86_VENDOR_CYRIX];
 782                                 size_or_mask = 0xfff00000;      /* 32 bits */
 783                                 size_and_mask = 0;
 784                         }
 785                         break;
 786                 default:
 787                         break;
 788                 }
 789         }
 790
 791         if (mtrr_if) {
 792                 set_num_var_ranges();
 793                 init_table();
 794                 if (use_intel())
 795                         get_mtrr_state();
 796         }
 797 }
 798
 799 void mtrr_ap_init(void)
 800 {
 801         unsigned long flags;
 802
 803         if (!mtrr_if || !use_intel())
 804                 return;
 805         /*
 806          * Ideally we should hold mtrr_mutex here to avoid mtrr entries changed,
 807          * but this routine will be called in cpu boot time, holding the lock
 808          * breaks it. This routine is called in two cases: 1.very earily time
 809          * of software resume, when there absolutely isn't mtrr entry changes;
 810          * 2.cpu hotadd time. We let mtrr_add/del_page hold cpuhotplug lock to
 811          * prevent mtrr entry changes
 812          */
 813         local_irq_save(flags);
 814
 815         mtrr_if->set_all();
 816
 817         local_irq_restore(flags);
 818 }
 819
 820 /**
 821  * Save current fixed-range MTRR state of the BSP
 822  */
 823 void mtrr_save_state(void)
 824 {
 825         smp_call_function_single(0, mtrr_save_fixed_ranges, NULL, 1, 1);
 826 }
 827
 828 static int __init mtrr_init_finialize(void)
 829 {
 830         if (!mtrr_if)
 831                 return 0;
 832         if (use_intel())
 833                 mtrr_state_warn();
 834         else {
 835                 /* The CPUs haven't MTRR and seem to not support SMP. They have
 836                  * specific drivers, we use a tricky method to support
 837                  * suspend/resume for them.
 838                  * TBD: is there any system with such CPU which supports
 839                  * suspend/resume?  if no, we should remove the code.
 840                  */
 841                 sysdev_driver_register(&cpu_sysdev_class,
 842                         &mtrr_sysdev_driver);
 843         }
 844         return 0;
 845 }
 846 subsys_initcall(mtrr_init_finialize);