x86/entry/64: Use a per-CPU trampoline stack for IDT entries
[linux-2.6-microblaze.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 static void set_percpu_fixmap_pages(int fixmap_index, void *ptr,
470                                     int pages, pgprot_t prot)
471 {
472         int i;
473
474         for (i = 0; i < pages; i++) {
475                 __set_fixmap(fixmap_index - i,
476                              per_cpu_ptr_to_phys(ptr + i * PAGE_SIZE), prot);
477         }
478 }
479
480 #ifdef CONFIG_X86_32
481 /* The 32-bit entry code needs to find cpu_entry_area. */
482 DEFINE_PER_CPU(struct cpu_entry_area *, cpu_entry_area);
483 #endif
484
485 /* Setup the fixmap mappings only once per-processor */
486 static inline void setup_cpu_entry_area(int cpu)
487 {
488 #ifdef CONFIG_X86_64
489         /* On 64-bit systems, we use a read-only fixmap GDT. */
490         pgprot_t gdt_prot = PAGE_KERNEL_RO;
491 #else
492         /*
493          * On native 32-bit systems, the GDT cannot be read-only because
494          * our double fault handler uses a task gate, and entering through
495          * a task gate needs to change an available TSS to busy.  If the GDT
496          * is read-only, that will triple fault.
497          *
498          * On Xen PV, the GDT must be read-only because the hypervisor requires
499          * it.
500          */
501         pgprot_t gdt_prot = boot_cpu_has(X86_FEATURE_XENPV) ?
502                 PAGE_KERNEL_RO : PAGE_KERNEL;
503 #endif
504
505         __set_fixmap(get_cpu_entry_area_index(cpu, gdt), get_cpu_gdt_paddr(cpu), gdt_prot);
506
507         /*
508          * The Intel SDM says (Volume 3, 7.2.1):
509          *
510          *  Avoid placing a page boundary in the part of the TSS that the
511          *  processor reads during a task switch (the first 104 bytes). The
512          *  processor may not correctly perform address translations if a
513          *  boundary occurs in this area. During a task switch, the processor
514          *  reads and writes into the first 104 bytes of each TSS (using
515          *  contiguous physical addresses beginning with the physical address
516          *  of the first byte of the TSS). So, after TSS access begins, if
517          *  part of the 104 bytes is not physically contiguous, the processor
518          *  will access incorrect information without generating a page-fault
519          *  exception.
520          *
521          * There are also a lot of errata involving the TSS spanning a page
522          * boundary.  Assert that we're not doing that.
523          */
524         BUILD_BUG_ON((offsetof(struct tss_struct, x86_tss) ^
525                       offsetofend(struct tss_struct, x86_tss)) & PAGE_MASK);
526         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct tss_struct) % PAGE_SIZE != 0);
527         set_percpu_fixmap_pages(get_cpu_entry_area_index(cpu, tss),
528                                 &per_cpu(cpu_tss, cpu),
529                                 sizeof(struct tss_struct) / PAGE_SIZE,
530                                 PAGE_KERNEL);
531
532 #ifdef CONFIG_X86_32
533         this_cpu_write(cpu_entry_area, get_cpu_entry_area(cpu));
534 #endif
535 }
536
537 /* Load the original GDT from the per-cpu structure */
538 void load_direct_gdt(int cpu)
539 {
540         struct desc_ptr gdt_descr;
541
542         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_rw(cpu);
543         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
544         load_gdt(&gdt_descr);
545 }
546 EXPORT_SYMBOL_GPL(load_direct_gdt);
547
548 /* Load a fixmap remapping of the per-cpu GDT */
549 void load_fixmap_gdt(int cpu)
550 {
551         struct desc_ptr gdt_descr;
552
553         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_ro(cpu);
554         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
555         load_gdt(&gdt_descr);
556 }
557 EXPORT_SYMBOL_GPL(load_fixmap_gdt);
558
559 /*
560  * Current gdt points %fs at the "master" per-cpu area: after this,
561  * it's on the real one.
562  */
563 void switch_to_new_gdt(int cpu)
564 {
565         /* Load the original GDT */
566         load_direct_gdt(cpu);
567         /* Reload the per-cpu base */
568         load_percpu_segment(cpu);
569 }
570
571 static const struct cpu_dev *cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
572
573 static void get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
574 {
575         unsigned int *v;
576         char *p, *q, *s;
577
578         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000004)
579                 return;
580
581         v = (unsigned int *)c->x86_model_id;
582         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
583         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
584         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
585         c->x86_model_id[48] = 0;
586
587         /* Trim whitespace */
588         p = q = s = &c->x86_model_id[0];
589
590         while (*p == ' ')
591                 p++;
592
593         while (*p) {
594                 /* Note the last non-whitespace index */
595                 if (!isspace(*p))
596                         s = q;
597
598                 *q++ = *p++;
599         }
600
601         *(s + 1) = '\0';
602 }
603
604 void cpu_detect_cache_sizes(struct cpuinfo_x86 *c)
605 {
606         unsigned int n, dummy, ebx, ecx, edx, l2size;
607
608         n = c->extended_cpuid_level;
609
610         if (n >= 0x80000005) {
611                 cpuid(0x80000005, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
612                 c->x86_cache_size = (ecx>>24) + (edx>>24);
613 #ifdef CONFIG_X86_64
614                 /* On K8 L1 TLB is inclusive, so don't count it */
615                 c->x86_tlbsize = 0;
616 #endif
617         }
618
619         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
620                 return;
621
622         cpuid(0x80000006, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
623         l2size = ecx >> 16;
624
625 #ifdef CONFIG_X86_64
626         c->x86_tlbsize += ((ebx >> 16) & 0xfff) + (ebx & 0xfff);
627 #else
628         /* do processor-specific cache resizing */
629         if (this_cpu->legacy_cache_size)
630                 l2size = this_cpu->legacy_cache_size(c, l2size);
631
632         /* Allow user to override all this if necessary. */
633         if (cachesize_override != -1)
634                 l2size = cachesize_override;
635
636         if (l2size == 0)
637                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
638 #endif
639
640         c->x86_cache_size = l2size;
641 }
642
643 u16 __read_mostly tlb_lli_4k[NR_INFO];
644 u16 __read_mostly tlb_lli_2m[NR_INFO];
645 u16 __read_mostly tlb_lli_4m[NR_INFO];
646 u16 __read_mostly tlb_lld_4k[NR_INFO];
647 u16 __read_mostly tlb_lld_2m[NR_INFO];
648 u16 __read_mostly tlb_lld_4m[NR_INFO];
649 u16 __read_mostly tlb_lld_1g[NR_INFO];
650
651 static void cpu_detect_tlb(struct cpuinfo_x86 *c)
652 {
653         if (this_cpu->c_detect_tlb)
654                 this_cpu->c_detect_tlb(c);
655
656         pr_info("Last level iTLB entries: 4KB %d, 2MB %d, 4MB %d\n",
657                 tlb_lli_4k[ENTRIES], tlb_lli_2m[ENTRIES],
658                 tlb_lli_4m[ENTRIES]);
659
660         pr_info("Last level dTLB entries: 4KB %d, 2MB %d, 4MB %d, 1GB %d\n",
661                 tlb_lld_4k[ENTRIES], tlb_lld_2m[ENTRIES],
662                 tlb_lld_4m[ENTRIES], tlb_lld_1g[ENTRIES]);
663 }
664
665 void detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
666 {
667 #ifdef CONFIG_SMP
668         u32 eax, ebx, ecx, edx;
669         int index_msb, core_bits;
670         static bool printed;
671
672         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT))
673                 return;
674
675         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
676                 goto out;
677
678         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XTOPOLOGY))
679                 return;
680
681         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
682
683         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
684
685         if (smp_num_siblings == 1) {
686                 pr_info_once("CPU0: Hyper-Threading is disabled\n");
687                 goto out;
688         }
689
690         if (smp_num_siblings <= 1)
691                 goto out;
692
693         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
694         c->phys_proc_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb);
695
696         smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
697
698         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
699
700         core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
701
702         c->cpu_core_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb) &
703                                        ((1 << core_bits) - 1);
704
705 out:
706         if (!printed && (c->x86_max_cores * smp_num_siblings) > 1) {
707                 pr_info("CPU: Physical Processor ID: %d\n",
708                         c->phys_proc_id);
709                 pr_info("CPU: Processor Core ID: %d\n",
710                         c->cpu_core_id);
711                 printed = 1;
712         }
713 #endif
714 }
715
716 static void get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c)
717 {
718         char *v = c->x86_vendor_id;
719         int i;
720
721         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
722                 if (!cpu_devs[i])
723                         break;
724
725                 if (!strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
726                     (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
727                      !strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
728
729                         this_cpu = cpu_devs[i];
730                         c->x86_vendor = this_cpu->c_x86_vendor;
731                         return;
732                 }
733         }
734
735         pr_err_once("CPU: vendor_id '%s' unknown, using generic init.\n" \
736                     "CPU: Your system may be unstable.\n", v);
737
738         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
739         this_cpu = &default_cpu;
740 }
741
742 void cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c)
743 {
744         /* Get vendor name */
745         cpuid(0x00000000, (unsigned int *)&c->cpuid_level,
746               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[0],
747               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[8],
748               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[4]);
749
750         c->x86 = 4;
751         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
752         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
753                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
754
755                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
756                 c->x86          = x86_family(tfms);
757                 c->x86_model    = x86_model(tfms);
758                 c->x86_mask     = x86_stepping(tfms);
759
760                 if (cap0 & (1<<19)) {
761                         c->x86_clflush_size = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
762                         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
763                 }
764         }
765 }
766
767 static void apply_forced_caps(struct cpuinfo_x86 *c)
768 {
769         int i;
770
771         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++) {
772                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
773                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
774         }
775 }
776
777 void get_cpu_cap(struct cpuinfo_x86 *c)
778 {
779         u32 eax, ebx, ecx, edx;
780
781         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
782         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
783                 cpuid(0x00000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
784
785                 c->x86_capability[CPUID_1_ECX] = ecx;
786                 c->x86_capability[CPUID_1_EDX] = edx;
787         }
788
789         /* Thermal and Power Management Leaf: level 0x00000006 (eax) */
790         if (c->cpuid_level >= 0x00000006)
791                 c->x86_capability[CPUID_6_EAX] = cpuid_eax(0x00000006);
792
793         /* Additional Intel-defined flags: level 0x00000007 */
794         if (c->cpuid_level >= 0x00000007) {
795                 cpuid_count(0x00000007, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
796                 c->x86_capability[CPUID_7_0_EBX] = ebx;
797                 c->x86_capability[CPUID_7_ECX] = ecx;
798         }
799
800         /* Extended state features: level 0x0000000d */
801         if (c->cpuid_level >= 0x0000000d) {
802                 cpuid_count(0x0000000d, 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
803
804                 c->x86_capability[CPUID_D_1_EAX] = eax;
805         }
806
807         /* Additional Intel-defined flags: level 0x0000000F */
808         if (c->cpuid_level >= 0x0000000F) {
809
810                 /* QoS sub-leaf, EAX=0Fh, ECX=0 */
811                 cpuid_count(0x0000000F, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
812                 c->x86_capability[CPUID_F_0_EDX] = edx;
813
814                 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_LLC)) {
815                         /* will be overridden if occupancy monitoring exists */
816                         c->x86_cache_max_rmid = ebx;
817
818                         /* QoS sub-leaf, EAX=0Fh, ECX=1 */
819                         cpuid_count(0x0000000F, 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
820                         c->x86_capability[CPUID_F_1_EDX] = edx;
821
822                         if ((cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_OCCUP_LLC)) ||
823                               ((cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_MBM_TOTAL)) ||
824                                (cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_MBM_LOCAL)))) {
825                                 c->x86_cache_max_rmid = ecx;
826                                 c->x86_cache_occ_scale = ebx;
827                         }
828                 } else {
829                         c->x86_cache_max_rmid = -1;
830                         c->x86_cache_occ_scale = -1;
831                 }
832         }
833
834         /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
835         eax = cpuid_eax(0x80000000);
836         c->extended_cpuid_level = eax;
837
838         if ((eax & 0xffff0000) == 0x80000000) {
839                 if (eax >= 0x80000001) {
840                         cpuid(0x80000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
841
842                         c->x86_capability[CPUID_8000_0001_ECX] = ecx;
843                         c->x86_capability[CPUID_8000_0001_EDX] = edx;
844                 }
845         }
846
847         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000007) {
848                 cpuid(0x80000007, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
849
850                 c->x86_capability[CPUID_8000_0007_EBX] = ebx;
851                 c->x86_power = edx;
852         }
853
854         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
855                 cpuid(0x80000008, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
856
857                 c->x86_virt_bits = (eax >> 8) & 0xff;
858                 c->x86_phys_bits = eax & 0xff;
859                 c->x86_capability[CPUID_8000_0008_EBX] = ebx;
860         }
861 #ifdef CONFIG_X86_32
862         else if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PAE) || cpu_has(c, X86_FEATURE_PSE36))
863                 c->x86_phys_bits = 36;
864 #endif
865
866         if (c->extended_cpuid_level >= 0x8000000a)
867                 c->x86_capability[CPUID_8000_000A_EDX] = cpuid_edx(0x8000000a);
868
869         init_scattered_cpuid_features(c);
870
871         /*
872          * Clear/Set all flags overridden by options, after probe.
873          * This needs to happen each time we re-probe, which may happen
874          * several times during CPU initialization.
875          */
876         apply_forced_caps(c);
877 }
878
879 static void identify_cpu_without_cpuid(struct cpuinfo_x86 *c)
880 {
881 #ifdef CONFIG_X86_32
882         int i;
883
884         /*
885          * First of all, decide if this is a 486 or higher
886          * It's a 486 if we can modify the AC flag
887          */
888         if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC))
889                 c->x86 = 4;
890         else
891                 c->x86 = 3;
892
893         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++)
894                 if (cpu_devs[i] && cpu_devs[i]->c_identify) {
895                         c->x86_vendor_id[0] = 0;
896                         cpu_devs[i]->c_identify(c);
897                         if (c->x86_vendor_id[0]) {
898                                 get_cpu_vendor(c);
899                                 break;
900                         }
901                 }
902 #endif
903 }
904
905 /*
906  * Do minimum CPU detection early.
907  * Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask,
908  * cache alignment.
909  * The others are not touched to avoid unwanted side effects.
910  *
911  * WARNING: this function is only called on the BP.  Don't add code here
912  * that is supposed to run on all CPUs.
913  */
914 static void __init early_identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
915 {
916 #ifdef CONFIG_X86_64
917         c->x86_clflush_size = 64;
918         c->x86_phys_bits = 36;
919         c->x86_virt_bits = 48;
920 #else
921         c->x86_clflush_size = 32;
922         c->x86_phys_bits = 32;
923         c->x86_virt_bits = 32;
924 #endif
925         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
926
927         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
928         c->extended_cpuid_level = 0;
929
930         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
931         if (have_cpuid_p()) {
932                 cpu_detect(c);
933                 get_cpu_vendor(c);
934                 get_cpu_cap(c);
935                 setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_CPUID);
936
937                 if (this_cpu->c_early_init)
938                         this_cpu->c_early_init(c);
939
940                 c->cpu_index = 0;
941                 filter_cpuid_features(c, false);
942
943                 if (this_cpu->c_bsp_init)
944                         this_cpu->c_bsp_init(c);
945         } else {
946                 identify_cpu_without_cpuid(c);
947                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CPUID);
948         }
949
950         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ALWAYS);
951         fpu__init_system(c);
952
953 #ifdef CONFIG_X86_32
954         /*
955          * Regardless of whether PCID is enumerated, the SDM says
956          * that it can't be enabled in 32-bit mode.
957          */
958         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PCID);
959 #endif
960 }
961
962 void __init early_cpu_init(void)
963 {
964         const struct cpu_dev *const *cdev;
965         int count = 0;
966
967 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
968         pr_info("KERNEL supported cpus:\n");
969 #endif
970
971         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
972                 const struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
973
974                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
975                         break;
976                 cpu_devs[count] = cpudev;
977                 count++;
978
979 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
980                 {
981                         unsigned int j;
982
983                         for (j = 0; j < 2; j++) {
984                                 if (!cpudev->c_ident[j])
985                                         continue;
986                                 pr_info("  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
987                                         cpudev->c_ident[j]);
988                         }
989                 }
990 #endif
991         }
992         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
993 }
994
995 /*
996  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs of family >= 6;
997  * unfortunately, that's not true in practice because of early VIA
998  * chips and (more importantly) broken virtualizers that are not easy
999  * to detect. In the latter case it doesn't even *fail* reliably, so
1000  * probing for it doesn't even work. Disable it completely on 32-bit
1001  * unless we can find a reliable way to detect all the broken cases.
1002  * Enable it explicitly on 64-bit for non-constant inputs of cpu_has().
1003  */
1004 static void detect_nopl(struct cpuinfo_x86 *c)
1005 {
1006 #ifdef CONFIG_X86_32
1007         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
1008 #else
1009         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
1010 #endif
1011 }
1012
1013 static void detect_null_seg_behavior(struct cpuinfo_x86 *c)
1014 {
1015 #ifdef CONFIG_X86_64
1016         /*
1017          * Empirically, writing zero to a segment selector on AMD does
1018          * not clear the base, whereas writing zero to a segment
1019          * selector on Intel does clear the base.  Intel's behavior
1020          * allows slightly faster context switches in the common case
1021          * where GS is unused by the prev and next threads.
1022          *
1023          * Since neither vendor documents this anywhere that I can see,
1024          * detect it directly instead of hardcoding the choice by
1025          * vendor.
1026          *
1027          * I've designated AMD's behavior as the "bug" because it's
1028          * counterintuitive and less friendly.
1029          */
1030
1031         unsigned long old_base, tmp;
1032         rdmsrl(MSR_FS_BASE, old_base);
1033         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 1);
1034         loadsegment(fs, 0);
1035         rdmsrl(MSR_FS_BASE, tmp);
1036         if (tmp != 0)
1037                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_NULL_SEG);
1038         wrmsrl(MSR_FS_BASE, old_base);
1039 #endif
1040 }
1041
1042 static void generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
1043 {
1044         c->extended_cpuid_level = 0;
1045
1046         if (!have_cpuid_p())
1047                 identify_cpu_without_cpuid(c);
1048
1049         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
1050         if (!have_cpuid_p())
1051                 return;
1052
1053         cpu_detect(c);
1054
1055         get_cpu_vendor(c);
1056
1057         get_cpu_cap(c);
1058
1059         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
1060                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
1061 #ifdef CONFIG_X86_32
1062 # ifdef CONFIG_SMP
1063                 c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
1064 # else
1065                 c->apicid = c->initial_apicid;
1066 # endif
1067 #endif
1068                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
1069         }
1070
1071         get_model_name(c); /* Default name */
1072
1073         detect_nopl(c);
1074
1075         detect_null_seg_behavior(c);
1076
1077         /*
1078          * ESPFIX is a strange bug.  All real CPUs have it.  Paravirt
1079          * systems that run Linux at CPL > 0 may or may not have the
1080          * issue, but, even if they have the issue, there's absolutely
1081          * nothing we can do about it because we can't use the real IRET
1082          * instruction.
1083          *
1084          * NB: For the time being, only 32-bit kernels support
1085          * X86_BUG_ESPFIX as such.  64-bit kernels directly choose
1086          * whether to apply espfix using paravirt hooks.  If any
1087          * non-paravirt system ever shows up that does *not* have the
1088          * ESPFIX issue, we can change this.
1089          */
1090 #ifdef CONFIG_X86_32
1091 # ifdef CONFIG_PARAVIRT
1092         do {
1093                 extern void native_iret(void);
1094                 if (pv_cpu_ops.iret == native_iret)
1095                         set_cpu_bug(c, X86_BUG_ESPFIX);
1096         } while (0);
1097 # else
1098         set_cpu_bug(c, X86_BUG_ESPFIX);
1099 # endif
1100 #endif
1101 }
1102
1103 static void x86_init_cache_qos(struct cpuinfo_x86 *c)
1104 {
1105         /*
1106          * The heavy lifting of max_rmid and cache_occ_scale are handled
1107          * in get_cpu_cap().  Here we just set the max_rmid for the boot_cpu
1108          * in case CQM bits really aren't there in this CPU.
1109          */
1110         if (c != &boot_cpu_data) {
1111                 boot_cpu_data.x86_cache_max_rmid =
1112                         min(boot_cpu_data.x86_cache_max_rmid,
1113                             c->x86_cache_max_rmid);
1114         }
1115 }
1116
1117 /*
1118  * Validate that ACPI/mptables have the same information about the
1119  * effective APIC id and update the package map.
1120  */
1121 static void validate_apic_and_package_id(struct cpuinfo_x86 *c)
1122 {
1123 #ifdef CONFIG_SMP
1124         unsigned int apicid, cpu = smp_processor_id();
1125
1126         apicid = apic->cpu_present_to_apicid(cpu);
1127
1128         if (apicid != c->apicid) {
1129                 pr_err(FW_BUG "CPU%u: APIC id mismatch. Firmware: %x APIC: %x\n",
1130                        cpu, apicid, c->initial_apicid);
1131         }
1132         BUG_ON(topology_update_package_map(c->phys_proc_id, cpu));
1133 #else
1134         c->logical_proc_id = 0;
1135 #endif
1136 }
1137
1138 /*
1139  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
1140  */
1141 static void identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
1142 {
1143         int i;
1144
1145         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
1146         c->x86_cache_size = -1;
1147         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
1148         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
1149         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
1150         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
1151         c->x86_max_cores = 1;
1152         c->x86_coreid_bits = 0;
1153         c->cu_id = 0xff;
1154 #ifdef CONFIG_X86_64
1155         c->x86_clflush_size = 64;
1156         c->x86_phys_bits = 36;
1157         c->x86_virt_bits = 48;
1158 #else
1159         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
1160         c->x86_clflush_size = 32;
1161         c->x86_phys_bits = 32;
1162         c->x86_virt_bits = 32;
1163 #endif
1164         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
1165         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
1166
1167         generic_identify(c);
1168
1169         if (this_cpu->c_identify)
1170                 this_cpu->c_identify(c);
1171
1172         /* Clear/Set all flags overridden by options, after probe */
1173         apply_forced_caps(c);
1174
1175 #ifdef CONFIG_X86_64
1176         c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
1177 #endif
1178
1179         /*
1180          * Vendor-specific initialization.  In this section we
1181          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
1182          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
1183          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
1184          * we handle them here.
1185          *
1186          * At the end of this section, c->x86_capability better
1187          * indicate the features this CPU genuinely supports!
1188          */
1189         if (this_cpu->c_init)
1190                 this_cpu->c_init(c);
1191
1192         /* Disable the PN if appropriate */
1193         squash_the_stupid_serial_number(c);
1194
1195         /* Set up SMEP/SMAP */
1196         setup_smep(c);
1197         setup_smap(c);
1198
1199         /*
1200          * The vendor-specific functions might have changed features.
1201          * Now we do "generic changes."
1202          */
1203
1204         /* Filter out anything that depends on CPUID levels we don't have */
1205         filter_cpuid_features(c, true);
1206
1207         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
1208         if (!c->x86_model_id[0]) {
1209                 const char *p;
1210                 p = table_lookup_model(c);
1211                 if (p)
1212                         strcpy(c->x86_model_id, p);
1213                 else
1214                         /* Last resort... */
1215                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
1216                                 c->x86, c->x86_model);
1217         }
1218
1219 #ifdef CONFIG_X86_64
1220         detect_ht(c);
1221 #endif
1222
1223         x86_init_rdrand(c);
1224         x86_init_cache_qos(c);
1225         setup_pku(c);
1226
1227         /*
1228          * Clear/Set all flags overridden by options, need do it
1229          * before following smp all cpus cap AND.
1230          */
1231         apply_forced_caps(c);
1232
1233         /*
1234          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
1235          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
1236          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
1237          * executed, c == &boot_cpu_data.
1238          */
1239         if (c != &boot_cpu_data) {
1240                 /* AND the already accumulated flags with these */
1241                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
1242                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
1243
1244                 /* OR, i.e. replicate the bug flags */
1245                 for (i = NCAPINTS; i < NCAPINTS + NBUGINTS; i++)
1246                         c->x86_capability[i] |= boot_cpu_data.x86_capability[i];
1247         }
1248
1249         /* Init Machine Check Exception if available. */
1250         mcheck_cpu_init(c);
1251
1252         select_idle_routine(c);
1253
1254 #ifdef CONFIG_NUMA
1255         numa_add_cpu(smp_processor_id());
1256 #endif
1257 }
1258
1259 /*
1260  * Set up the CPU state needed to execute SYSENTER/SYSEXIT instructions
1261  * on 32-bit kernels:
1262  */
1263 #ifdef CONFIG_X86_32
1264 void enable_sep_cpu(void)
1265 {
1266         struct tss_struct *tss;
1267         int cpu;
1268
1269         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_SEP))
1270                 return;
1271
1272         cpu = get_cpu();
1273         tss = &per_cpu(cpu_tss, cpu);
1274
1275         /*
1276          * We cache MSR_IA32_SYSENTER_CS's value in the TSS's ss1 field --
1277          * see the big comment in struct x86_hw_tss's definition.
1278          */
1279
1280         tss->x86_tss.ss1 = __KERNEL_CS;
1281         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, tss->x86_tss.ss1, 0);
1282
1283         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_ESP,
1284               (unsigned long)&get_cpu_entry_area(cpu)->tss +
1285               offsetofend(struct tss_struct, SYSENTER_stack),
1286               0);
1287
1288         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (unsigned long)entry_SYSENTER_32, 0);
1289
1290         put_cpu();
1291 }
1292 #endif
1293
1294 void __init identify_boot_cpu(void)
1295 {
1296         identify_cpu(&boot_cpu_data);
1297 #ifdef CONFIG_X86_32
1298         sysenter_setup();
1299         enable_sep_cpu();
1300 #endif
1301         cpu_detect_tlb(&boot_cpu_data);
1302 }
1303
1304 void identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
1305 {
1306         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
1307         identify_cpu(c);
1308 #ifdef CONFIG_X86_32
1309         enable_sep_cpu();
1310 #endif
1311         mtrr_ap_init();
1312         validate_apic_and_package_id(c);
1313 }
1314
1315 static __init int setup_noclflush(char *arg)
1316 {
1317         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLUSH);
1318         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLUSHOPT);
1319         return 1;
1320 }
1321 __setup("noclflush", setup_noclflush);
1322
1323 void print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
1324 {
1325         const char *vendor = NULL;
1326
1327         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM) {
1328                 vendor = this_cpu->c_vendor;
1329         } else {
1330                 if (c->cpuid_level >= 0)
1331                         vendor = c->x86_vendor_id;
1332         }
1333
1334         if (vendor && !strstr(c->x86_model_id, vendor))
1335                 pr_cont("%s ", vendor);
1336
1337         if (c->x86_model_id[0])
1338                 pr_cont("%s", c->x86_model_id);
1339         else
1340                 pr_cont("%d86", c->x86);
1341
1342         pr_cont(" (family: 0x%x, model: 0x%x", c->x86, c->x86_model);
1343
1344         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
1345                 pr_cont(", stepping: 0x%x)\n", c->x86_mask);
1346         else
1347                 pr_cont(")\n");
1348 }
1349
1350 /*
1351  * clearcpuid= was already parsed in fpu__init_parse_early_param.
1352  * But we need to keep a dummy __setup around otherwise it would
1353  * show up as an environment variable for init.
1354  */
1355 static __init int setup_clearcpuid(char *arg)
1356 {
1357         return 1;
1358 }
1359 __setup("clearcpuid=", setup_clearcpuid);
1360
1361 #ifdef CONFIG_X86_64
1362 DEFINE_PER_CPU_FIRST(union irq_stack_union,
1363                      irq_stack_union) __aligned(PAGE_SIZE) __visible;
1364
1365 /*
1366  * The following percpu variables are hot.  Align current_task to
1367  * cacheline size such that they fall in the same cacheline.
1368  */
1369 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) ____cacheline_aligned =
1370         &init_task;
1371 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1372
1373 DEFINE_PER_CPU(char *, irq_stack_ptr) =
1374         init_per_cpu_var(irq_stack_union.irq_stack) + IRQ_STACK_SIZE;
1375
1376 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, irq_count) __visible = -1;
1377
1378 DEFINE_PER_CPU(int, __preempt_count) = INIT_PREEMPT_COUNT;
1379 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(__preempt_count);
1380
1381 /*
1382  * Special IST stacks which the CPU switches to when it calls
1383  * an IST-marked descriptor entry. Up to 7 stacks (hardware
1384  * limit), all of them are 4K, except the debug stack which
1385  * is 8K.
1386  */
1387 static const unsigned int exception_stack_sizes[N_EXCEPTION_STACKS] = {
1388           [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1]        = EXCEPTION_STKSZ,
1389           [DEBUG_STACK - 1]                     = DEBUG_STKSZ
1390 };
1391
1392 static DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(char, exception_stacks
1393         [(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]);
1394
1395 /* May not be marked __init: used by software suspend */
1396 void syscall_init(void)
1397 {
1398         int cpu = smp_processor_id();
1399
1400         wrmsr(MSR_STAR, 0, (__USER32_CS << 16) | __KERNEL_CS);
1401         wrmsrl(MSR_LSTAR, (unsigned long)entry_SYSCALL_64);
1402
1403 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
1404         wrmsrl(MSR_CSTAR, (unsigned long)entry_SYSCALL_compat);
1405         /*
1406          * This only works on Intel CPUs.
1407          * On AMD CPUs these MSRs are 32-bit, CPU truncates MSR_IA32_SYSENTER_EIP.
1408          * This does not cause SYSENTER to jump to the wrong location, because
1409          * AMD doesn't allow SYSENTER in long mode (either 32- or 64-bit).
1410          */
1411         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_CS, (u64)__KERNEL_CS);
1412         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_ESP,
1413                     (unsigned long)&get_cpu_entry_area(cpu)->tss +
1414                     offsetofend(struct tss_struct, SYSENTER_stack));
1415         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (u64)entry_SYSENTER_compat);
1416 #else
1417         wrmsrl(MSR_CSTAR, (unsigned long)ignore_sysret);
1418         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_CS, (u64)GDT_ENTRY_INVALID_SEG);
1419         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, 0ULL);
1420         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, 0ULL);
1421 #endif
1422
1423         /* Flags to clear on syscall */
1424         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
1425                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|
1426                X86_EFLAGS_IOPL|X86_EFLAGS_AC|X86_EFLAGS_NT);
1427 }
1428
1429 /*
1430  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
1431  * debugging, no special alignment required.
1432  */
1433 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
1434
1435 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, debug_stack_addr);
1436 DEFINE_PER_CPU(int, debug_stack_usage);
1437
1438 int is_debug_stack(unsigned long addr)
1439 {
1440         return __this_cpu_read(debug_stack_usage) ||
1441                 (addr <= __this_cpu_read(debug_stack_addr) &&
1442                  addr > (__this_cpu_read(debug_stack_addr) - DEBUG_STKSZ));
1443 }
1444 NOKPROBE_SYMBOL(is_debug_stack);
1445
1446 DEFINE_PER_CPU(u32, debug_idt_ctr);
1447
1448 void debug_stack_set_zero(void)
1449 {
1450         this_cpu_inc(debug_idt_ctr);
1451         load_current_idt();
1452 }
1453 NOKPROBE_SYMBOL(debug_stack_set_zero);
1454
1455 void debug_stack_reset(void)
1456 {
1457         if (WARN_ON(!this_cpu_read(debug_idt_ctr)))
1458                 return;
1459         if (this_cpu_dec_return(debug_idt_ctr) == 0)
1460                 load_current_idt();
1461 }
1462 NOKPROBE_SYMBOL(debug_stack_reset);
1463
1464 #else   /* CONFIG_X86_64 */
1465
1466 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
1467 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1468 DEFINE_PER_CPU(int, __preempt_count) = INIT_PREEMPT_COUNT;
1469 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(__preempt_count);
1470
1471 /*
1472  * On x86_32, vm86 modifies tss.sp0, so sp0 isn't a reliable way to find
1473  * the top of the kernel stack.  Use an extra percpu variable to track the
1474  * top of the kernel stack directly.
1475  */
1476 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cpu_current_top_of_stack) =
1477         (unsigned long)&init_thread_union + THREAD_SIZE;
1478 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_current_top_of_stack);
1479
1480 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
1481 DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct stack_canary, stack_canary);
1482 #endif
1483
1484 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
1485
1486 /*
1487  * Clear all 6 debug registers:
1488  */
1489 static void clear_all_debug_regs(void)
1490 {
1491         int i;
1492
1493         for (i = 0; i < 8; i++) {
1494                 /* Ignore db4, db5 */
1495                 if ((i == 4) || (i == 5))
1496                         continue;
1497
1498                 set_debugreg(0, i);
1499         }
1500 }
1501
1502 #ifdef CONFIG_KGDB
1503 /*
1504  * Restore debug regs if using kgdbwait and you have a kernel debugger
1505  * connection established.
1506  */
1507 static void dbg_restore_debug_regs(void)
1508 {
1509         if (unlikely(kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break))
1510                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1511 }
1512 #else /* ! CONFIG_KGDB */
1513 #define dbg_restore_debug_regs()
1514 #endif /* ! CONFIG_KGDB */
1515
1516 static void wait_for_master_cpu(int cpu)
1517 {
1518 #ifdef CONFIG_SMP
1519         /*
1520          * wait for ACK from master CPU before continuing
1521          * with AP initialization
1522          */
1523         WARN_ON(cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask));
1524         while (!cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callout_mask))
1525                 cpu_relax();
1526 #endif
1527 }
1528
1529 /*
1530  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
1531  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
1532  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
1533  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
1534  * A lot of state is already set up in PDA init for 64 bit
1535  */
1536 #ifdef CONFIG_X86_64
1537
1538 void cpu_init(void)
1539 {
1540         struct orig_ist *oist;
1541         struct task_struct *me;
1542         struct tss_struct *t;
1543         unsigned long v;
1544         int cpu = raw_smp_processor_id();
1545         int i;
1546
1547         wait_for_master_cpu(cpu);
1548
1549         /*
1550          * Initialize the CR4 shadow before doing anything that could
1551          * try to read it.
1552          */
1553         cr4_init_shadow();
1554
1555         if (cpu)
1556                 load_ucode_ap();
1557
1558         t = &per_cpu(cpu_tss, cpu);
1559         oist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
1560
1561 #ifdef CONFIG_NUMA
1562         if (this_cpu_read(numa_node) == 0 &&
1563             early_cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
1564                 set_numa_node(early_cpu_to_node(cpu));
1565 #endif
1566
1567         me = current;
1568
1569         pr_debug("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1570
1571         cr4_clear_bits(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1572
1573         /*
1574          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
1575          * and set up the GDT descriptor:
1576          */
1577
1578         switch_to_new_gdt(cpu);
1579         loadsegment(fs, 0);
1580
1581         load_current_idt();
1582
1583         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
1584         syscall_init();
1585
1586         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
1587         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
1588         barrier();
1589
1590         x86_configure_nx();
1591         x2apic_setup();
1592
1593         /*
1594          * set up and load the per-CPU TSS
1595          */
1596         if (!oist->ist[0]) {
1597                 char *estacks = per_cpu(exception_stacks, cpu);
1598
1599                 for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
1600                         estacks += exception_stack_sizes[v];
1601                         oist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] =
1602                                         (unsigned long)estacks;
1603                         if (v == DEBUG_STACK-1)
1604                                 per_cpu(debug_stack_addr, cpu) = (unsigned long)estacks;
1605                 }
1606         }
1607
1608         t->x86_tss.io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET;
1609
1610         /*
1611          * <= is required because the CPU will access up to
1612          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
1613          */
1614         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
1615                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
1616
1617         mmgrab(&init_mm);
1618         me->active_mm = &init_mm;
1619         BUG_ON(me->mm);
1620         initialize_tlbstate_and_flush();
1621         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
1622
1623         setup_cpu_entry_area(cpu);
1624
1625         /*
1626          * Initialize the TSS.  sp0 points to the entry trampoline stack
1627          * regardless of what task is running.
1628          */
1629         set_tss_desc(cpu, &get_cpu_entry_area(cpu)->tss.x86_tss);
1630         load_TR_desc();
1631         load_sp0((unsigned long)&get_cpu_entry_area(cpu)->tss +
1632                  offsetofend(struct tss_struct, SYSENTER_stack));
1633
1634         load_mm_ldt(&init_mm);
1635
1636         clear_all_debug_regs();
1637         dbg_restore_debug_regs();
1638
1639         fpu__init_cpu();
1640
1641         if (is_uv_system())
1642                 uv_cpu_init();
1643
1644         load_fixmap_gdt(cpu);
1645 }
1646
1647 #else
1648
1649 void cpu_init(void)
1650 {
1651         int cpu = smp_processor_id();
1652         struct task_struct *curr = current;
1653         struct tss_struct *t = &per_cpu(cpu_tss, cpu);
1654
1655         wait_for_master_cpu(cpu);
1656
1657         /*
1658          * Initialize the CR4 shadow before doing anything that could
1659          * try to read it.
1660          */
1661         cr4_init_shadow();
1662
1663         show_ucode_info_early();
1664
1665         pr_info("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1666
1667         if (cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_VME) ||
1668             boot_cpu_has(X86_FEATURE_TSC) ||
1669             boot_cpu_has(X86_FEATURE_DE))
1670                 cr4_clear_bits(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1671
1672         load_current_idt();
1673         switch_to_new_gdt(cpu);
1674
1675         /*
1676          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
1677          */
1678         mmgrab(&init_mm);
1679         curr->active_mm = &init_mm;
1680         BUG_ON(curr->mm);
1681         initialize_tlbstate_and_flush();
1682         enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
1683
1684         setup_cpu_entry_area(cpu);
1685
1686         /*
1687          * Initialize the TSS.  Don't bother initializing sp0, as the initial
1688          * task never enters user mode.
1689          */
1690         set_tss_desc(cpu, &get_cpu_entry_area(cpu)->tss.x86_tss);
1691         load_TR_desc();
1692
1693         load_mm_ldt(&init_mm);
1694
1695         t->x86_tss.io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET;
1696
1697 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1698         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
1699         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1700 #endif
1701
1702         clear_all_debug_regs();
1703         dbg_restore_debug_regs();
1704
1705         fpu__init_cpu();
1706
1707         load_fixmap_gdt(cpu);
1708 }
1709 #endif
1710
1711 static void bsp_resume(void)
1712 {
1713         if (this_cpu->c_bsp_resume)
1714                 this_cpu->c_bsp_resume(&boot_cpu_data);
1715 }
1716
1717 static struct syscore_ops cpu_syscore_ops = {
1718         .resume         = bsp_resume,
1719 };
1720
1721 static int __init init_cpu_syscore(void)
1722 {
1723         register_syscore_ops(&cpu_syscore_ops);
1724         return 0;
1725 }
1726 core_initcall(init_cpu_syscore);