x86: use descriptor's functions instead of inline assembly
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / x86 / kernel / setup64.c
1 /* 
2  * X86-64 specific CPU setup.
3  * Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
4  * Copyright 2001, 2002, 2003 SuSE Labs / Andi Kleen.
5  * See setup.c for older changelog.
6  */ 
7 #include <linux/init.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/sched.h>
10 #include <linux/string.h>
11 #include <linux/bootmem.h>
12 #include <linux/bitops.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <asm/pda.h>
15 #include <asm/pgtable.h>
16 #include <asm/processor.h>
17 #include <asm/desc.h>
18 #include <asm/atomic.h>
19 #include <asm/mmu_context.h>
20 #include <asm/smp.h>
21 #include <asm/i387.h>
22 #include <asm/percpu.h>
23 #include <asm/proto.h>
24 #include <asm/sections.h>
25 #include <asm/setup.h>
26
27 struct boot_params __initdata boot_params;
28
29 cpumask_t cpu_initialized __cpuinitdata = CPU_MASK_NONE;
30
31 struct x8664_pda *_cpu_pda[NR_CPUS] __read_mostly;
32 EXPORT_SYMBOL(_cpu_pda);
33 struct x8664_pda boot_cpu_pda[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
34
35 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
36
37 char boot_cpu_stack[IRQSTACKSIZE] __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
38
39 unsigned long __supported_pte_mask __read_mostly = ~0UL;
40 static int do_not_nx __cpuinitdata = 0;
41
42 /* noexec=on|off
43 Control non executable mappings for 64bit processes.
44
45 on      Enable(default)
46 off     Disable
47 */ 
48 static int __init nonx_setup(char *str)
49 {
50         if (!str)
51                 return -EINVAL;
52         if (!strncmp(str, "on", 2)) {
53                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX; 
54                 do_not_nx = 0; 
55         } else if (!strncmp(str, "off", 3)) {
56                 do_not_nx = 1;
57                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
58         }
59         return 0;
60
61 early_param("noexec", nonx_setup);
62
63 int force_personality32 = 0; 
64
65 /* noexec32=on|off
66 Control non executable heap for 32bit processes.
67 To control the stack too use noexec=off
68
69 on      PROT_READ does not imply PROT_EXEC for 32bit processes
70 off     PROT_READ implies PROT_EXEC (default)
71 */
72 static int __init nonx32_setup(char *str)
73 {
74         if (!strcmp(str, "on"))
75                 force_personality32 &= ~READ_IMPLIES_EXEC;
76         else if (!strcmp(str, "off"))
77                 force_personality32 |= READ_IMPLIES_EXEC;
78         return 1;
79 }
80 __setup("noexec32=", nonx32_setup);
81
82 /*
83  * Great future plan:
84  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
85  * Always point %gs to its beginning
86  */
87 void __init setup_per_cpu_areas(void)
88
89         int i;
90         unsigned long size;
91
92 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
93         prefill_possible_map();
94 #endif
95
96         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
97         size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
98
99         printk(KERN_INFO "PERCPU: Allocating %lu bytes of per cpu data\n", size);
100         for_each_cpu_mask (i, cpu_possible_map) {
101                 char *ptr;
102
103                 if (!NODE_DATA(cpu_to_node(i))) {
104                         printk("cpu with no node %d, num_online_nodes %d\n",
105                                i, num_online_nodes());
106                         ptr = alloc_bootmem_pages(size);
107                 } else { 
108                         ptr = alloc_bootmem_pages_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
109                 }
110                 if (!ptr)
111                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
112                 cpu_pda(i)->data_offset = ptr - __per_cpu_start;
113                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
114         }
115
116
117 void pda_init(int cpu)
118
119         struct x8664_pda *pda = cpu_pda(cpu);
120
121         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
122         asm volatile("movl %0,%%fs ; movl %0,%%gs" :: "r" (0)); 
123         /* Memory clobbers used to order PDA accessed */
124         mb();
125         wrmsrl(MSR_GS_BASE, pda);
126         mb();
127
128         pda->cpunumber = cpu; 
129         pda->irqcount = -1;
130         pda->kernelstack = 
131                 (unsigned long)stack_thread_info() - PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE; 
132         pda->active_mm = &init_mm;
133         pda->mmu_state = 0;
134
135         if (cpu == 0) {
136                 /* others are initialized in smpboot.c */
137                 pda->pcurrent = &init_task;
138                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack; 
139         } else {
140                 pda->irqstackptr = (char *)
141                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
142                 if (!pda->irqstackptr)
143                         panic("cannot allocate irqstack for cpu %d", cpu); 
144         }
145
146
147         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE-64;
148
149
150 char boot_exception_stacks[(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]
151 __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
152
153 extern asmlinkage void ignore_sysret(void);
154
155 /* May not be marked __init: used by software suspend */
156 void syscall_init(void)
157 {
158         /* 
159          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
160          * They both write to the same internal register. STAR allows to set CS/DS
161          * but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.    
162          */ 
163         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32); 
164         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call); 
165         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
166
167 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION            
168         syscall32_cpu_init ();
169 #endif
170
171         /* Flags to clear on syscall */
172         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK, EF_TF|EF_DF|EF_IE|0x3000); 
173 }
174
175 void __cpuinit check_efer(void)
176 {
177         unsigned long efer;
178
179         rdmsrl(MSR_EFER, efer); 
180         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx) { 
181                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX; 
182         }       
183 }
184
185 unsigned long kernel_eflags;
186
187 /*
188  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
189  * debugging, no special alignment required.
190  */
191 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
192
193 /*
194  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
195  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
196  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
197  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
198  * A lot of state is already set up in PDA init.
199  */
200 void __cpuinit cpu_init (void)
201 {
202         int cpu = stack_smp_processor_id();
203         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
204         struct orig_ist *orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
205         unsigned long v; 
206         char *estacks = NULL; 
207         struct task_struct *me;
208         int i;
209
210         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
211         if (cpu != 0) {
212                 pda_init(cpu);
213         } else 
214                 estacks = boot_exception_stacks; 
215
216         me = current;
217
218         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
219                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
220
221         printk("Initializing CPU#%d\n", cpu);
222
223         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
224
225         /*
226          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
227          * and set up the GDT descriptor:
228          */
229         if (cpu)
230                 memcpy(cpu_gdt(cpu), cpu_gdt_table, GDT_SIZE);
231
232         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE;
233         load_gdt((const struct desc_ptr *)&cpu_gdt_descr[cpu]);
234         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
235
236         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
237         syscall_init();
238
239         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
240         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
241         barrier(); 
242
243         check_efer();
244
245         /*
246          * set up and load the per-CPU TSS
247          */
248         for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
249                 static const unsigned int order[N_EXCEPTION_STACKS] = {
250                         [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STACK_ORDER,
251                         [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STACK_ORDER
252                 };
253                 if (cpu) {
254                         estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order[v]);
255                         if (!estacks)
256                                 panic("Cannot allocate exception stack %ld %d\n",
257                                       v, cpu); 
258                 }
259                 estacks += PAGE_SIZE << order[v];
260                 orig_ist->ist[v] = t->ist[v] = (unsigned long)estacks;
261         }
262
263         t->io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
264         /*
265          * <= is required because the CPU will access up to
266          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
267          */
268         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
269                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
270
271         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
272         me->active_mm = &init_mm;
273         if (me->mm)
274                 BUG();
275         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
276
277         set_tss_desc(cpu, t);
278         load_TR_desc();
279         load_LDT(&init_mm.context);
280
281         /*
282          * Clear all 6 debug registers:
283          */
284
285         set_debugreg(0UL, 0);
286         set_debugreg(0UL, 1);
287         set_debugreg(0UL, 2);
288         set_debugreg(0UL, 3);
289         set_debugreg(0UL, 6);
290         set_debugreg(0UL, 7);
291
292         fpu_init(); 
293
294         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
295 }