]> asedeno.scripts.mit.edu Git - linux.git/blob - arch/x86/kernel/cpu/common.c
x86/entry/64: Stop initializing TSS.sp0 at boot
[linux.git] / 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 /*
333  * Protection Keys are not available in 32-bit mode.
334  */
335 static bool pku_disabled;
336
337 static __always_inline void setup_pku(struct cpuinfo_x86 *c)
338 {
339         /* check the boot processor, plus compile options for PKU: */
340         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_PKU))
341                 return;
342         /* checks the actual processor's cpuid bits: */
343         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_PKU))
344                 return;
345         if (pku_disabled)
346                 return;
347
348         cr4_set_bits(X86_CR4_PKE);
349         /*
350          * Seting X86_CR4_PKE will cause the X86_FEATURE_OSPKE
351          * cpuid bit to be set.  We need to ensure that we
352          * update that bit in this CPU's "cpu_info".
353          */
354         get_cpu_cap(c);
355 }
356
357 #ifdef CONFIG_X86_INTEL_MEMORY_PROTECTION_KEYS
358 static __init int setup_disable_pku(char *arg)
359 {
360         /*
361          * Do not clear the X86_FEATURE_PKU bit.  All of the
362          * runtime checks are against OSPKE so clearing the
363          * bit does nothing.
364          *
365          * This way, we will see "pku" in cpuinfo, but not
366          * "ospke", which is exactly what we want.  It shows
367          * that the CPU has PKU, but the OS has not enabled it.
368          * This happens to be exactly how a system would look
369          * if we disabled the config option.
370          */
371         pr_info("x86: 'nopku' specified, disabling Memory Protection Keys\n");
372         pku_disabled = true;
373         return 1;
374 }
375 __setup("nopku", setup_disable_pku);
376 #endif /* CONFIG_X86_64 */
377
378 /*
379  * Some CPU features depend on higher CPUID levels, which may not always
380  * be available due to CPUID level capping or broken virtualization
381  * software.  Add those features to this table to auto-disable them.
382  */
383 struct cpuid_dependent_feature {
384         u32 feature;
385         u32 level;
386 };
387
388 static const struct cpuid_dependent_feature
389 cpuid_dependent_features[] = {
390         { X86_FEATURE_MWAIT,            0x00000005 },
391         { X86_FEATURE_DCA,              0x00000009 },
392         { X86_FEATURE_XSAVE,            0x0000000d },
393         { 0, 0 }
394 };
395
396 static void filter_cpuid_features(struct cpuinfo_x86 *c, bool warn)
397 {
398         const struct cpuid_dependent_feature *df;
399
400         for (df = cpuid_dependent_features; df->feature; df++) {
401
402                 if (!cpu_has(c, df->feature))
403                         continue;
404                 /*
405                  * Note: cpuid_level is set to -1 if unavailable, but
406                  * extended_extended_level is set to 0 if unavailable
407                  * and the legitimate extended levels are all negative
408                  * when signed; hence the weird messing around with
409                  * signs here...
410                  */
411                 if (!((s32)df->level < 0 ?
412                      (u32)df->level > (u32)c->extended_cpuid_level :
413                      (s32)df->level > (s32)c->cpuid_level))
414                         continue;
415
416                 clear_cpu_cap(c, df->feature);
417                 if (!warn)
418                         continue;
419
420                 pr_warn("CPU: CPU feature " X86_CAP_FMT " disabled, no CPUID level 0x%x\n",
421                         x86_cap_flag(df->feature), df->level);
422         }
423 }
424
425 /*
426  * Naming convention should be: <Name> [(<Codename>)]
427  * This table only is used unless init_<vendor>() below doesn't set it;
428  * in particular, if CPUID levels 0x80000002..4 are supported, this
429  * isn't used
430  */
431
432 /* Look up CPU names by table lookup. */
433 static const char *table_lookup_model(struct cpuinfo_x86 *c)
434 {
435 #ifdef CONFIG_X86_32
436         const struct legacy_cpu_model_info *info;
437
438         if (c->x86_model >= 16)
439                 return NULL;    /* Range check */
440
441         if (!this_cpu)
442                 return NULL;
443
444         info = this_cpu->legacy_models;
445
446         while (info->family) {
447                 if (info->family == c->x86)
448                         return info->model_names[c->x86_model];
449                 info++;
450         }
451 #endif
452         return NULL;            /* Not found */
453 }
454
455 __u32 cpu_caps_cleared[NCAPINTS];
456 __u32 cpu_caps_set[NCAPINTS];
457
458 void load_percpu_segment(int cpu)
459 {
460 #ifdef CONFIG_X86_32
461         loadsegment(fs, __KERNEL_PERCPU);
462 #else
463         __loadsegment_simple(gs, 0);
464         wrmsrl(MSR_GS_BASE, (unsigned long)per_cpu(irq_stack_union.gs_base, cpu));
465 #endif
466         load_stack_canary_segment();
467 }
468
469 /* Setup the fixmap mapping only once per-processor */
470 static inline void setup_fixmap_gdt(int cpu)
471 {
472 #ifdef CONFIG_X86_64
473         /* On 64-bit systems, we use a read-only fixmap GDT. */
474         pgprot_t prot = PAGE_KERNEL_RO;
475 #else
476         /*
477          * On native 32-bit systems, the GDT cannot be read-only because
478          * our double fault handler uses a task gate, and entering through
479          * a task gate needs to change an available TSS to busy.  If the GDT
480          * is read-only, that will triple fault.
481          *
482          * On Xen PV, the GDT must be read-only because the hypervisor requires
483          * it.
484          */
485         pgprot_t prot = boot_cpu_has(X86_FEATURE_XENPV) ?
486                 PAGE_KERNEL_RO : PAGE_KERNEL;
487 #endif
488
489         __set_fixmap(get_cpu_gdt_ro_index(cpu), get_cpu_gdt_paddr(cpu), prot);
490 }
491
492 /* Load the original GDT from the per-cpu structure */
493 void load_direct_gdt(int cpu)
494 {
495         struct desc_ptr gdt_descr;
496
497         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_rw(cpu);
498         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
499         load_gdt(&gdt_descr);
500 }
501 EXPORT_SYMBOL_GPL(load_direct_gdt);
502
503 /* Load a fixmap remapping of the per-cpu GDT */
504 void load_fixmap_gdt(int cpu)
505 {
506         struct desc_ptr gdt_descr;
507
508         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_ro(cpu);
509         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
510         load_gdt(&gdt_descr);
511 }
512 EXPORT_SYMBOL_GPL(load_fixmap_gdt);
513
514 /*
515  * Current gdt points %fs at the "master" per-cpu area: after this,
516  * it's on the real one.
517  */
518 void switch_to_new_gdt(int cpu)
519 {
520         /* Load the original GDT */
521         load_direct_gdt(cpu);
522         /* Reload the per-cpu base */
523         load_percpu_segment(cpu);
524 }
525
526 static const struct cpu_dev *cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
527
528 static void get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
529 {
530         unsigned int *v;
531         char *p, *q, *s;
532
533         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000004)
534                 return;
535
536         v = (unsigned int *)c->x86_model_id;
537         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
538         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
539         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
540         c->x86_model_id[48] = 0;
541
542         /* Trim whitespace */
543         p = q = s = &c->x86_model_id[0];
544
545         while (*p == ' ')
546                 p++;
547
548         while (*p) {
549                 /* Note the last non-whitespace index */
550                 if (!isspace(*p))
551                         s = q;
552
553                 *q++ = *p++;
554         }
555
556         *(s + 1) = '\0';
557 }
558
559 void cpu_detect_cache_sizes(struct cpuinfo_x86 *c)
560 {
561         unsigned int n, dummy, ebx, ecx, edx, l2size;
562
563         n = c->extended_cpuid_level;
564
565         if (n >= 0x80000005) {
566                 cpuid(0x80000005, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
567                 c->x86_cache_size = (ecx>>24) + (edx>>24);
568 #ifdef CONFIG_X86_64
569                 /* On K8 L1 TLB is inclusive, so don't count it */
570                 c->x86_tlbsize = 0;
571 #endif
572         }
573
574         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
575                 return;
576
577         cpuid(0x80000006, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
578         l2size = ecx >> 16;
579
580 #ifdef CONFIG_X86_64
581         c->x86_tlbsize += ((ebx >> 16) & 0xfff) + (ebx & 0xfff);
582 #else
583         /* do processor-specific cache resizing */
584         if (this_cpu->legacy_cache_size)
585                 l2size = this_cpu->legacy_cache_size(c, l2size);
586
587         /* Allow user to override all this if necessary. */
588         if (cachesize_override != -1)
589                 l2size = cachesize_override;
590
591         if (l2size == 0)
592                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
593 #endif
594
595         c->x86_cache_size = l2size;
596 }
597
598 u16 __read_mostly tlb_lli_4k[NR_INFO];
599 u16 __read_mostly tlb_lli_2m[NR_INFO];
600 u16 __read_mostly tlb_lli_4m[NR_INFO];
601 u16 __read_mostly tlb_lld_4k[NR_INFO];
602 u16 __read_mostly tlb_lld_2m[NR_INFO];
603 u16 __read_mostly tlb_lld_4m[NR_INFO];
604 u16 __read_mostly tlb_lld_1g[NR_INFO];
605
606 static void cpu_detect_tlb(struct cpuinfo_x86 *c)
607 {
608         if (this_cpu->c_detect_tlb)
609                 this_cpu->c_detect_tlb(c);
610
611         pr_info("Last level iTLB entries: 4KB %d, 2MB %d, 4MB %d\n",
612                 tlb_lli_4k[ENTRIES], tlb_lli_2m[ENTRIES],
613                 tlb_lli_4m[ENTRIES]);
614
615         pr_info("Last level dTLB entries: 4KB %d, 2MB %d, 4MB %d, 1GB %d\n",
616                 tlb_lld_4k[ENTRIES], tlb_lld_2m[ENTRIES],
617                 tlb_lld_4m[ENTRIES], tlb_lld_1g[ENTRIES]);
618 }
619
620 void detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
621 {
622 #ifdef CONFIG_SMP
623         u32 eax, ebx, ecx, edx;
624         int index_msb, core_bits;
625         static bool printed;
626
627         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT))
628                 return;
629
630         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
631                 goto out;
632
633         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XTOPOLOGY))
634                 return;
635
636         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
637
638         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
639
640         if (smp_num_siblings == 1) {
641                 pr_info_once("CPU0: Hyper-Threading is disabled\n");
642                 goto out;
643         }
644
645         if (smp_num_siblings <= 1)
646                 goto out;
647
648         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
649         c->phys_proc_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb);
650
651         smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
652
653         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
654
655         core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
656
657         c->cpu_core_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb) &
658                                        ((1 << core_bits) - 1);
659
660 out:
661         if (!printed && (c->x86_max_cores * smp_num_siblings) > 1) {
662                 pr_info("CPU: Physical Processor ID: %d\n",
663                         c->phys_proc_id);
664                 pr_info("CPU: Processor Core ID: %d\n",
665                         c->cpu_core_id);
666                 printed = 1;
667         }
668 #endif
669 }
670
671 static void get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c)
672 {
673         char *v = c->x86_vendor_id;
674         int i;
675
676         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
677                 if (!cpu_devs[i])
678                         break;
679
680                 if (!strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
681                     (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
682                      !strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
683
684                         this_cpu = cpu_devs[i];
685                         c->x86_vendor = this_cpu->c_x86_vendor;
686                         return;
687                 }
688         }
689
690         pr_err_once("CPU: vendor_id '%s' unknown, using generic init.\n" \
691                     "CPU: Your system may be unstable.\n", v);
692
693         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
694         this_cpu = &default_cpu;
695 }
696
697 void cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c)
698 {
699         /* Get vendor name */
700         cpuid(0x00000000, (unsigned int *)&c->cpuid_level,
701               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[0],
702               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[8],
703               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[4]);
704
705         c->x86 = 4;
706         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
707         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
708                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
709
710                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
711                 c->x86          = x86_family(tfms);
712                 c->x86_model    = x86_model(tfms);
713                 c->x86_mask     = x86_stepping(tfms);
714
715                 if (cap0 & (1<<19)) {
716                         c->x86_clflush_size = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
717                         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
718                 }
719         }
720 }
721
722 static void apply_forced_caps(struct cpuinfo_x86 *c)
723 {
724         int i;
725
726         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++) {
727                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
728                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
729         }
730 }
731
732 void get_cpu_cap(struct cpuinfo_x86 *c)
733 {
734         u32 eax, ebx, ecx, edx;
735
736         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
737         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
738                 cpuid(0x00000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
739
740                 c->x86_capability[CPUID_1_ECX] = ecx;
741                 c->x86_capability[CPUID_1_EDX] = edx;
742         }
743
744         /* Thermal and Power Management Leaf: level 0x00000006 (eax) */
745         if (c->cpuid_level >= 0x00000006)
746                 c->x86_capability[CPUID_6_EAX] = cpuid_eax(0x00000006);
747
748         /* Additional Intel-defined flags: level 0x00000007 */
749         if (c->cpuid_level >= 0x00000007) {
750                 cpuid_count(0x00000007, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
751                 c->x86_capability[CPUID_7_0_EBX] = ebx;
752                 c->x86_capability[CPUID_7_ECX] = ecx;
753         }
754
755         /* Extended state features: level 0x0000000d */
756         if (c->cpuid_level >= 0x0000000d) {
757                 cpuid_count(0x0000000d, 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
758
759                 c->x86_capability[CPUID_D_1_EAX] = eax;
760         }
761
762         /* Additional Intel-defined flags: level 0x0000000F */
763         if (c->cpuid_level >= 0x0000000F) {
764
765                 /* QoS sub-leaf, EAX=0Fh, ECX=0 */
766                 cpuid_count(0x0000000F, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
767                 c->x86_capability[CPUID_F_0_EDX] = edx;
768
769                 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_LLC)) {
770                         /* will be overridden if occupancy monitoring exists */
771                         c->x86_cache_max_rmid = ebx;
772
773                         /* QoS sub-leaf, EAX=0Fh, ECX=1 */
774                         cpuid_count(0x0000000F, 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
775                         c->x86_capability[CPUID_F_1_EDX] = edx;
776
777                         if ((cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_OCCUP_LLC)) ||
778                               ((cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_MBM_TOTAL)) ||
779                                (cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_MBM_LOCAL)))) {
780                                 c->x86_cache_max_rmid = ecx;
781                                 c->x86_cache_occ_scale = ebx;
782                         }
783                 } else {
784                         c->x86_cache_max_rmid = -1;
785                         c->x86_cache_occ_scale = -1;
786                 }
787         }
788
789         /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
790         eax = cpuid_eax(0x80000000);
791         c->extended_cpuid_level = eax;
792
793         if ((eax & 0xffff0000) == 0x80000000) {
794                 if (eax >= 0x80000001) {
795                         cpuid(0x80000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
796
797                         c->x86_capability[CPUID_8000_0001_ECX] = ecx;
798                         c->x86_capability[CPUID_8000_0001_EDX] = edx;
799                 }
800         }
801
802         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000007) {
803                 cpuid(0x80000007, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
804
805                 c->x86_capability[CPUID_8000_0007_EBX] = ebx;
806                 c->x86_power = edx;
807         }
808
809         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
810                 cpuid(0x80000008, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
811
812                 c->x86_virt_bits = (eax >> 8) & 0xff;
813                 c->x86_phys_bits = eax & 0xff;
814                 c->x86_capability[CPUID_8000_0008_EBX] = ebx;
815         }
816 #ifdef CONFIG_X86_32
817         else if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PAE) || cpu_has(c, X86_FEATURE_PSE36))
818                 c->x86_phys_bits = 36;
819 #endif
820
821         if (c->extended_cpuid_level >= 0x8000000a)
822                 c->x86_capability[CPUID_8000_000A_EDX] = cpuid_edx(0x8000000a);
823
824         init_scattered_cpuid_features(c);
825
826         /*
827          * Clear/Set all flags overridden by options, after probe.
828          * This needs to happen each time we re-probe, which may happen
829          * several times during CPU initialization.
830          */
831         apply_forced_caps(c);
832 }
833
834 static void identify_cpu_without_cpuid(struct cpuinfo_x86 *c)
835 {
836 #ifdef CONFIG_X86_32
837         int i;
838
839         /*
840          * First of all, decide if this is a 486 or higher
841          * It's a 486 if we can modify the AC flag
842          */
843         if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC))
844                 c->x86 = 4;
845         else
846                 c->x86 = 3;
847
848         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++)
849                 if (cpu_devs[i] && cpu_devs[i]->c_identify) {
850                         c->x86_vendor_id[0] = 0;
851                         cpu_devs[i]->c_identify(c);
852                         if (c->x86_vendor_id[0]) {
853                                 get_cpu_vendor(c);
854                                 break;
855                         }
856                 }
857 #endif
858 }
859
860 /*
861  * Do minimum CPU detection early.
862  * Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask,
863  * cache alignment.
864  * The others are not touched to avoid unwanted side effects.
865  *
866  * WARNING: this function is only called on the BP.  Don't add code here
867  * that is supposed to run on all CPUs.
868  */
869 static void __init early_identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
870 {
871 #ifdef CONFIG_X86_64
872         c->x86_clflush_size = 64;
873         c->x86_phys_bits = 36;
874         c->x86_virt_bits = 48;
875 #else
876         c->x86_clflush_size = 32;
877         c->x86_phys_bits = 32;
878         c->x86_virt_bits = 32;
879 #endif
880         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
881
882         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
883         c->extended_cpuid_level = 0;
884
885         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
886         if (have_cpuid_p()) {
887                 cpu_detect(c);
888                 get_cpu_vendor(c);
889                 get_cpu_cap(c);
890                 setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_CPUID);
891
892                 if (this_cpu->c_early_init)
893                         this_cpu->c_early_init(c);
894
895                 c->cpu_index = 0;
896                 filter_cpuid_features(c, false);
897
898                 if (this_cpu->c_bsp_init)
899                         this_cpu->c_bsp_init(c);
900         } else {
901                 identify_cpu_without_cpuid(c);
902                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CPUID);
903         }
904
905         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ALWAYS);
906         fpu__init_system(c);
907
908 #ifdef CONFIG_X86_32
909         /*
910          * Regardless of whether PCID is enumerated, the SDM says
911          * that it can't be enabled in 32-bit mode.
912          */
913         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PCID);
914 #endif
915 }
916
917 void __init early_cpu_init(void)
918 {
919         const struct cpu_dev *const *cdev;
920         int count = 0;
921
922 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
923         pr_info("KERNEL supported cpus:\n");
924 #endif
925
926         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
927                 const struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
928
929                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
930                         break;
931                 cpu_devs[count] = cpudev;
932                 count++;
933
934 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
935                 {
936                         unsigned int j;
937
938                         for (j = 0; j < 2; j++) {
939                                 if (!cpudev->c_ident[j])
940                                         continue;
941                                 pr_info("  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
942                                         cpudev->c_ident[j]);
943                         }
944                 }
945 #endif
946         }
947         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
948 }
949
950 /*
951  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs of family >= 6;
952  * unfortunately, that's not true in practice because of early VIA
953  * chips and (more importantly) broken virtualizers that are not easy
954  * to detect. In the latter case it doesn't even *fail* reliably, so
955  * probing for it doesn't even work. Disable it completely on 32-bit
956  * unless we can find a reliable way to detect all the broken cases.
957  * Enable it explicitly on 64-bit for non-constant inputs of cpu_has().
958  */
959 static void detect_nopl(struct cpuinfo_x86 *c)
960 {
961 #ifdef CONFIG_X86_32
962         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
963 #else
964         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
965 #endif
966 }
967
968 static void detect_null_seg_behavior(struct cpuinfo_x86 *c)
969 {
970 #ifdef CONFIG_X86_64
971         /*
972          * Empirically, writing zero to a segment selector on AMD does
973          * not clear the base, whereas writing zero to a segment
974          * selector on Intel does clear the base.  Intel's behavior
975          * allows slightly faster context switches in the common case
976          * where GS is unused by the prev and next threads.
977          *
978          * Since neither vendor documents this anywhere that I can see,
979          * detect it directly instead of hardcoding the choice by
980          * vendor.
981          *
982          * I've designated AMD's behavior as the "bug" because it's
983          * counterintuitive and less friendly.
984          */
985
986         unsigned long old_base, tmp;
987         rdmsrl(MSR_FS_BASE, old_base);
988         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 1);
989         loadsegment(fs, 0);
990         rdmsrl(MSR_FS_BASE, tmp);
991         if (tmp != 0)
992                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_NULL_SEG);
993         wrmsrl(MSR_FS_BASE, old_base);
994 #endif
995 }
996
997 static void generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
998 {
999         c->extended_cpuid_level = 0;
1000
1001         if (!have_cpuid_p())
1002                 identify_cpu_without_cpuid(c);
1003
1004         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
1005         if (!have_cpuid_p())
1006                 return;
1007
1008         cpu_detect(c);
1009
1010         get_cpu_vendor(c);
1011
1012         get_cpu_cap(c);
1013
1014         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
1015                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
1016 #ifdef CONFIG_X86_32
1017 # ifdef CONFIG_SMP
1018                 c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
1019 # else
1020                 c->apicid = c->initial_apicid;
1021 # endif
1022 #endif
1023                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
1024         }
1025
1026         get_model_name(c); /* Default name */
1027
1028         detect_nopl(c);
1029
1030         detect_null_seg_behavior(c);
1031
1032         /*
1033          * ESPFIX is a strange bug.  All real CPUs have it.  Paravirt
1034          * systems that run Linux at CPL > 0 may or may not have the
1035          * issue, but, even if they have the issue, there's absolutely
1036          * nothing we can do about it because we can't use the real IRET
1037          * instruction.
1038          *
1039          * NB: For the time being, only 32-bit kernels support
1040          * X86_BUG_ESPFIX as such.  64-bit kernels directly choose
1041          * whether to apply espfix using paravirt hooks.  If any
1042          * non-paravirt system ever shows up that does *not* have the
1043          * ESPFIX issue, we can change this.
1044          */
1045 #ifdef CONFIG_X86_32
1046 # ifdef CONFIG_PARAVIRT
1047         do {
1048                 extern void native_iret(void);
1049                 if (pv_cpu_ops.iret == native_iret)
1050                         set_cpu_bug(c, X86_BUG_ESPFIX);
1051         } while (0);
1052 # else
1053         set_cpu_bug(c, X86_BUG_ESPFIX);
1054 # endif
1055 #endif
1056 }
1057
1058 static void x86_init_cache_qos(struct cpuinfo_x86 *c)
1059 {
1060         /*
1061          * The heavy lifting of max_rmid and cache_occ_scale are handled
1062          * in get_cpu_cap().  Here we just set the max_rmid for the boot_cpu
1063          * in case CQM bits really aren't there in this CPU.
1064          */
1065         if (c != &boot_cpu_data) {
1066                 boot_cpu_data.x86_cache_max_rmid =
1067                         min(boot_cpu_data.x86_cache_max_rmid,
1068                             c->x86_cache_max_rmid);
1069         }
1070 }
1071
1072 /*
1073  * Validate that ACPI/mptables have the same information about the
1074  * effective APIC id and update the package map.
1075  */
1076 static void validate_apic_and_package_id(struct cpuinfo_x86 *c)
1077 {
1078 #ifdef CONFIG_SMP
1079         unsigned int apicid, cpu = smp_processor_id();
1080
1081         apicid = apic->cpu_present_to_apicid(cpu);
1082
1083         if (apicid != c->apicid) {
1084                 pr_err(FW_BUG "CPU%u: APIC id mismatch. Firmware: %x APIC: %x\n",
1085                        cpu, apicid, c->initial_apicid);
1086         }
1087         BUG_ON(topology_update_package_map(c->phys_proc_id, cpu));
1088 #else
1089         c->logical_proc_id = 0;
1090 #endif
1091 }
1092
1093 /*
1094  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
1095  */
1096 static void identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
1097 {
1098         int i;
1099
1100         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
1101         c->x86_cache_size = -1;
1102         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
1103         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
1104         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
1105         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
1106         c->x86_max_cores = 1;
1107         c->x86_coreid_bits = 0;
1108         c->cu_id = 0xff;
1109 #ifdef CONFIG_X86_64
1110         c->x86_clflush_size = 64;
1111         c->x86_phys_bits = 36;
1112         c->x86_virt_bits = 48;
1113 #else
1114         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
1115         c->x86_clflush_size = 32;
1116         c->x86_phys_bits = 32;
1117         c->x86_virt_bits = 32;
1118 #endif
1119         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
1120         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
1121
1122         generic_identify(c);
1123
1124         if (this_cpu->c_identify)
1125                 this_cpu->c_identify(c);
1126
1127         /* Clear/Set all flags overridden by options, after probe */
1128         apply_forced_caps(c);
1129
1130 #ifdef CONFIG_X86_64
1131         c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
1132 #endif
1133
1134         /*
1135          * Vendor-specific initialization.  In this section we
1136          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
1137          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
1138          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
1139          * we handle them here.
1140          *
1141          * At the end of this section, c->x86_capability better
1142          * indicate the features this CPU genuinely supports!
1143          */
1144         if (this_cpu->c_init)
1145                 this_cpu->c_init(c);
1146
1147         /* Disable the PN if appropriate */
1148         squash_the_stupid_serial_number(c);
1149
1150         /* Set up SMEP/SMAP */
1151         setup_smep(c);
1152         setup_smap(c);
1153
1154         /*
1155          * The vendor-specific functions might have changed features.
1156          * Now we do "generic changes."
1157          */
1158
1159         /* Filter out anything that depends on CPUID levels we don't have */
1160         filter_cpuid_features(c, true);
1161
1162         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
1163         if (!c->x86_model_id[0]) {
1164                 const char *p;
1165                 p = table_lookup_model(c);
1166                 if (p)
1167                         strcpy(c->x86_model_id, p);
1168                 else
1169                         /* Last resort... */
1170                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
1171                                 c->x86, c->x86_model);
1172         }
1173
1174 #ifdef CONFIG_X86_64
1175         detect_ht(c);
1176 #endif
1177
1178         x86_init_rdrand(c);
1179         x86_init_cache_qos(c);
1180         setup_pku(c);
1181
1182         /*
1183          * Clear/Set all flags overridden by options, need do it
1184          * before following smp all cpus cap AND.
1185          */
1186         apply_forced_caps(c);
1187
1188         /*
1189          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
1190          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
1191          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
1192          * executed, c == &boot_cpu_data.
1193          */
1194         if (c != &boot_cpu_data) {
1195                 /* AND the already accumulated flags with these */
1196                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
1197                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
1198
1199                 /* OR, i.e. replicate the bug flags */
1200                 for (i = NCAPINTS; i < NCAPINTS + NBUGINTS; i++)
1201                         c->x86_capability[i] |= boot_cpu_data.x86_capability[i];
1202         }
1203
1204         /* Init Machine Check Exception if available. */
1205         mcheck_cpu_init(c);
1206
1207         select_idle_routine(c);
1208
1209 #ifdef CONFIG_NUMA
1210         numa_add_cpu(smp_processor_id());
1211 #endif
1212 }
1213
1214 /*
1215  * Set up the CPU state needed to execute SYSENTER/SYSEXIT instructions
1216  * on 32-bit kernels:
1217  */
1218 #ifdef CONFIG_X86_32
1219 void enable_sep_cpu(void)
1220 {
1221         struct tss_struct *tss;
1222         int cpu;
1223
1224         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_SEP))
1225                 return;
1226
1227         cpu = get_cpu();
1228         tss = &per_cpu(cpu_tss, cpu);
1229
1230         /*
1231          * We cache MSR_IA32_SYSENTER_CS's value in the TSS's ss1 field --
1232          * see the big comment in struct x86_hw_tss's definition.
1233          */
1234
1235         tss->x86_tss.ss1 = __KERNEL_CS;
1236         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, tss->x86_tss.ss1, 0);
1237
1238         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_ESP,
1239               (unsigned long)tss + offsetofend(struct tss_struct, SYSENTER_stack),
1240               0);
1241
1242         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (unsigned long)entry_SYSENTER_32, 0);
1243
1244         put_cpu();
1245 }
1246 #endif
1247
1248 void __init identify_boot_cpu(void)
1249 {
1250         identify_cpu(&boot_cpu_data);
1251 #ifdef CONFIG_X86_32
1252         sysenter_setup();
1253         enable_sep_cpu();
1254 #endif
1255         cpu_detect_tlb(&boot_cpu_data);
1256 }
1257
1258 void identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
1259 {
1260         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
1261         identify_cpu(c);
1262 #ifdef CONFIG_X86_32
1263         enable_sep_cpu();
1264 #endif
1265         mtrr_ap_init();
1266         validate_apic_and_package_id(c);
1267 }
1268
1269 static __init int setup_noclflush(char *arg)
1270 {
1271         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLUSH);
1272         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLUSHOPT);
1273         return 1;
1274 }
1275 __setup("noclflush", setup_noclflush);
1276
1277 void print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
1278 {
1279         const char *vendor = NULL;
1280
1281         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM) {
1282                 vendor = this_cpu->c_vendor;
1283         } else {
1284                 if (c->cpuid_level >= 0)
1285                         vendor = c->x86_vendor_id;
1286         }
1287
1288         if (vendor && !strstr(c->x86_model_id, vendor))
1289                 pr_cont("%s ", vendor);
1290
1291         if (c->x86_model_id[0])
1292                 pr_cont("%s", c->x86_model_id);
1293         else
1294                 pr_cont("%d86", c->x86);
1295
1296         pr_cont(" (family: 0x%x, model: 0x%x", c->x86, c->x86_model);
1297
1298         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
1299                 pr_cont(", stepping: 0x%x)\n", c->x86_mask);
1300         else
1301                 pr_cont(")\n");
1302 }
1303
1304 /*
1305  * clearcpuid= was already parsed in fpu__init_parse_early_param.
1306  * But we need to keep a dummy __setup around otherwise it would
1307  * show up as an environment variable for init.
1308  */
1309 static __init int setup_clearcpuid(char *arg)
1310 {
1311         return 1;
1312 }
1313 __setup("clearcpuid=", setup_clearcpuid);
1314
1315 #ifdef CONFIG_X86_64
1316 DEFINE_PER_CPU_FIRST(union irq_stack_union,
1317                      irq_stack_union) __aligned(PAGE_SIZE) __visible;
1318
1319 /*
1320  * The following percpu variables are hot.  Align current_task to
1321  * cacheline size such that they fall in the same cacheline.
1322  */
1323 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) ____cacheline_aligned =
1324         &init_task;
1325 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1326
1327 DEFINE_PER_CPU(char *, irq_stack_ptr) =
1328         init_per_cpu_var(irq_stack_union.irq_stack) + IRQ_STACK_SIZE;
1329
1330 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, irq_count) __visible = -1;
1331
1332 DEFINE_PER_CPU(int, __preempt_count) = INIT_PREEMPT_COUNT;
1333 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(__preempt_count);
1334
1335 /*
1336  * Special IST stacks which the CPU switches to when it calls
1337  * an IST-marked descriptor entry. Up to 7 stacks (hardware
1338  * limit), all of them are 4K, except the debug stack which
1339  * is 8K.
1340  */
1341 static const unsigned int exception_stack_sizes[N_EXCEPTION_STACKS] = {
1342           [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1]        = EXCEPTION_STKSZ,
1343           [DEBUG_STACK - 1]                     = DEBUG_STKSZ
1344 };
1345
1346 static DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(char, exception_stacks
1347         [(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]);
1348
1349 /* May not be marked __init: used by software suspend */
1350 void syscall_init(void)
1351 {
1352         wrmsr(MSR_STAR, 0, (__USER32_CS << 16) | __KERNEL_CS);
1353         wrmsrl(MSR_LSTAR, (unsigned long)entry_SYSCALL_64);
1354
1355 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
1356         wrmsrl(MSR_CSTAR, (unsigned long)entry_SYSCALL_compat);
1357         /*
1358          * This only works on Intel CPUs.
1359          * On AMD CPUs these MSRs are 32-bit, CPU truncates MSR_IA32_SYSENTER_EIP.
1360          * This does not cause SYSENTER to jump to the wrong location, because
1361          * AMD doesn't allow SYSENTER in long mode (either 32- or 64-bit).
1362          */
1363         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_CS, (u64)__KERNEL_CS);
1364         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, 0ULL);
1365         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (u64)entry_SYSENTER_compat);
1366 #else
1367         wrmsrl(MSR_CSTAR, (unsigned long)ignore_sysret);
1368         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_CS, (u64)GDT_ENTRY_INVALID_SEG);
1369         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, 0ULL);
1370         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, 0ULL);
1371 #endif
1372
1373         /* Flags to clear on syscall */
1374         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
1375                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|
1376                X86_EFLAGS_IOPL|X86_EFLAGS_AC|X86_EFLAGS_NT);
1377 }
1378
1379 /*
1380  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
1381  * debugging, no special alignment required.
1382  */
1383 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
1384
1385 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, debug_stack_addr);
1386 DEFINE_PER_CPU(int, debug_stack_usage);
1387
1388 int is_debug_stack(unsigned long addr)
1389 {
1390         return __this_cpu_read(debug_stack_usage) ||
1391                 (addr <= __this_cpu_read(debug_stack_addr) &&
1392                  addr > (__this_cpu_read(debug_stack_addr) - DEBUG_STKSZ));
1393 }
1394 NOKPROBE_SYMBOL(is_debug_stack);
1395
1396 DEFINE_PER_CPU(u32, debug_idt_ctr);
1397
1398 void debug_stack_set_zero(void)
1399 {
1400         this_cpu_inc(debug_idt_ctr);
1401         load_current_idt();
1402 }
1403 NOKPROBE_SYMBOL(debug_stack_set_zero);
1404
1405 void debug_stack_reset(void)
1406 {
1407         if (WARN_ON(!this_cpu_read(debug_idt_ctr)))
1408                 return;
1409         if (this_cpu_dec_return(debug_idt_ctr) == 0)
1410                 load_current_idt();
1411 }
1412 NOKPROBE_SYMBOL(debug_stack_reset);
1413
1414 #else   /* CONFIG_X86_64 */
1415
1416 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
1417 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1418 DEFINE_PER_CPU(int, __preempt_count) = INIT_PREEMPT_COUNT;
1419 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(__preempt_count);
1420
1421 /*
1422  * On x86_32, vm86 modifies tss.sp0, so sp0 isn't a reliable way to find
1423  * the top of the kernel stack.  Use an extra percpu variable to track the
1424  * top of the kernel stack directly.
1425  */
1426 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cpu_current_top_of_stack) =
1427         (unsigned long)&init_thread_union + THREAD_SIZE;
1428 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_current_top_of_stack);
1429
1430 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
1431 DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct stack_canary, stack_canary);
1432 #endif
1433
1434 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
1435
1436 /*
1437  * Clear all 6 debug registers:
1438  */
1439 static void clear_all_debug_regs(void)
1440 {
1441         int i;
1442
1443         for (i = 0; i < 8; i++) {
1444                 /* Ignore db4, db5 */
1445                 if ((i == 4) || (i == 5))
1446                         continue;
1447
1448                 set_debugreg(0, i);
1449         }
1450 }
1451
1452 #ifdef CONFIG_KGDB
1453 /*
1454  * Restore debug regs if using kgdbwait and you have a kernel debugger
1455  * connection established.
1456  */
1457 static void dbg_restore_debug_regs(void)
1458 {
1459         if (unlikely(kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break))
1460                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1461 }
1462 #else /* ! CONFIG_KGDB */
1463 #define dbg_restore_debug_regs()
1464 #endif /* ! CONFIG_KGDB */
1465
1466 static void wait_for_master_cpu(int cpu)
1467 {
1468 #ifdef CONFIG_SMP
1469         /*
1470          * wait for ACK from master CPU before continuing
1471          * with AP initialization
1472          */
1473         WARN_ON(cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask));
1474         while (!cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callout_mask))
1475                 cpu_relax();
1476 #endif
1477 }
1478
1479 /*
1480  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
1481  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
1482  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
1483  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
1484  * A lot of state is already set up in PDA init for 64 bit
1485  */
1486 #ifdef CONFIG_X86_64
1487
1488 void cpu_init(void)
1489 {
1490         struct orig_ist *oist;
1491         struct task_struct *me;
1492         struct tss_struct *t;
1493         unsigned long v;
1494         int cpu = raw_smp_processor_id();
1495         int i;
1496
1497         wait_for_master_cpu(cpu);
1498
1499         /*
1500          * Initialize the CR4 shadow before doing anything that could
1501          * try to read it.
1502          */
1503         cr4_init_shadow();
1504
1505         if (cpu)
1506                 load_ucode_ap();
1507
1508         t = &per_cpu(cpu_tss, cpu);
1509         oist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
1510
1511 #ifdef CONFIG_NUMA
1512         if (this_cpu_read(numa_node) == 0 &&
1513             early_cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
1514                 set_numa_node(early_cpu_to_node(cpu));
1515 #endif
1516
1517         me = current;
1518
1519         pr_debug("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1520
1521         cr4_clear_bits(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1522
1523         /*
1524          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
1525          * and set up the GDT descriptor:
1526          */
1527
1528         switch_to_new_gdt(cpu);
1529         loadsegment(fs, 0);
1530
1531         load_current_idt();
1532
1533         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
1534         syscall_init();
1535
1536         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
1537         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
1538         barrier();
1539
1540         x86_configure_nx();
1541         x2apic_setup();
1542
1543         /*
1544          * set up and load the per-CPU TSS
1545          */
1546         if (!oist->ist[0]) {
1547                 char *estacks = per_cpu(exception_stacks, cpu);
1548
1549                 for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
1550                         estacks += exception_stack_sizes[v];
1551                         oist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] =
1552                                         (unsigned long)estacks;
1553                         if (v == DEBUG_STACK-1)
1554                                 per_cpu(debug_stack_addr, cpu) = (unsigned long)estacks;
1555                 }
1556         }
1557
1558         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1559
1560         /*
1561          * <= is required because the CPU will access up to
1562          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
1563          */
1564         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
1565                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
1566
1567         mmgrab(&init_mm);
1568         me->active_mm = &init_mm;
1569         BUG_ON(me->mm);
1570         initialize_tlbstate_and_flush();
1571         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
1572
1573         /*
1574          * Initialize the TSS.  Don't bother initializing sp0, as the initial
1575          * task never enters user mode.
1576          */
1577         set_tss_desc(cpu, t);
1578         load_TR_desc();
1579
1580         load_mm_ldt(&init_mm);
1581
1582         clear_all_debug_regs();
1583         dbg_restore_debug_regs();
1584
1585         fpu__init_cpu();
1586
1587         if (is_uv_system())
1588                 uv_cpu_init();
1589
1590         setup_fixmap_gdt(cpu);
1591         load_fixmap_gdt(cpu);
1592 }
1593
1594 #else
1595
1596 void cpu_init(void)
1597 {
1598         int cpu = smp_processor_id();
1599         struct task_struct *curr = current;
1600         struct tss_struct *t = &per_cpu(cpu_tss, cpu);
1601
1602         wait_for_master_cpu(cpu);
1603
1604         /*
1605          * Initialize the CR4 shadow before doing anything that could
1606          * try to read it.
1607          */
1608         cr4_init_shadow();
1609
1610         show_ucode_info_early();
1611
1612         pr_info("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1613
1614         if (cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_VME) ||
1615             boot_cpu_has(X86_FEATURE_TSC) ||
1616             boot_cpu_has(X86_FEATURE_DE))
1617                 cr4_clear_bits(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1618
1619         load_current_idt();
1620         switch_to_new_gdt(cpu);
1621
1622         /*
1623          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
1624          */
1625         mmgrab(&init_mm);
1626         curr->active_mm = &init_mm;
1627         BUG_ON(curr->mm);
1628         initialize_tlbstate_and_flush();
1629         enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
1630
1631         /*
1632          * Initialize the TSS.  Don't bother initializing sp0, as the initial
1633          * task never enters user mode.
1634          */
1635         set_tss_desc(cpu, t);
1636         load_TR_desc();
1637
1638         load_mm_ldt(&init_mm);
1639
1640         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1641
1642 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1643         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
1644         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1645 #endif
1646
1647         clear_all_debug_regs();
1648         dbg_restore_debug_regs();
1649
1650         fpu__init_cpu();
1651
1652         setup_fixmap_gdt(cpu);
1653         load_fixmap_gdt(cpu);
1654 }
1655 #endif
1656
1657 static void bsp_resume(void)
1658 {
1659         if (this_cpu->c_bsp_resume)
1660                 this_cpu->c_bsp_resume(&boot_cpu_data);
1661 }
1662
1663 static struct syscore_ops cpu_syscore_ops = {
1664         .resume         = bsp_resume,
1665 };
1666
1667 static int __init init_cpu_syscore(void)
1668 {
1669         register_syscore_ops(&cpu_syscore_ops);
1670         return 0;
1671 }
1672 core_initcall(init_cpu_syscore);