SAFE public projects git trees. - safe/jmp/linux-2.6/blob - arch/x86/kernel/cpu/common.c

   1 #include <linux/init.h>
   2 #include <linux/kernel.h>
   3 #include <linux/sched.h>
   4 #include <linux/string.h>
   5 #include <linux/bootmem.h>
   6 #include <linux/bitops.h>
   7 #include <linux/module.h>
   8 #include <linux/kgdb.h>
   9 #include <linux/topology.h>
  10 #include <linux/delay.h>
  11 #include <linux/smp.h>
  12 #include <linux/percpu.h>
  13 #include <asm/i387.h>
  14 #include <asm/msr.h>
  15 #include <asm/io.h>
  16 #include <asm/linkage.h>
  17 #include <asm/mmu_context.h>
  18 #include <asm/mtrr.h>
  19 #include <asm/mce.h>
  20 #include <asm/pat.h>
  21 #include <asm/asm.h>
  22 #include <asm/numa.h>
  23 #include <asm/smp.h>
  24 #include <asm/cpu.h>
  25 #include <asm/cpumask.h>
  26 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  27 #include <asm/mpspec.h>
  28 #include <asm/apic.h>
  29 #include <asm/genapic.h>
  30 #include <asm/genapic.h>
  31 #include <asm/uv/uv.h>
  32 #endif
  33
  34 #include <asm/pgtable.h>
  35 #include <asm/processor.h>
  36 #include <asm/desc.h>
  37 #include <asm/atomic.h>
  38 #include <asm/proto.h>
  39 #include <asm/sections.h>
  40 #include <asm/setup.h>
  41 #include <asm/hypervisor.h>
  42 #include <asm/stackprotector.h>
  43
  44 #include "cpu.h"
  45
  46 #ifdef CONFIG_X86_64
  47
  48 /* all of these masks are initialized in setup_cpu_local_masks() */
  49 cpumask_var_t cpu_callin_mask;
  50 cpumask_var_t cpu_callout_mask;
  51 cpumask_var_t cpu_initialized_mask;
  52
  53 /* representing cpus for which sibling maps can be computed */
  54 cpumask_var_t cpu_sibling_setup_mask;
  55
  56 /* correctly size the local cpu masks */
  57 void __init setup_cpu_local_masks(void)
  58 {
  59         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_initialized_mask);
  60         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callin_mask);
  61         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callout_mask);
  62         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_sibling_setup_mask);
  63 }
  64
  65 #else /* CONFIG_X86_32 */
  66
  67 cpumask_t cpu_callin_map;
  68 cpumask_t cpu_callout_map;
  69 cpumask_t cpu_initialized;
  70 cpumask_t cpu_sibling_setup_map;
  71
  72 #endif /* CONFIG_X86_32 */
  73
  74
  75 static struct cpu_dev *this_cpu __cpuinitdata;
  76
  77 DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(struct gdt_page, gdt_page) = { .gdt = {
  78 #ifdef CONFIG_X86_64
  79         /*
  80          * We need valid kernel segments for data and code in long mode too
  81          * IRET will check the segment types  kkeil 2000/10/28
  82          * Also sysret mandates a special GDT layout
  83          *
  84          * The TLS descriptors are currently at a different place compared to i386.
  85          * Hopefully nobody expects them at a fixed place (Wine?)
  86          */
  87         [GDT_ENTRY_KERNEL32_CS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9b00 } } },
  88         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS] = { { { 0x0000ffff, 0x00af9b00 } } },
  89         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9300 } } },
  90         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER32_CS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cffb00 } } },
  91         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cff300 } } },
  92         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS] = { { { 0x0000ffff, 0x00affb00 } } },
  93 #else
  94         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9a00 } } },
  95         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9200 } } },
  96         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cffa00 } } },
  97         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS] = { { { 0x0000ffff, 0x00cff200 } } },
  98         /*
  99          * Segments used for calling PnP BIOS have byte granularity.
 100          * They code segments and data segments have fixed 64k limits,
 101          * the transfer segment sizes are set at run time.
 102          */
 103         /* 32-bit code */
 104         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS32] = { { { 0x0000ffff, 0x00409a00 } } },
 105         /* 16-bit code */
 106         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS16] = { { { 0x0000ffff, 0x00009a00 } } },
 107         /* 16-bit data */
 108         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_DS] = { { { 0x0000ffff, 0x00009200 } } },
 109         /* 16-bit data */
 110         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS1] = { { { 0x00000000, 0x00009200 } } },
 111         /* 16-bit data */
 112         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS2] = { { { 0x00000000, 0x00009200 } } },
 113         /*
 114          * The APM segments have byte granularity and their bases
 115          * are set at run time.  All have 64k limits.
 116          */
 117         /* 32-bit code */
 118         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE] = { { { 0x0000ffff, 0x00409a00 } } },
 119         /* 16-bit code */
 120         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+1] = { { { 0x0000ffff, 0x00009a00 } } },
 121         /* data */
 122         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+2] = { { { 0x0000ffff, 0x00409200 } } },
 123
 124         [GDT_ENTRY_ESPFIX_SS] = { { { 0x00000000, 0x00c09200 } } },
 125         [GDT_ENTRY_PERCPU] = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9200 } } },
 126         GDT_STACK_CANARY_INIT
 127 #endif
 128 } };
 129 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(gdt_page);
 130
 131 #ifdef CONFIG_X86_32
 132 static int cachesize_override __cpuinitdata = -1;
 133 static int disable_x86_serial_nr __cpuinitdata = 1;
 134
 135 static int __init cachesize_setup(char *str)
 136 {
 137         get_option(&str, &cachesize_override);
 138         return 1;
 139 }
 140 __setup("cachesize=", cachesize_setup);
 141
 142 static int __init x86_fxsr_setup(char *s)
 143 {
 144         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_FXSR);
 145         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_XMM);
 146         return 1;
 147 }
 148 __setup("nofxsr", x86_fxsr_setup);
 149
 150 static int __init x86_sep_setup(char *s)
 151 {
 152         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEP);
 153         return 1;
 154 }
 155 __setup("nosep", x86_sep_setup);
 156
 157 /* Standard macro to see if a specific flag is changeable */
 158 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
 159 {
 160         u32 f1, f2;
 161
 162         /*
 163          * Cyrix and IDT cpus allow disabling of CPUID
 164          * so the code below may return different results
 165          * when it is executed before and after enabling
 166          * the CPUID. Add "volatile" to not allow gcc to
 167          * optimize the subsequent calls to this function.
 168          */
 169         asm volatile ("pushfl\n\t"
 170                       "pushfl\n\t"
 171                       "popl %0\n\t"
 172                       "movl %0,%1\n\t"
 173                       "xorl %2,%0\n\t"
 174                       "pushl %0\n\t"
 175                       "popfl\n\t"
 176                       "pushfl\n\t"
 177                       "popl %0\n\t"
 178                       "popfl\n\t"
 179                       : "=&r" (f1), "=&r" (f2)
 180                       : "ir" (flag));
 181
 182         return ((f1^f2) & flag) != 0;
 183 }
 184
 185 /* Probe for the CPUID instruction */
 186 static int __cpuinit have_cpuid_p(void)
 187 {
 188         return flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_ID);
 189 }
 190
 191 static void __cpuinit squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
 192 {
 193         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PN) && disable_x86_serial_nr) {
 194                 /* Disable processor serial number */
 195                 unsigned long lo, hi;
 196                 rdmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
 197                 lo |= 0x200000;
 198                 wrmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
 199                 printk(KERN_NOTICE "CPU serial number disabled.\n");
 200                 clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PN);
 201
 202                 /* Disabling the serial number may affect the cpuid level */
 203                 c->cpuid_level = cpuid_eax(0);
 204         }
 205 }
 206
 207 static int __init x86_serial_nr_setup(char *s)
 208 {
 209         disable_x86_serial_nr = 0;
 210         return 1;
 211 }
 212 __setup("serialnumber", x86_serial_nr_setup);
 213 #else
 214 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
 215 {
 216         return 1;
 217 }
 218 /* Probe for the CPUID instruction */
 219 static inline int have_cpuid_p(void)
 220 {
 221         return 1;
 222 }
 223 static inline void squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
 224 {
 225 }
 226 #endif
 227
 228 /*
 229  * Some CPU features depend on higher CPUID levels, which may not always
 230  * be available due to CPUID level capping or broken virtualization
 231  * software.  Add those features to this table to auto-disable them.
 232  */
 233 struct cpuid_dependent_feature {
 234         u32 feature;
 235         u32 level;
 236 };
 237 static const struct cpuid_dependent_feature __cpuinitconst
 238 cpuid_dependent_features[] = {
 239         { X86_FEATURE_MWAIT,            0x00000005 },
 240         { X86_FEATURE_DCA,              0x00000009 },
 241         { X86_FEATURE_XSAVE,            0x0000000d },
 242         { 0, 0 }
 243 };
 244
 245 static void __cpuinit filter_cpuid_features(struct cpuinfo_x86 *c, bool warn)
 246 {
 247         const struct cpuid_dependent_feature *df;
 248         for (df = cpuid_dependent_features; df->feature; df++) {
 249                 /*
 250                  * Note: cpuid_level is set to -1 if unavailable, but
 251                  * extended_extended_level is set to 0 if unavailable
 252                  * and the legitimate extended levels are all negative
 253                  * when signed; hence the weird messing around with
 254                  * signs here...
 255                  */
 256                 if (cpu_has(c, df->feature) &&
 257                     ((s32)df->feature < 0 ?
 258                      (u32)df->feature > (u32)c->extended_cpuid_level :
 259                      (s32)df->feature > (s32)c->cpuid_level)) {
 260                         clear_cpu_cap(c, df->feature);
 261                         if (warn)
 262                                 printk(KERN_WARNING
 263                                        "CPU: CPU feature %s disabled "
 264                                        "due to lack of CPUID level 0x%x\n",
 265                                        x86_cap_flags[df->feature],
 266                                        df->level);
 267                 }
 268         }
 269 }
 270
 271 /*
 272  * Naming convention should be: <Name> [(<Codename>)]
 273  * This table only is used unless init_<vendor>() below doesn't set it;
 274  * in particular, if CPUID levels 0x80000002..4 are supported, this isn't used
 275  *
 276  */
 277
 278 /* Look up CPU names by table lookup. */
 279 static char __cpuinit *table_lookup_model(struct cpuinfo_x86 *c)
 280 {
 281         struct cpu_model_info *info;
 282
 283         if (c->x86_model >= 16)
 284                 return NULL;    /* Range check */
 285
 286         if (!this_cpu)
 287                 return NULL;
 288
 289         info = this_cpu->c_models;
 290
 291         while (info && info->family) {
 292                 if (info->family == c->x86)
 293                         return info->model_names[c->x86_model];
 294                 info++;
 295         }
 296         return NULL;            /* Not found */
 297 }
 298
 299 __u32 cleared_cpu_caps[NCAPINTS] __cpuinitdata;
 300
 301 void load_percpu_segment(int cpu)
 302 {
 303 #ifdef CONFIG_X86_32
 304         loadsegment(fs, __KERNEL_PERCPU);
 305 #else
 306         loadsegment(gs, 0);
 307         wrmsrl(MSR_GS_BASE, (unsigned long)per_cpu(irq_stack_union.gs_base, cpu));
 308 #endif
 309         load_stack_canary_segment();
 310 }
 311
 312 /* Current gdt points %fs at the "master" per-cpu area: after this,
 313  * it's on the real one. */
 314 void switch_to_new_gdt(int cpu)
 315 {
 316         struct desc_ptr gdt_descr;
 317
 318         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_table(cpu);
 319         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
 320         load_gdt(&gdt_descr);
 321         /* Reload the per-cpu base */
 322
 323         load_percpu_segment(cpu);
 324 }
 325
 326 static struct cpu_dev *cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
 327
 328 static void __cpuinit default_init(struct cpuinfo_x86 *c)
 329 {
 330 #ifdef CONFIG_X86_64
 331         display_cacheinfo(c);
 332 #else
 333         /* Not much we can do here... */
 334         /* Check if at least it has cpuid */
 335         if (c->cpuid_level == -1) {
 336                 /* No cpuid. It must be an ancient CPU */
 337                 if (c->x86 == 4)
 338                         strcpy(c->x86_model_id, "486");
 339                 else if (c->x86 == 3)
 340                         strcpy(c->x86_model_id, "386");
 341         }
 342 #endif
 343 }
 344
 345 static struct cpu_dev __cpuinitdata default_cpu = {
 346         .c_init = default_init,
 347         .c_vendor = "Unknown",
 348         .c_x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN,
 349 };
 350
 351 static void __cpuinit get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
 352 {
 353         unsigned int *v;
 354         char *p, *q;
 355
 356         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000004)
 357                 return;
 358
 359         v = (unsigned int *) c->x86_model_id;
 360         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
 361         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
 362         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
 363         c->x86_model_id[48] = 0;
 364
 365         /* Intel chips right-justify this string for some dumb reason;
 366            undo that brain damage */
 367         p = q = &c->x86_model_id[0];
 368         while (*p == ' ')
 369              p++;
 370         if (p != q) {
 371              while (*p)
 372                   *q++ = *p++;
 373              while (q <= &c->x86_model_id[48])
 374                   *q++ = '\0';  /* Zero-pad the rest */
 375         }
 376 }
 377
 378 void __cpuinit display_cacheinfo(struct cpuinfo_x86 *c)
 379 {
 380         unsigned int n, dummy, ebx, ecx, edx, l2size;
 381
 382         n = c->extended_cpuid_level;
 383
 384         if (n >= 0x80000005) {
 385                 cpuid(0x80000005, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
 386                 printk(KERN_INFO "CPU: L1 I Cache: %dK (%d bytes/line), D cache %dK (%d bytes/line)\n",
 387                                 edx>>24, edx&0xFF, ecx>>24, ecx&0xFF);
 388                 c->x86_cache_size = (ecx>>24) + (edx>>24);
 389 #ifdef CONFIG_X86_64
 390                 /* On K8 L1 TLB is inclusive, so don't count it */
 391                 c->x86_tlbsize = 0;
 392 #endif
 393         }
 394
 395         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
 396                 return;
 397
 398         cpuid(0x80000006, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
 399         l2size = ecx >> 16;
 400
 401 #ifdef CONFIG_X86_64
 402         c->x86_tlbsize += ((ebx >> 16) & 0xfff) + (ebx & 0xfff);
 403 #else
 404         /* do processor-specific cache resizing */
 405         if (this_cpu->c_size_cache)
 406                 l2size = this_cpu->c_size_cache(c, l2size);
 407
 408         /* Allow user to override all this if necessary. */
 409         if (cachesize_override != -1)
 410                 l2size = cachesize_override;
 411
 412         if (l2size == 0)
 413                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
 414 #endif
 415
 416         c->x86_cache_size = l2size;
 417
 418         printk(KERN_INFO "CPU: L2 Cache: %dK (%d bytes/line)\n",
 419                         l2size, ecx & 0xFF);
 420 }
 421
 422 void __cpuinit detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
 423 {
 424 #ifdef CONFIG_X86_HT
 425         u32 eax, ebx, ecx, edx;
 426         int index_msb, core_bits;
 427
 428         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT))
 429                 return;
 430
 431         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
 432                 goto out;
 433
 434         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XTOPOLOGY))
 435                 return;
 436
 437         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 438
 439         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
 440
 441         if (smp_num_siblings == 1) {
 442                 printk(KERN_INFO  "CPU: Hyper-Threading is disabled\n");
 443         } else if (smp_num_siblings > 1) {
 444
 445                 if (smp_num_siblings > nr_cpu_ids) {
 446                         printk(KERN_WARNING "CPU: Unsupported number of siblings %d",
 447                                         smp_num_siblings);
 448                         smp_num_siblings = 1;
 449                         return;
 450                 }
 451
 452                 index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
 453                 c->phys_proc_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb);
 454
 455                 smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
 456
 457                 index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
 458
 459                 core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
 460
 461                 c->cpu_core_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb) &
 462                                                ((1 << core_bits) - 1);
 463         }
 464
 465 out:
 466         if ((c->x86_max_cores * smp_num_siblings) > 1) {
 467                 printk(KERN_INFO  "CPU: Physical Processor ID: %d\n",
 468                        c->phys_proc_id);
 469                 printk(KERN_INFO  "CPU: Processor Core ID: %d\n",
 470                        c->cpu_core_id);
 471         }
 472 #endif
 473 }
 474
 475 static void __cpuinit get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c)
 476 {
 477         char *v = c->x86_vendor_id;
 478         int i;
 479         static int printed;
 480
 481         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
 482                 if (!cpu_devs[i])
 483                         break;
 484
 485                 if (!strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
 486                     (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
 487                      !strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
 488                         this_cpu = cpu_devs[i];
 489                         c->x86_vendor = this_cpu->c_x86_vendor;
 490                         return;
 491                 }
 492         }
 493
 494         if (!printed) {
 495                 printed++;
 496                 printk(KERN_ERR "CPU: vendor_id '%s' unknown, using generic init.\n", v);
 497                 printk(KERN_ERR "CPU: Your system may be unstable.\n");
 498         }
 499
 500         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 501         this_cpu = &default_cpu;
 502 }
 503
 504 void __cpuinit cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c)
 505 {
 506         /* Get vendor name */
 507         cpuid(0x00000000, (unsigned int *)&c->cpuid_level,
 508               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[0],
 509               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[8],
 510               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[4]);
 511
 512         c->x86 = 4;
 513         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 514         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 515                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
 516                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
 517                 c->x86 = (tfms >> 8) & 0xf;
 518                 c->x86_model = (tfms >> 4) & 0xf;
 519                 c->x86_mask = tfms & 0xf;
 520                 if (c->x86 == 0xf)
 521                         c->x86 += (tfms >> 20) & 0xff;
 522                 if (c->x86 >= 0x6)
 523                         c->x86_model += ((tfms >> 16) & 0xf) << 4;
 524                 if (cap0 & (1<<19)) {
 525                         c->x86_clflush_size = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
 526                         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 527                 }
 528         }
 529 }
 530
 531 static void __cpuinit get_cpu_cap(struct cpuinfo_x86 *c)
 532 {
 533         u32 tfms, xlvl;
 534         u32 ebx;
 535
 536         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 537         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 538                 u32 capability, excap;
 539                 cpuid(0x00000001, &tfms, &ebx, &excap, &capability);
 540                 c->x86_capability[0] = capability;
 541                 c->x86_capability[4] = excap;
 542         }
 543
 544         /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
 545         xlvl = cpuid_eax(0x80000000);
 546         c->extended_cpuid_level = xlvl;
 547         if ((xlvl & 0xffff0000) == 0x80000000) {
 548                 if (xlvl >= 0x80000001) {
 549                         c->x86_capability[1] = cpuid_edx(0x80000001);
 550                         c->x86_capability[6] = cpuid_ecx(0x80000001);
 551                 }
 552         }
 553
 554 #ifdef CONFIG_X86_64
 555         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
 556                 u32 eax = cpuid_eax(0x80000008);
 557
 558                 c->x86_virt_bits = (eax >> 8) & 0xff;
 559                 c->x86_phys_bits = eax & 0xff;
 560         }
 561 #endif
 562
 563         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000007)
 564                 c->x86_power = cpuid_edx(0x80000007);
 565
 566 }
 567
 568 static void __cpuinit identify_cpu_without_cpuid(struct cpuinfo_x86 *c)
 569 {
 570 #ifdef CONFIG_X86_32
 571         int i;
 572
 573         /*
 574          * First of all, decide if this is a 486 or higher
 575          * It's a 486 if we can modify the AC flag
 576          */
 577         if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC))
 578                 c->x86 = 4;
 579         else
 580                 c->x86 = 3;
 581
 582         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++)
 583                 if (cpu_devs[i] && cpu_devs[i]->c_identify) {
 584                         c->x86_vendor_id[0] = 0;
 585                         cpu_devs[i]->c_identify(c);
 586                         if (c->x86_vendor_id[0]) {
 587                                 get_cpu_vendor(c);
 588                                 break;
 589                         }
 590                 }
 591 #endif
 592 }
 593
 594 /*
 595  * Do minimum CPU detection early.
 596  * Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask,
 597  * cache alignment.
 598  * The others are not touched to avoid unwanted side effects.
 599  *
 600  * WARNING: this function is only called on the BP.  Don't add code here
 601  * that is supposed to run on all CPUs.
 602  */
 603 static void __init early_identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 604 {
 605 #ifdef CONFIG_X86_64
 606         c->x86_clflush_size = 64;
 607 #else
 608         c->x86_clflush_size = 32;
 609 #endif
 610         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 611
 612         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
 613         c->extended_cpuid_level = 0;
 614
 615         if (!have_cpuid_p())
 616                 identify_cpu_without_cpuid(c);
 617
 618         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
 619         if (!have_cpuid_p())
 620                 return;
 621
 622         cpu_detect(c);
 623
 624         get_cpu_vendor(c);
 625
 626         get_cpu_cap(c);
 627
 628         if (this_cpu->c_early_init)
 629                 this_cpu->c_early_init(c);
 630
 631 #ifdef CONFIG_SMP
 632         c->cpu_index = boot_cpu_id;
 633 #endif
 634         filter_cpuid_features(c, false);
 635 }
 636
 637 void __init early_cpu_init(void)
 638 {
 639         struct cpu_dev **cdev;
 640         int count = 0;
 641
 642         printk("KERNEL supported cpus:\n");
 643         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
 644                 struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
 645                 unsigned int j;
 646
 647                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
 648                         break;
 649                 cpu_devs[count] = cpudev;
 650                 count++;
 651
 652                 for (j = 0; j < 2; j++) {
 653                         if (!cpudev->c_ident[j])
 654                                 continue;
 655                         printk("  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
 656                                 cpudev->c_ident[j]);
 657                 }
 658         }
 659
 660         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
 661 }
 662
 663 /*
 664  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs with
 665  * family >= 6; unfortunately, that's not true in practice because
 666  * of early VIA chips and (more importantly) broken virtualizers that
 667  * are not easy to detect.  In the latter case it doesn't even *fail*
 668  * reliably, so probing for it doesn't even work.  Disable it completely
 669  * unless we can find a reliable way to detect all the broken cases.
 670  */
 671 static void __cpuinit detect_nopl(struct cpuinfo_x86 *c)
 672 {
 673         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
 674 }
 675
 676 static void __cpuinit generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
 677 {
 678         c->extended_cpuid_level = 0;
 679
 680         if (!have_cpuid_p())
 681                 identify_cpu_without_cpuid(c);
 682
 683         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
 684         if (!have_cpuid_p())
 685                 return;
 686
 687         cpu_detect(c);
 688
 689         get_cpu_vendor(c);
 690
 691         get_cpu_cap(c);
 692
 693         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 694                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
 695 #ifdef CONFIG_X86_32
 696 # ifdef CONFIG_X86_HT
 697                 c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
 698 # else
 699                 c->apicid = c->initial_apicid;
 700 # endif
 701 #endif
 702
 703 #ifdef CONFIG_X86_HT
 704                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
 705 #endif
 706         }
 707
 708         get_model_name(c); /* Default name */
 709
 710         init_scattered_cpuid_features(c);
 711         detect_nopl(c);
 712 }
 713
 714 /*
 715  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
 716  */
 717 static void __cpuinit identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 718 {
 719         int i;
 720
 721         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 722         c->x86_cache_size = -1;
 723         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 724         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
 725         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
 726         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
 727         c->x86_max_cores = 1;
 728         c->x86_coreid_bits = 0;
 729 #ifdef CONFIG_X86_64
 730         c->x86_clflush_size = 64;
 731 #else
 732         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
 733         c->x86_clflush_size = 32;
 734 #endif
 735         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 736         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
 737
 738         generic_identify(c);
 739
 740         if (this_cpu->c_identify)
 741                 this_cpu->c_identify(c);
 742
 743 #ifdef CONFIG_X86_64
 744         c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
 745 #endif
 746
 747         /*
 748          * Vendor-specific initialization.  In this section we
 749          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
 750          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
 751          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
 752          * we handle them here.
 753          *
 754          * At the end of this section, c->x86_capability better
 755          * indicate the features this CPU genuinely supports!
 756          */
 757         if (this_cpu->c_init)
 758                 this_cpu->c_init(c);
 759
 760         /* Disable the PN if appropriate */
 761         squash_the_stupid_serial_number(c);
 762
 763         /*
 764          * The vendor-specific functions might have changed features.  Now
 765          * we do "generic changes."
 766          */
 767
 768         /* Filter out anything that depends on CPUID levels we don't have */
 769         filter_cpuid_features(c, true);
 770
 771         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
 772         if (!c->x86_model_id[0]) {
 773                 char *p;
 774                 p = table_lookup_model(c);
 775                 if (p)
 776                         strcpy(c->x86_model_id, p);
 777                 else
 778                         /* Last resort... */
 779                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
 780                                 c->x86, c->x86_model);
 781         }
 782
 783 #ifdef CONFIG_X86_64
 784         detect_ht(c);
 785 #endif
 786
 787         init_hypervisor(c);
 788         /*
 789          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
 790          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
 791          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
 792          * executed, c == &boot_cpu_data.
 793          */
 794         if (c != &boot_cpu_data) {
 795                 /* AND the already accumulated flags with these */
 796                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
 797                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
 798         }
 799
 800         /* Clear all flags overriden by options */
 801         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
 802                 c->x86_capability[i] &= ~cleared_cpu_caps[i];
 803
 804 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 805         /* Init Machine Check Exception if available. */
 806         mcheck_init(c);
 807 #endif
 808
 809         select_idle_routine(c);
 810
 811 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_X86_64)
 812         numa_add_cpu(smp_processor_id());
 813 #endif
 814 }
 815
 816 #ifdef CONFIG_X86_64
 817 static void vgetcpu_set_mode(void)
 818 {
 819         if (cpu_has(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_RDTSCP))
 820                 vgetcpu_mode = VGETCPU_RDTSCP;
 821         else
 822                 vgetcpu_mode = VGETCPU_LSL;
 823 }
 824 #endif
 825
 826 void __init identify_boot_cpu(void)
 827 {
 828         identify_cpu(&boot_cpu_data);
 829 #ifdef CONFIG_X86_32
 830         sysenter_setup();
 831         enable_sep_cpu();
 832 #else
 833         vgetcpu_set_mode();
 834 #endif
 835 }
 836
 837 void __cpuinit identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 838 {
 839         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
 840         identify_cpu(c);
 841 #ifdef CONFIG_X86_32
 842         enable_sep_cpu();
 843 #endif
 844         mtrr_ap_init();
 845 }
 846
 847 struct msr_range {
 848         unsigned min;
 849         unsigned max;
 850 };
 851
 852 static struct msr_range msr_range_array[] __cpuinitdata = {
 853         { 0x00000000, 0x00000418},
 854         { 0xc0000000, 0xc000040b},
 855         { 0xc0010000, 0xc0010142},
 856         { 0xc0011000, 0xc001103b},
 857 };
 858
 859 static void __cpuinit print_cpu_msr(void)
 860 {
 861         unsigned index;
 862         u64 val;
 863         int i;
 864         unsigned index_min, index_max;
 865
 866         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(msr_range_array); i++) {
 867                 index_min = msr_range_array[i].min;
 868                 index_max = msr_range_array[i].max;
 869                 for (index = index_min; index < index_max; index++) {
 870                         if (rdmsrl_amd_safe(index, &val))
 871                                 continue;
 872                         printk(KERN_INFO " MSR%08x: %016llx\n", index, val);
 873                 }
 874         }
 875 }
 876
 877 static int show_msr __cpuinitdata;
 878 static __init int setup_show_msr(char *arg)
 879 {
 880         int num;
 881
 882         get_option(&arg, &num);
 883
 884         if (num > 0)
 885                 show_msr = num;
 886         return 1;
 887 }
 888 __setup("show_msr=", setup_show_msr);
 889
 890 static __init int setup_noclflush(char *arg)
 891 {
 892         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLSH);
 893         return 1;
 894 }
 895 __setup("noclflush", setup_noclflush);
 896
 897 void __cpuinit print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
 898 {
 899         char *vendor = NULL;
 900
 901         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM)
 902                 vendor = this_cpu->c_vendor;
 903         else if (c->cpuid_level >= 0)
 904                 vendor = c->x86_vendor_id;
 905
 906         if (vendor && !strstr(c->x86_model_id, vendor))
 907                 printk(KERN_CONT "%s ", vendor);
 908
 909         if (c->x86_model_id[0])
 910                 printk(KERN_CONT "%s", c->x86_model_id);
 911         else
 912                 printk(KERN_CONT "%d86", c->x86);
 913
 914         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
 915                 printk(KERN_CONT " stepping %02x\n", c->x86_mask);
 916         else
 917                 printk(KERN_CONT "\n");
 918
 919 #ifdef CONFIG_SMP
 920         if (c->cpu_index < show_msr)
 921                 print_cpu_msr();
 922 #else
 923         if (show_msr)
 924                 print_cpu_msr();
 925 #endif
 926 }
 927
 928 static __init int setup_disablecpuid(char *arg)
 929 {
 930         int bit;
 931         if (get_option(&arg, &bit) && bit < NCAPINTS*32)
 932                 setup_clear_cpu_cap(bit);
 933         else
 934                 return 0;
 935         return 1;
 936 }
 937 __setup("clearcpuid=", setup_disablecpuid);
 938
 939 #ifdef CONFIG_X86_64
 940 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
 941
 942 DEFINE_PER_CPU_FIRST(union irq_stack_union,
 943                      irq_stack_union) __aligned(PAGE_SIZE);
 944 DEFINE_PER_CPU(char *, irq_stack_ptr) =
 945         init_per_cpu_var(irq_stack_union.irq_stack) + IRQ_STACK_SIZE - 64;
 946
 947 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, kernel_stack) =
 948         (unsigned long)&init_thread_union - KERNEL_STACK_OFFSET + THREAD_SIZE;
 949 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_stack);
 950
 951 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, irq_count) = -1;
 952
 953 static DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(char, exception_stacks
 954         [(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ])
 955         __aligned(PAGE_SIZE);
 956
 957 extern asmlinkage void ignore_sysret(void);
 958
 959 /* May not be marked __init: used by software suspend */
 960 void syscall_init(void)
 961 {
 962         /*
 963          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
 964          * They both write to the same internal register. STAR allows to
 965          * set CS/DS but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.
 966          */
 967         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32);
 968         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call);
 969         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
 970
 971 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
 972         syscall32_cpu_init();
 973 #endif
 974
 975         /* Flags to clear on syscall */
 976         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
 977                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|X86_EFLAGS_IOPL);
 978 }
 979
 980 unsigned long kernel_eflags;
 981
 982 /*
 983  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
 984  * debugging, no special alignment required.
 985  */
 986 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
 987
 988 #else   /* x86_64 */
 989
 990 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
 991 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, stack_canary);
 992 #endif
 993
 994 /* Make sure %fs and %gs are initialized properly in idle threads */
 995 struct pt_regs * __cpuinit idle_regs(struct pt_regs *regs)
 996 {
 997         memset(regs, 0, sizeof(struct pt_regs));
 998         regs->fs = __KERNEL_PERCPU;
 999         regs->gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
1000         return regs;
1001 }
1002 #endif  /* x86_64 */
1003
1004 /*
1005  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
1006  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
1007  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
1008  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
1009  * A lot of state is already set up in PDA init for 64 bit
1010  */
1011 #ifdef CONFIG_X86_64
1012 void __cpuinit cpu_init(void)
1013 {
1014         int cpu = stack_smp_processor_id();
1015         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1016         struct orig_ist *orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
1017         unsigned long v;
1018         struct task_struct *me;
1019         int i;
1020
1021 #ifdef CONFIG_NUMA
1022         if (cpu != 0 && percpu_read(node_number) == 0 &&
1023             cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
1024                 percpu_write(node_number, cpu_to_node(cpu));
1025 #endif
1026
1027         me = current;
1028
1029         if (cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask))
1030                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1031
1032         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
1033
1034         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1035
1036         /*
1037          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
1038          * and set up the GDT descriptor:
1039          */
1040
1041         switch_to_new_gdt(cpu);
1042         loadsegment(fs, 0);
1043
1044         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
1045
1046         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
1047         syscall_init();
1048
1049         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
1050         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
1051         barrier();
1052
1053         check_efer();
1054         if (cpu != 0 && x2apic)
1055                 enable_x2apic();
1056
1057         /*
1058          * set up and load the per-CPU TSS
1059          */
1060         if (!orig_ist->ist[0]) {
1061                 static const unsigned int sizes[N_EXCEPTION_STACKS] = {
1062                   [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STKSZ,
1063                   [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STKSZ
1064                 };
1065                 char *estacks = per_cpu(exception_stacks, cpu);
1066                 for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
1067                         estacks += sizes[v];
1068                         orig_ist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] =
1069                                         (unsigned long)estacks;
1070                 }
1071         }
1072
1073         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1074         /*
1075          * <= is required because the CPU will access up to
1076          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
1077          */
1078         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
1079                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
1080
1081         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1082         me->active_mm = &init_mm;
1083         if (me->mm)
1084                 BUG();
1085         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
1086
1087         load_sp0(t, &current->thread);
1088         set_tss_desc(cpu, t);
1089         load_TR_desc();
1090         load_LDT(&init_mm.context);
1091
1092 #ifdef CONFIG_KGDB
1093         /*
1094          * If the kgdb is connected no debug regs should be altered.  This
1095          * is only applicable when KGDB and a KGDB I/O module are built
1096          * into the kernel and you are using early debugging with
1097          * kgdbwait. KGDB will control the kernel HW breakpoint registers.
1098          */
1099         if (kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break)
1100                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1101         else
1102 #endif
1103         {
1104                 /*
1105                  * Clear all 6 debug registers:
1106                  */
1107                 set_debugreg(0UL, 0);
1108                 set_debugreg(0UL, 1);
1109                 set_debugreg(0UL, 2);
1110                 set_debugreg(0UL, 3);
1111                 set_debugreg(0UL, 6);
1112                 set_debugreg(0UL, 7);
1113         }
1114
1115         fpu_init();
1116
1117         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
1118
1119         if (is_uv_system())
1120                 uv_cpu_init();
1121 }
1122
1123 #else
1124
1125 void __cpuinit cpu_init(void)
1126 {
1127         int cpu = smp_processor_id();
1128         struct task_struct *curr = current;
1129         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1130         struct thread_struct *thread = &curr->thread;
1131
1132         if (cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask)) {
1133                 printk(KERN_WARNING "CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1134                 for (;;) local_irq_enable();
1135         }
1136
1137         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
1138
1139         if (cpu_has_vme || cpu_has_tsc || cpu_has_de)
1140                 clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1141
1142         load_idt(&idt_descr);
1143         switch_to_new_gdt(cpu);
1144
1145         /*
1146          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
1147          */
1148         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1149         curr->active_mm = &init_mm;
1150         if (curr->mm)
1151                 BUG();
1152         enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
1153
1154         load_sp0(t, thread);
1155         set_tss_desc(cpu, t);
1156         load_TR_desc();
1157         load_LDT(&init_mm.context);
1158
1159 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1160         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
1161         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1162 #endif
1163
1164         /* Clear all 6 debug registers: */
1165         set_debugreg(0, 0);
1166         set_debugreg(0, 1);
1167         set_debugreg(0, 2);
1168         set_debugreg(0, 3);
1169         set_debugreg(0, 6);
1170         set_debugreg(0, 7);
1171
1172         /*
1173          * Force FPU initialization:
1174          */
1175         if (cpu_has_xsave)
1176                 current_thread_info()->status = TS_XSAVE;
1177         else
1178                 current_thread_info()->status = 0;
1179         clear_used_math();
1180         mxcsr_feature_mask_init();
1181
1182         /*
1183          * Boot processor to setup the FP and extended state context info.
1184          */
1185         if (smp_processor_id() == boot_cpu_id)
1186                 init_thread_xstate();
1187
1188         xsave_init();
1189 }
1190
1191
1192 #endif