Merge tag 'x86-apic-2021-06-28' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / x86 / kernel / smpboot.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2  /*
3  *      x86 SMP booting functions
4  *
5  *      (c) 1995 Alan Cox, Building #3 <alan@lxorguk.ukuu.org.uk>
6  *      (c) 1998, 1999, 2000, 2009 Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
7  *      Copyright 2001 Andi Kleen, SuSE Labs.
8  *
9  *      Much of the core SMP work is based on previous work by Thomas Radke, to
10  *      whom a great many thanks are extended.
11  *
12  *      Thanks to Intel for making available several different Pentium,
13  *      Pentium Pro and Pentium-II/Xeon MP machines.
14  *      Original development of Linux SMP code supported by Caldera.
15  *
16  *      Fixes
17  *              Felix Koop      :       NR_CPUS used properly
18  *              Jose Renau      :       Handle single CPU case.
19  *              Alan Cox        :       By repeated request 8) - Total BogoMIPS report.
20  *              Greg Wright     :       Fix for kernel stacks panic.
21  *              Erich Boleyn    :       MP v1.4 and additional changes.
22  *      Matthias Sattler        :       Changes for 2.1 kernel map.
23  *      Michel Lespinasse       :       Changes for 2.1 kernel map.
24  *      Michael Chastain        :       Change trampoline.S to gnu as.
25  *              Alan Cox        :       Dumb bug: 'B' step PPro's are fine
26  *              Ingo Molnar     :       Added APIC timers, based on code
27  *                                      from Jose Renau
28  *              Ingo Molnar     :       various cleanups and rewrites
29  *              Tigran Aivazian :       fixed "0.00 in /proc/uptime on SMP" bug.
30  *      Maciej W. Rozycki       :       Bits for genuine 82489DX APICs
31  *      Andi Kleen              :       Changed for SMP boot into long mode.
32  *              Martin J. Bligh :       Added support for multi-quad systems
33  *              Dave Jones      :       Report invalid combinations of Athlon CPUs.
34  *              Rusty Russell   :       Hacked into shape for new "hotplug" boot process.
35  *      Andi Kleen              :       Converted to new state machine.
36  *      Ashok Raj               :       CPU hotplug support
37  *      Glauber Costa           :       i386 and x86_64 integration
38  */
39
40 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
41
42 #include <linux/init.h>
43 #include <linux/smp.h>
44 #include <linux/export.h>
45 #include <linux/sched.h>
46 #include <linux/sched/topology.h>
47 #include <linux/sched/hotplug.h>
48 #include <linux/sched/task_stack.h>
49 #include <linux/percpu.h>
50 #include <linux/memblock.h>
51 #include <linux/err.h>
52 #include <linux/nmi.h>
53 #include <linux/tboot.h>
54 #include <linux/gfp.h>
55 #include <linux/cpuidle.h>
56 #include <linux/numa.h>
57 #include <linux/pgtable.h>
58 #include <linux/overflow.h>
59 #include <linux/syscore_ops.h>
60
61 #include <asm/acpi.h>
62 #include <asm/desc.h>
63 #include <asm/nmi.h>
64 #include <asm/irq.h>
65 #include <asm/realmode.h>
66 #include <asm/cpu.h>
67 #include <asm/numa.h>
68 #include <asm/tlbflush.h>
69 #include <asm/mtrr.h>
70 #include <asm/mwait.h>
71 #include <asm/apic.h>
72 #include <asm/io_apic.h>
73 #include <asm/fpu/internal.h>
74 #include <asm/setup.h>
75 #include <asm/uv/uv.h>
76 #include <linux/mc146818rtc.h>
77 #include <asm/i8259.h>
78 #include <asm/misc.h>
79 #include <asm/qspinlock.h>
80 #include <asm/intel-family.h>
81 #include <asm/cpu_device_id.h>
82 #include <asm/spec-ctrl.h>
83 #include <asm/hw_irq.h>
84 #include <asm/stackprotector.h>
85
86 #ifdef CONFIG_ACPI_CPPC_LIB
87 #include <acpi/cppc_acpi.h>
88 #endif
89
90 /* representing HT siblings of each logical CPU */
91 DEFINE_PER_CPU_READ_MOSTLY(cpumask_var_t, cpu_sibling_map);
92 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_sibling_map);
93
94 /* representing HT and core siblings of each logical CPU */
95 DEFINE_PER_CPU_READ_MOSTLY(cpumask_var_t, cpu_core_map);
96 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_core_map);
97
98 /* representing HT, core, and die siblings of each logical CPU */
99 DEFINE_PER_CPU_READ_MOSTLY(cpumask_var_t, cpu_die_map);
100 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_die_map);
101
102 DEFINE_PER_CPU_READ_MOSTLY(cpumask_var_t, cpu_llc_shared_map);
103
104 /* Per CPU bogomips and other parameters */
105 DEFINE_PER_CPU_READ_MOSTLY(struct cpuinfo_x86, cpu_info);
106 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_info);
107
108 /* Logical package management. We might want to allocate that dynamically */
109 unsigned int __max_logical_packages __read_mostly;
110 EXPORT_SYMBOL(__max_logical_packages);
111 static unsigned int logical_packages __read_mostly;
112 static unsigned int logical_die __read_mostly;
113
114 /* Maximum number of SMT threads on any online core */
115 int __read_mostly __max_smt_threads = 1;
116
117 /* Flag to indicate if a complete sched domain rebuild is required */
118 bool x86_topology_update;
119
120 int arch_update_cpu_topology(void)
121 {
122         int retval = x86_topology_update;
123
124         x86_topology_update = false;
125         return retval;
126 }
127
128 static inline void smpboot_setup_warm_reset_vector(unsigned long start_eip)
129 {
130         unsigned long flags;
131
132         spin_lock_irqsave(&rtc_lock, flags);
133         CMOS_WRITE(0xa, 0xf);
134         spin_unlock_irqrestore(&rtc_lock, flags);
135         *((volatile unsigned short *)phys_to_virt(TRAMPOLINE_PHYS_HIGH)) =
136                                                         start_eip >> 4;
137         *((volatile unsigned short *)phys_to_virt(TRAMPOLINE_PHYS_LOW)) =
138                                                         start_eip & 0xf;
139 }
140
141 static inline void smpboot_restore_warm_reset_vector(void)
142 {
143         unsigned long flags;
144
145         /*
146          * Paranoid:  Set warm reset code and vector here back
147          * to default values.
148          */
149         spin_lock_irqsave(&rtc_lock, flags);
150         CMOS_WRITE(0, 0xf);
151         spin_unlock_irqrestore(&rtc_lock, flags);
152
153         *((volatile u32 *)phys_to_virt(TRAMPOLINE_PHYS_LOW)) = 0;
154 }
155
156 static void init_freq_invariance(bool secondary, bool cppc_ready);
157
158 /*
159  * Report back to the Boot Processor during boot time or to the caller processor
160  * during CPU online.
161  */
162 static void smp_callin(void)
163 {
164         int cpuid;
165
166         /*
167          * If waken up by an INIT in an 82489DX configuration
168          * cpu_callout_mask guarantees we don't get here before
169          * an INIT_deassert IPI reaches our local APIC, so it is
170          * now safe to touch our local APIC.
171          */
172         cpuid = smp_processor_id();
173
174         /*
175          * the boot CPU has finished the init stage and is spinning
176          * on callin_map until we finish. We are free to set up this
177          * CPU, first the APIC. (this is probably redundant on most
178          * boards)
179          */
180         apic_ap_setup();
181
182         /*
183          * Save our processor parameters. Note: this information
184          * is needed for clock calibration.
185          */
186         smp_store_cpu_info(cpuid);
187
188         /*
189          * The topology information must be up to date before
190          * calibrate_delay() and notify_cpu_starting().
191          */
192         set_cpu_sibling_map(raw_smp_processor_id());
193
194         init_freq_invariance(true, false);
195
196         /*
197          * Get our bogomips.
198          * Update loops_per_jiffy in cpu_data. Previous call to
199          * smp_store_cpu_info() stored a value that is close but not as
200          * accurate as the value just calculated.
201          */
202         calibrate_delay();
203         cpu_data(cpuid).loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
204         pr_debug("Stack at about %p\n", &cpuid);
205
206         wmb();
207
208         notify_cpu_starting(cpuid);
209
210         /*
211          * Allow the master to continue.
212          */
213         cpumask_set_cpu(cpuid, cpu_callin_mask);
214 }
215
216 static int cpu0_logical_apicid;
217 static int enable_start_cpu0;
218 /*
219  * Activate a secondary processor.
220  */
221 static void notrace start_secondary(void *unused)
222 {
223         /*
224          * Don't put *anything* except direct CPU state initialization
225          * before cpu_init(), SMP booting is too fragile that we want to
226          * limit the things done here to the most necessary things.
227          */
228         cr4_init();
229
230 #ifdef CONFIG_X86_32
231         /* switch away from the initial page table */
232         load_cr3(swapper_pg_dir);
233         __flush_tlb_all();
234 #endif
235         cpu_init_secondary();
236         rcu_cpu_starting(raw_smp_processor_id());
237         x86_cpuinit.early_percpu_clock_init();
238         smp_callin();
239
240         enable_start_cpu0 = 0;
241
242         /* otherwise gcc will move up smp_processor_id before the cpu_init */
243         barrier();
244         /*
245          * Check TSC synchronization with the boot CPU:
246          */
247         check_tsc_sync_target();
248
249         speculative_store_bypass_ht_init();
250
251         /*
252          * Lock vector_lock, set CPU online and bring the vector
253          * allocator online. Online must be set with vector_lock held
254          * to prevent a concurrent irq setup/teardown from seeing a
255          * half valid vector space.
256          */
257         lock_vector_lock();
258         set_cpu_online(smp_processor_id(), true);
259         lapic_online();
260         unlock_vector_lock();
261         cpu_set_state_online(smp_processor_id());
262         x86_platform.nmi_init();
263
264         /* enable local interrupts */
265         local_irq_enable();
266
267         x86_cpuinit.setup_percpu_clockev();
268
269         wmb();
270         cpu_startup_entry(CPUHP_AP_ONLINE_IDLE);
271 }
272
273 /**
274  * topology_is_primary_thread - Check whether CPU is the primary SMT thread
275  * @cpu:        CPU to check
276  */
277 bool topology_is_primary_thread(unsigned int cpu)
278 {
279         return apic_id_is_primary_thread(per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu));
280 }
281
282 /**
283  * topology_smt_supported - Check whether SMT is supported by the CPUs
284  */
285 bool topology_smt_supported(void)
286 {
287         return smp_num_siblings > 1;
288 }
289
290 /**
291  * topology_phys_to_logical_pkg - Map a physical package id to a logical
292  *
293  * Returns logical package id or -1 if not found
294  */
295 int topology_phys_to_logical_pkg(unsigned int phys_pkg)
296 {
297         int cpu;
298
299         for_each_possible_cpu(cpu) {
300                 struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
301
302                 if (c->initialized && c->phys_proc_id == phys_pkg)
303                         return c->logical_proc_id;
304         }
305         return -1;
306 }
307 EXPORT_SYMBOL(topology_phys_to_logical_pkg);
308 /**
309  * topology_phys_to_logical_die - Map a physical die id to logical
310  *
311  * Returns logical die id or -1 if not found
312  */
313 int topology_phys_to_logical_die(unsigned int die_id, unsigned int cur_cpu)
314 {
315         int cpu;
316         int proc_id = cpu_data(cur_cpu).phys_proc_id;
317
318         for_each_possible_cpu(cpu) {
319                 struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
320
321                 if (c->initialized && c->cpu_die_id == die_id &&
322                     c->phys_proc_id == proc_id)
323                         return c->logical_die_id;
324         }
325         return -1;
326 }
327 EXPORT_SYMBOL(topology_phys_to_logical_die);
328
329 /**
330  * topology_update_package_map - Update the physical to logical package map
331  * @pkg:        The physical package id as retrieved via CPUID
332  * @cpu:        The cpu for which this is updated
333  */
334 int topology_update_package_map(unsigned int pkg, unsigned int cpu)
335 {
336         int new;
337
338         /* Already available somewhere? */
339         new = topology_phys_to_logical_pkg(pkg);
340         if (new >= 0)
341                 goto found;
342
343         new = logical_packages++;
344         if (new != pkg) {
345                 pr_info("CPU %u Converting physical %u to logical package %u\n",
346                         cpu, pkg, new);
347         }
348 found:
349         cpu_data(cpu).logical_proc_id = new;
350         return 0;
351 }
352 /**
353  * topology_update_die_map - Update the physical to logical die map
354  * @die:        The die id as retrieved via CPUID
355  * @cpu:        The cpu for which this is updated
356  */
357 int topology_update_die_map(unsigned int die, unsigned int cpu)
358 {
359         int new;
360
361         /* Already available somewhere? */
362         new = topology_phys_to_logical_die(die, cpu);
363         if (new >= 0)
364                 goto found;
365
366         new = logical_die++;
367         if (new != die) {
368                 pr_info("CPU %u Converting physical %u to logical die %u\n",
369                         cpu, die, new);
370         }
371 found:
372         cpu_data(cpu).logical_die_id = new;
373         return 0;
374 }
375
376 void __init smp_store_boot_cpu_info(void)
377 {
378         int id = 0; /* CPU 0 */
379         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(id);
380
381         *c = boot_cpu_data;
382         c->cpu_index = id;
383         topology_update_package_map(c->phys_proc_id, id);
384         topology_update_die_map(c->cpu_die_id, id);
385         c->initialized = true;
386 }
387
388 /*
389  * The bootstrap kernel entry code has set these up. Save them for
390  * a given CPU
391  */
392 void smp_store_cpu_info(int id)
393 {
394         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(id);
395
396         /* Copy boot_cpu_data only on the first bringup */
397         if (!c->initialized)
398                 *c = boot_cpu_data;
399         c->cpu_index = id;
400         /*
401          * During boot time, CPU0 has this setup already. Save the info when
402          * bringing up AP or offlined CPU0.
403          */
404         identify_secondary_cpu(c);
405         c->initialized = true;
406 }
407
408 static bool
409 topology_same_node(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
410 {
411         int cpu1 = c->cpu_index, cpu2 = o->cpu_index;
412
413         return (cpu_to_node(cpu1) == cpu_to_node(cpu2));
414 }
415
416 static bool
417 topology_sane(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o, const char *name)
418 {
419         int cpu1 = c->cpu_index, cpu2 = o->cpu_index;
420
421         return !WARN_ONCE(!topology_same_node(c, o),
422                 "sched: CPU #%d's %s-sibling CPU #%d is not on the same node! "
423                 "[node: %d != %d]. Ignoring dependency.\n",
424                 cpu1, name, cpu2, cpu_to_node(cpu1), cpu_to_node(cpu2));
425 }
426
427 #define link_mask(mfunc, c1, c2)                                        \
428 do {                                                                    \
429         cpumask_set_cpu((c1), mfunc(c2));                               \
430         cpumask_set_cpu((c2), mfunc(c1));                               \
431 } while (0)
432
433 static bool match_smt(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
434 {
435         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_TOPOEXT)) {
436                 int cpu1 = c->cpu_index, cpu2 = o->cpu_index;
437
438                 if (c->phys_proc_id == o->phys_proc_id &&
439                     c->cpu_die_id == o->cpu_die_id &&
440                     per_cpu(cpu_llc_id, cpu1) == per_cpu(cpu_llc_id, cpu2)) {
441                         if (c->cpu_core_id == o->cpu_core_id)
442                                 return topology_sane(c, o, "smt");
443
444                         if ((c->cu_id != 0xff) &&
445                             (o->cu_id != 0xff) &&
446                             (c->cu_id == o->cu_id))
447                                 return topology_sane(c, o, "smt");
448                 }
449
450         } else if (c->phys_proc_id == o->phys_proc_id &&
451                    c->cpu_die_id == o->cpu_die_id &&
452                    c->cpu_core_id == o->cpu_core_id) {
453                 return topology_sane(c, o, "smt");
454         }
455
456         return false;
457 }
458
459 static bool match_die(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
460 {
461         if (c->phys_proc_id == o->phys_proc_id &&
462             c->cpu_die_id == o->cpu_die_id)
463                 return true;
464         return false;
465 }
466
467 /*
468  * Unlike the other levels, we do not enforce keeping a
469  * multicore group inside a NUMA node.  If this happens, we will
470  * discard the MC level of the topology later.
471  */
472 static bool match_pkg(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
473 {
474         if (c->phys_proc_id == o->phys_proc_id)
475                 return true;
476         return false;
477 }
478
479 /*
480  * Define intel_cod_cpu[] for Intel COD (Cluster-on-Die) CPUs.
481  *
482  * Any Intel CPU that has multiple nodes per package and does not
483  * match intel_cod_cpu[] has the SNC (Sub-NUMA Cluster) topology.
484  *
485  * When in SNC mode, these CPUs enumerate an LLC that is shared
486  * by multiple NUMA nodes. The LLC is shared for off-package data
487  * access but private to the NUMA node (half of the package) for
488  * on-package access. CPUID (the source of the information about
489  * the LLC) can only enumerate the cache as shared or unshared,
490  * but not this particular configuration.
491  */
492
493 static const struct x86_cpu_id intel_cod_cpu[] = {
494         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(HASWELL_X, 0),       /* COD */
495         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(BROADWELL_X, 0),     /* COD */
496         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ANY, 1),             /* SNC */
497         {}
498 };
499
500 static bool match_llc(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
501 {
502         const struct x86_cpu_id *id = x86_match_cpu(intel_cod_cpu);
503         int cpu1 = c->cpu_index, cpu2 = o->cpu_index;
504         bool intel_snc = id && id->driver_data;
505
506         /* Do not match if we do not have a valid APICID for cpu: */
507         if (per_cpu(cpu_llc_id, cpu1) == BAD_APICID)
508                 return false;
509
510         /* Do not match if LLC id does not match: */
511         if (per_cpu(cpu_llc_id, cpu1) != per_cpu(cpu_llc_id, cpu2))
512                 return false;
513
514         /*
515          * Allow the SNC topology without warning. Return of false
516          * means 'c' does not share the LLC of 'o'. This will be
517          * reflected to userspace.
518          */
519         if (match_pkg(c, o) && !topology_same_node(c, o) && intel_snc)
520                 return false;
521
522         return topology_sane(c, o, "llc");
523 }
524
525
526 #if defined(CONFIG_SCHED_SMT) || defined(CONFIG_SCHED_MC)
527 static inline int x86_sched_itmt_flags(void)
528 {
529         return sysctl_sched_itmt_enabled ? SD_ASYM_PACKING : 0;
530 }
531
532 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
533 static int x86_core_flags(void)
534 {
535         return cpu_core_flags() | x86_sched_itmt_flags();
536 }
537 #endif
538 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
539 static int x86_smt_flags(void)
540 {
541         return cpu_smt_flags() | x86_sched_itmt_flags();
542 }
543 #endif
544 #endif
545
546 static struct sched_domain_topology_level x86_numa_in_package_topology[] = {
547 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
548         { cpu_smt_mask, x86_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
549 #endif
550 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
551         { cpu_coregroup_mask, x86_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
552 #endif
553         { NULL, },
554 };
555
556 static struct sched_domain_topology_level x86_topology[] = {
557 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
558         { cpu_smt_mask, x86_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
559 #endif
560 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
561         { cpu_coregroup_mask, x86_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
562 #endif
563         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
564         { NULL, },
565 };
566
567 /*
568  * Set if a package/die has multiple NUMA nodes inside.
569  * AMD Magny-Cours, Intel Cluster-on-Die, and Intel
570  * Sub-NUMA Clustering have this.
571  */
572 static bool x86_has_numa_in_package;
573
574 void set_cpu_sibling_map(int cpu)
575 {
576         bool has_smt = smp_num_siblings > 1;
577         bool has_mp = has_smt || boot_cpu_data.x86_max_cores > 1;
578         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
579         struct cpuinfo_x86 *o;
580         int i, threads;
581
582         cpumask_set_cpu(cpu, cpu_sibling_setup_mask);
583
584         if (!has_mp) {
585                 cpumask_set_cpu(cpu, topology_sibling_cpumask(cpu));
586                 cpumask_set_cpu(cpu, cpu_llc_shared_mask(cpu));
587                 cpumask_set_cpu(cpu, topology_core_cpumask(cpu));
588                 cpumask_set_cpu(cpu, topology_die_cpumask(cpu));
589                 c->booted_cores = 1;
590                 return;
591         }
592
593         for_each_cpu(i, cpu_sibling_setup_mask) {
594                 o = &cpu_data(i);
595
596                 if (match_pkg(c, o) && !topology_same_node(c, o))
597                         x86_has_numa_in_package = true;
598
599                 if ((i == cpu) || (has_smt && match_smt(c, o)))
600                         link_mask(topology_sibling_cpumask, cpu, i);
601
602                 if ((i == cpu) || (has_mp && match_llc(c, o)))
603                         link_mask(cpu_llc_shared_mask, cpu, i);
604
605                 if ((i == cpu) || (has_mp && match_die(c, o)))
606                         link_mask(topology_die_cpumask, cpu, i);
607         }
608
609         threads = cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(cpu));
610         if (threads > __max_smt_threads)
611                 __max_smt_threads = threads;
612
613         /*
614          * This needs a separate iteration over the cpus because we rely on all
615          * topology_sibling_cpumask links to be set-up.
616          */
617         for_each_cpu(i, cpu_sibling_setup_mask) {
618                 o = &cpu_data(i);
619
620                 if ((i == cpu) || (has_mp && match_pkg(c, o))) {
621                         link_mask(topology_core_cpumask, cpu, i);
622
623                         /*
624                          *  Does this new cpu bringup a new core?
625                          */
626                         if (threads == 1) {
627                                 /*
628                                  * for each core in package, increment
629                                  * the booted_cores for this new cpu
630                                  */
631                                 if (cpumask_first(
632                                     topology_sibling_cpumask(i)) == i)
633                                         c->booted_cores++;
634                                 /*
635                                  * increment the core count for all
636                                  * the other cpus in this package
637                                  */
638                                 if (i != cpu)
639                                         cpu_data(i).booted_cores++;
640                         } else if (i != cpu && !c->booted_cores)
641                                 c->booted_cores = cpu_data(i).booted_cores;
642                 }
643         }
644 }
645
646 /* maps the cpu to the sched domain representing multi-core */
647 const struct cpumask *cpu_coregroup_mask(int cpu)
648 {
649         return cpu_llc_shared_mask(cpu);
650 }
651
652 static void impress_friends(void)
653 {
654         int cpu;
655         unsigned long bogosum = 0;
656         /*
657          * Allow the user to impress friends.
658          */
659         pr_debug("Before bogomips\n");
660         for_each_possible_cpu(cpu)
661                 if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callout_mask))
662                         bogosum += cpu_data(cpu).loops_per_jiffy;
663         pr_info("Total of %d processors activated (%lu.%02lu BogoMIPS)\n",
664                 num_online_cpus(),
665                 bogosum/(500000/HZ),
666                 (bogosum/(5000/HZ))%100);
667
668         pr_debug("Before bogocount - setting activated=1\n");
669 }
670
671 void __inquire_remote_apic(int apicid)
672 {
673         unsigned i, regs[] = { APIC_ID >> 4, APIC_LVR >> 4, APIC_SPIV >> 4 };
674         const char * const names[] = { "ID", "VERSION", "SPIV" };
675         int timeout;
676         u32 status;
677
678         pr_info("Inquiring remote APIC 0x%x...\n", apicid);
679
680         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(regs); i++) {
681                 pr_info("... APIC 0x%x %s: ", apicid, names[i]);
682
683                 /*
684                  * Wait for idle.
685                  */
686                 status = safe_apic_wait_icr_idle();
687                 if (status)
688                         pr_cont("a previous APIC delivery may have failed\n");
689
690                 apic_icr_write(APIC_DM_REMRD | regs[i], apicid);
691
692                 timeout = 0;
693                 do {
694                         udelay(100);
695                         status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_RR_MASK;
696                 } while (status == APIC_ICR_RR_INPROG && timeout++ < 1000);
697
698                 switch (status) {
699                 case APIC_ICR_RR_VALID:
700                         status = apic_read(APIC_RRR);
701                         pr_cont("%08x\n", status);
702                         break;
703                 default:
704                         pr_cont("failed\n");
705                 }
706         }
707 }
708
709 /*
710  * The Multiprocessor Specification 1.4 (1997) example code suggests
711  * that there should be a 10ms delay between the BSP asserting INIT
712  * and de-asserting INIT, when starting a remote processor.
713  * But that slows boot and resume on modern processors, which include
714  * many cores and don't require that delay.
715  *
716  * Cmdline "init_cpu_udelay=" is available to over-ride this delay.
717  * Modern processor families are quirked to remove the delay entirely.
718  */
719 #define UDELAY_10MS_DEFAULT 10000
720
721 static unsigned int init_udelay = UINT_MAX;
722
723 static int __init cpu_init_udelay(char *str)
724 {
725         get_option(&str, &init_udelay);
726
727         return 0;
728 }
729 early_param("cpu_init_udelay", cpu_init_udelay);
730
731 static void __init smp_quirk_init_udelay(void)
732 {
733         /* if cmdline changed it from default, leave it alone */
734         if (init_udelay != UINT_MAX)
735                 return;
736
737         /* if modern processor, use no delay */
738         if (((boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL) && (boot_cpu_data.x86 == 6)) ||
739             ((boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_HYGON) && (boot_cpu_data.x86 >= 0x18)) ||
740             ((boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD) && (boot_cpu_data.x86 >= 0xF))) {
741                 init_udelay = 0;
742                 return;
743         }
744         /* else, use legacy delay */
745         init_udelay = UDELAY_10MS_DEFAULT;
746 }
747
748 /*
749  * Poke the other CPU in the eye via NMI to wake it up. Remember that the normal
750  * INIT, INIT, STARTUP sequence will reset the chip hard for us, and this
751  * won't ... remember to clear down the APIC, etc later.
752  */
753 int
754 wakeup_secondary_cpu_via_nmi(int apicid, unsigned long start_eip)
755 {
756         u32 dm = apic->dest_mode_logical ? APIC_DEST_LOGICAL : APIC_DEST_PHYSICAL;
757         unsigned long send_status, accept_status = 0;
758         int maxlvt;
759
760         /* Target chip */
761         /* Boot on the stack */
762         /* Kick the second */
763         apic_icr_write(APIC_DM_NMI | dm, apicid);
764
765         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
766         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
767
768         /*
769          * Give the other CPU some time to accept the IPI.
770          */
771         udelay(200);
772         if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version)) {
773                 maxlvt = lapic_get_maxlvt();
774                 if (maxlvt > 3)                 /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
775                         apic_write(APIC_ESR, 0);
776                 accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
777         }
778         pr_debug("NMI sent\n");
779
780         if (send_status)
781                 pr_err("APIC never delivered???\n");
782         if (accept_status)
783                 pr_err("APIC delivery error (%lx)\n", accept_status);
784
785         return (send_status | accept_status);
786 }
787
788 static int
789 wakeup_secondary_cpu_via_init(int phys_apicid, unsigned long start_eip)
790 {
791         unsigned long send_status = 0, accept_status = 0;
792         int maxlvt, num_starts, j;
793
794         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
795
796         /*
797          * Be paranoid about clearing APIC errors.
798          */
799         if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version)) {
800                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
801                         apic_write(APIC_ESR, 0);
802                 apic_read(APIC_ESR);
803         }
804
805         pr_debug("Asserting INIT\n");
806
807         /*
808          * Turn INIT on target chip
809          */
810         /*
811          * Send IPI
812          */
813         apic_icr_write(APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_INT_ASSERT | APIC_DM_INIT,
814                        phys_apicid);
815
816         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
817         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
818
819         udelay(init_udelay);
820
821         pr_debug("Deasserting INIT\n");
822
823         /* Target chip */
824         /* Send IPI */
825         apic_icr_write(APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_DM_INIT, phys_apicid);
826
827         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
828         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
829
830         mb();
831
832         /*
833          * Should we send STARTUP IPIs ?
834          *
835          * Determine this based on the APIC version.
836          * If we don't have an integrated APIC, don't send the STARTUP IPIs.
837          */
838         if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version))
839                 num_starts = 2;
840         else
841                 num_starts = 0;
842
843         /*
844          * Run STARTUP IPI loop.
845          */
846         pr_debug("#startup loops: %d\n", num_starts);
847
848         for (j = 1; j <= num_starts; j++) {
849                 pr_debug("Sending STARTUP #%d\n", j);
850                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
851                         apic_write(APIC_ESR, 0);
852                 apic_read(APIC_ESR);
853                 pr_debug("After apic_write\n");
854
855                 /*
856                  * STARTUP IPI
857                  */
858
859                 /* Target chip */
860                 /* Boot on the stack */
861                 /* Kick the second */
862                 apic_icr_write(APIC_DM_STARTUP | (start_eip >> 12),
863                                phys_apicid);
864
865                 /*
866                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
867                  */
868                 if (init_udelay == 0)
869                         udelay(10);
870                 else
871                         udelay(300);
872
873                 pr_debug("Startup point 1\n");
874
875                 pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
876                 send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
877
878                 /*
879                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
880                  */
881                 if (init_udelay == 0)
882                         udelay(10);
883                 else
884                         udelay(200);
885
886                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
887                         apic_write(APIC_ESR, 0);
888                 accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
889                 if (send_status || accept_status)
890                         break;
891         }
892         pr_debug("After Startup\n");
893
894         if (send_status)
895                 pr_err("APIC never delivered???\n");
896         if (accept_status)
897                 pr_err("APIC delivery error (%lx)\n", accept_status);
898
899         return (send_status | accept_status);
900 }
901
902 /* reduce the number of lines printed when booting a large cpu count system */
903 static void announce_cpu(int cpu, int apicid)
904 {
905         static int current_node = NUMA_NO_NODE;
906         int node = early_cpu_to_node(cpu);
907         static int width, node_width;
908
909         if (!width)
910                 width = num_digits(num_possible_cpus()) + 1; /* + '#' sign */
911
912         if (!node_width)
913                 node_width = num_digits(num_possible_nodes()) + 1; /* + '#' */
914
915         if (cpu == 1)
916                 printk(KERN_INFO "x86: Booting SMP configuration:\n");
917
918         if (system_state < SYSTEM_RUNNING) {
919                 if (node != current_node) {
920                         if (current_node > (-1))
921                                 pr_cont("\n");
922                         current_node = node;
923
924                         printk(KERN_INFO ".... node %*s#%d, CPUs:  ",
925                                node_width - num_digits(node), " ", node);
926                 }
927
928                 /* Add padding for the BSP */
929                 if (cpu == 1)
930                         pr_cont("%*s", width + 1, " ");
931
932                 pr_cont("%*s#%d", width - num_digits(cpu), " ", cpu);
933
934         } else
935                 pr_info("Booting Node %d Processor %d APIC 0x%x\n",
936                         node, cpu, apicid);
937 }
938
939 static int wakeup_cpu0_nmi(unsigned int cmd, struct pt_regs *regs)
940 {
941         int cpu;
942
943         cpu = smp_processor_id();
944         if (cpu == 0 && !cpu_online(cpu) && enable_start_cpu0)
945                 return NMI_HANDLED;
946
947         return NMI_DONE;
948 }
949
950 /*
951  * Wake up AP by INIT, INIT, STARTUP sequence.
952  *
953  * Instead of waiting for STARTUP after INITs, BSP will execute the BIOS
954  * boot-strap code which is not a desired behavior for waking up BSP. To
955  * void the boot-strap code, wake up CPU0 by NMI instead.
956  *
957  * This works to wake up soft offlined CPU0 only. If CPU0 is hard offlined
958  * (i.e. physically hot removed and then hot added), NMI won't wake it up.
959  * We'll change this code in the future to wake up hard offlined CPU0 if
960  * real platform and request are available.
961  */
962 static int
963 wakeup_cpu_via_init_nmi(int cpu, unsigned long start_ip, int apicid,
964                int *cpu0_nmi_registered)
965 {
966         int id;
967         int boot_error;
968
969         preempt_disable();
970
971         /*
972          * Wake up AP by INIT, INIT, STARTUP sequence.
973          */
974         if (cpu) {
975                 boot_error = wakeup_secondary_cpu_via_init(apicid, start_ip);
976                 goto out;
977         }
978
979         /*
980          * Wake up BSP by nmi.
981          *
982          * Register a NMI handler to help wake up CPU0.
983          */
984         boot_error = register_nmi_handler(NMI_LOCAL,
985                                           wakeup_cpu0_nmi, 0, "wake_cpu0");
986
987         if (!boot_error) {
988                 enable_start_cpu0 = 1;
989                 *cpu0_nmi_registered = 1;
990                 id = apic->dest_mode_logical ? cpu0_logical_apicid : apicid;
991                 boot_error = wakeup_secondary_cpu_via_nmi(id, start_ip);
992         }
993
994 out:
995         preempt_enable();
996
997         return boot_error;
998 }
999
1000 int common_cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
1001 {
1002         int ret;
1003
1004         /* Just in case we booted with a single CPU. */
1005         alternatives_enable_smp();
1006
1007         per_cpu(current_task, cpu) = idle;
1008         cpu_init_stack_canary(cpu, idle);
1009
1010         /* Initialize the interrupt stack(s) */
1011         ret = irq_init_percpu_irqstack(cpu);
1012         if (ret)
1013                 return ret;
1014
1015 #ifdef CONFIG_X86_32
1016         /* Stack for startup_32 can be just as for start_secondary onwards */
1017         per_cpu(cpu_current_top_of_stack, cpu) = task_top_of_stack(idle);
1018 #else
1019         initial_gs = per_cpu_offset(cpu);
1020 #endif
1021         return 0;
1022 }
1023
1024 /*
1025  * NOTE - on most systems this is a PHYSICAL apic ID, but on multiquad
1026  * (ie clustered apic addressing mode), this is a LOGICAL apic ID.
1027  * Returns zero if CPU booted OK, else error code from
1028  * ->wakeup_secondary_cpu.
1029  */
1030 static int do_boot_cpu(int apicid, int cpu, struct task_struct *idle,
1031                        int *cpu0_nmi_registered)
1032 {
1033         /* start_ip had better be page-aligned! */
1034         unsigned long start_ip = real_mode_header->trampoline_start;
1035
1036         unsigned long boot_error = 0;
1037         unsigned long timeout;
1038
1039         idle->thread.sp = (unsigned long)task_pt_regs(idle);
1040         early_gdt_descr.address = (unsigned long)get_cpu_gdt_rw(cpu);
1041         initial_code = (unsigned long)start_secondary;
1042         initial_stack  = idle->thread.sp;
1043
1044         /* Enable the espfix hack for this CPU */
1045         init_espfix_ap(cpu);
1046
1047         /* So we see what's up */
1048         announce_cpu(cpu, apicid);
1049
1050         /*
1051          * This grunge runs the startup process for
1052          * the targeted processor.
1053          */
1054
1055         if (x86_platform.legacy.warm_reset) {
1056
1057                 pr_debug("Setting warm reset code and vector.\n");
1058
1059                 smpboot_setup_warm_reset_vector(start_ip);
1060                 /*
1061                  * Be paranoid about clearing APIC errors.
1062                 */
1063                 if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version)) {
1064                         apic_write(APIC_ESR, 0);
1065                         apic_read(APIC_ESR);
1066                 }
1067         }
1068
1069         /*
1070          * AP might wait on cpu_callout_mask in cpu_init() with
1071          * cpu_initialized_mask set if previous attempt to online
1072          * it timed-out. Clear cpu_initialized_mask so that after
1073          * INIT/SIPI it could start with a clean state.
1074          */
1075         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_initialized_mask);
1076         smp_mb();
1077
1078         /*
1079          * Wake up a CPU in difference cases:
1080          * - Use the method in the APIC driver if it's defined
1081          * Otherwise,
1082          * - Use an INIT boot APIC message for APs or NMI for BSP.
1083          */
1084         if (apic->wakeup_secondary_cpu)
1085                 boot_error = apic->wakeup_secondary_cpu(apicid, start_ip);
1086         else
1087                 boot_error = wakeup_cpu_via_init_nmi(cpu, start_ip, apicid,
1088                                                      cpu0_nmi_registered);
1089
1090         if (!boot_error) {
1091                 /*
1092                  * Wait 10s total for first sign of life from AP
1093                  */
1094                 boot_error = -1;
1095                 timeout = jiffies + 10*HZ;
1096                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
1097                         if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_initialized_mask)) {
1098                                 /*
1099                                  * Tell AP to proceed with initialization
1100                                  */
1101                                 cpumask_set_cpu(cpu, cpu_callout_mask);
1102                                 boot_error = 0;
1103                                 break;
1104                         }
1105                         schedule();
1106                 }
1107         }
1108
1109         if (!boot_error) {
1110                 /*
1111                  * Wait till AP completes initial initialization
1112                  */
1113                 while (!cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callin_mask)) {
1114                         /*
1115                          * Allow other tasks to run while we wait for the
1116                          * AP to come online. This also gives a chance
1117                          * for the MTRR work(triggered by the AP coming online)
1118                          * to be completed in the stop machine context.
1119                          */
1120                         schedule();
1121                 }
1122         }
1123
1124         if (x86_platform.legacy.warm_reset) {
1125                 /*
1126                  * Cleanup possible dangling ends...
1127                  */
1128                 smpboot_restore_warm_reset_vector();
1129         }
1130
1131         return boot_error;
1132 }
1133
1134 int native_cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *tidle)
1135 {
1136         int apicid = apic->cpu_present_to_apicid(cpu);
1137         int cpu0_nmi_registered = 0;
1138         unsigned long flags;
1139         int err, ret = 0;
1140
1141         lockdep_assert_irqs_enabled();
1142
1143         pr_debug("++++++++++++++++++++=_---CPU UP  %u\n", cpu);
1144
1145         if (apicid == BAD_APICID ||
1146             !physid_isset(apicid, phys_cpu_present_map) ||
1147             !apic->apic_id_valid(apicid)) {
1148                 pr_err("%s: bad cpu %d\n", __func__, cpu);
1149                 return -EINVAL;
1150         }
1151
1152         /*
1153          * Already booted CPU?
1154          */
1155         if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callin_mask)) {
1156                 pr_debug("do_boot_cpu %d Already started\n", cpu);
1157                 return -ENOSYS;
1158         }
1159
1160         /*
1161          * Save current MTRR state in case it was changed since early boot
1162          * (e.g. by the ACPI SMI) to initialize new CPUs with MTRRs in sync:
1163          */
1164         mtrr_save_state();
1165
1166         /* x86 CPUs take themselves offline, so delayed offline is OK. */
1167         err = cpu_check_up_prepare(cpu);
1168         if (err && err != -EBUSY)
1169                 return err;
1170
1171         /* the FPU context is blank, nobody can own it */
1172         per_cpu(fpu_fpregs_owner_ctx, cpu) = NULL;
1173
1174         err = common_cpu_up(cpu, tidle);
1175         if (err)
1176                 return err;
1177
1178         err = do_boot_cpu(apicid, cpu, tidle, &cpu0_nmi_registered);
1179         if (err) {
1180                 pr_err("do_boot_cpu failed(%d) to wakeup CPU#%u\n", err, cpu);
1181                 ret = -EIO;
1182                 goto unreg_nmi;
1183         }
1184
1185         /*
1186          * Check TSC synchronization with the AP (keep irqs disabled
1187          * while doing so):
1188          */
1189         local_irq_save(flags);
1190         check_tsc_sync_source(cpu);
1191         local_irq_restore(flags);
1192
1193         while (!cpu_online(cpu)) {
1194                 cpu_relax();
1195                 touch_nmi_watchdog();
1196         }
1197
1198 unreg_nmi:
1199         /*
1200          * Clean up the nmi handler. Do this after the callin and callout sync
1201          * to avoid impact of possible long unregister time.
1202          */
1203         if (cpu0_nmi_registered)
1204                 unregister_nmi_handler(NMI_LOCAL, "wake_cpu0");
1205
1206         return ret;
1207 }
1208
1209 /**
1210  * arch_disable_smp_support() - disables SMP support for x86 at runtime
1211  */
1212 void arch_disable_smp_support(void)
1213 {
1214         disable_ioapic_support();
1215 }
1216
1217 /*
1218  * Fall back to non SMP mode after errors.
1219  *
1220  * RED-PEN audit/test this more. I bet there is more state messed up here.
1221  */
1222 static __init void disable_smp(void)
1223 {
1224         pr_info("SMP disabled\n");
1225
1226         disable_ioapic_support();
1227
1228         init_cpu_present(cpumask_of(0));
1229         init_cpu_possible(cpumask_of(0));
1230
1231         if (smp_found_config)
1232                 physid_set_mask_of_physid(boot_cpu_physical_apicid, &phys_cpu_present_map);
1233         else
1234                 physid_set_mask_of_physid(0, &phys_cpu_present_map);
1235         cpumask_set_cpu(0, topology_sibling_cpumask(0));
1236         cpumask_set_cpu(0, topology_core_cpumask(0));
1237         cpumask_set_cpu(0, topology_die_cpumask(0));
1238 }
1239
1240 /*
1241  * Various sanity checks.
1242  */
1243 static void __init smp_sanity_check(void)
1244 {
1245         preempt_disable();
1246
1247 #if !defined(CONFIG_X86_BIGSMP) && defined(CONFIG_X86_32)
1248         if (def_to_bigsmp && nr_cpu_ids > 8) {
1249                 unsigned int cpu;
1250                 unsigned nr;
1251
1252                 pr_warn("More than 8 CPUs detected - skipping them\n"
1253                         "Use CONFIG_X86_BIGSMP\n");
1254
1255                 nr = 0;
1256                 for_each_present_cpu(cpu) {
1257                         if (nr >= 8)
1258                                 set_cpu_present(cpu, false);
1259                         nr++;
1260                 }
1261
1262                 nr = 0;
1263                 for_each_possible_cpu(cpu) {
1264                         if (nr >= 8)
1265                                 set_cpu_possible(cpu, false);
1266                         nr++;
1267                 }
1268
1269                 nr_cpu_ids = 8;
1270         }
1271 #endif
1272
1273         if (!physid_isset(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map)) {
1274                 pr_warn("weird, boot CPU (#%d) not listed by the BIOS\n",
1275                         hard_smp_processor_id());
1276
1277                 physid_set(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map);
1278         }
1279
1280         /*
1281          * Should not be necessary because the MP table should list the boot
1282          * CPU too, but we do it for the sake of robustness anyway.
1283          */
1284         if (!apic->check_phys_apicid_present(boot_cpu_physical_apicid)) {
1285                 pr_notice("weird, boot CPU (#%d) not listed by the BIOS\n",
1286                           boot_cpu_physical_apicid);
1287                 physid_set(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map);
1288         }
1289         preempt_enable();
1290 }
1291
1292 static void __init smp_cpu_index_default(void)
1293 {
1294         int i;
1295         struct cpuinfo_x86 *c;
1296
1297         for_each_possible_cpu(i) {
1298                 c = &cpu_data(i);
1299                 /* mark all to hotplug */
1300                 c->cpu_index = nr_cpu_ids;
1301         }
1302 }
1303
1304 static void __init smp_get_logical_apicid(void)
1305 {
1306         if (x2apic_mode)
1307                 cpu0_logical_apicid = apic_read(APIC_LDR);
1308         else
1309                 cpu0_logical_apicid = GET_APIC_LOGICAL_ID(apic_read(APIC_LDR));
1310 }
1311
1312 /*
1313  * Prepare for SMP bootup.
1314  * @max_cpus: configured maximum number of CPUs, It is a legacy parameter
1315  *            for common interface support.
1316  */
1317 void __init native_smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
1318 {
1319         unsigned int i;
1320
1321         smp_cpu_index_default();
1322
1323         /*
1324          * Setup boot CPU information
1325          */
1326         smp_store_boot_cpu_info(); /* Final full version of the data */
1327         cpumask_copy(cpu_callin_mask, cpumask_of(0));
1328         mb();
1329
1330         for_each_possible_cpu(i) {
1331                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_sibling_map, i), GFP_KERNEL);
1332                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_core_map, i), GFP_KERNEL);
1333                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_die_map, i), GFP_KERNEL);
1334                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_llc_shared_map, i), GFP_KERNEL);
1335         }
1336
1337         /*
1338          * Set 'default' x86 topology, this matches default_topology() in that
1339          * it has NUMA nodes as a topology level. See also
1340          * native_smp_cpus_done().
1341          *
1342          * Must be done before set_cpus_sibling_map() is ran.
1343          */
1344         set_sched_topology(x86_topology);
1345
1346         set_cpu_sibling_map(0);
1347         init_freq_invariance(false, false);
1348         smp_sanity_check();
1349
1350         switch (apic_intr_mode) {
1351         case APIC_PIC:
1352         case APIC_VIRTUAL_WIRE_NO_CONFIG:
1353                 disable_smp();
1354                 return;
1355         case APIC_SYMMETRIC_IO_NO_ROUTING:
1356                 disable_smp();
1357                 /* Setup local timer */
1358                 x86_init.timers.setup_percpu_clockev();
1359                 return;
1360         case APIC_VIRTUAL_WIRE:
1361         case APIC_SYMMETRIC_IO:
1362                 break;
1363         }
1364
1365         /* Setup local timer */
1366         x86_init.timers.setup_percpu_clockev();
1367
1368         smp_get_logical_apicid();
1369
1370         pr_info("CPU0: ");
1371         print_cpu_info(&cpu_data(0));
1372
1373         uv_system_init();
1374
1375         set_mtrr_aps_delayed_init();
1376
1377         smp_quirk_init_udelay();
1378
1379         speculative_store_bypass_ht_init();
1380 }
1381
1382 void arch_thaw_secondary_cpus_begin(void)
1383 {
1384         set_mtrr_aps_delayed_init();
1385 }
1386
1387 void arch_thaw_secondary_cpus_end(void)
1388 {
1389         mtrr_aps_init();
1390 }
1391
1392 /*
1393  * Early setup to make printk work.
1394  */
1395 void __init native_smp_prepare_boot_cpu(void)
1396 {
1397         int me = smp_processor_id();
1398         switch_to_new_gdt(me);
1399         /* already set me in cpu_online_mask in boot_cpu_init() */
1400         cpumask_set_cpu(me, cpu_callout_mask);
1401         cpu_set_state_online(me);
1402         native_pv_lock_init();
1403 }
1404
1405 void __init calculate_max_logical_packages(void)
1406 {
1407         int ncpus;
1408
1409         /*
1410          * Today neither Intel nor AMD support heterogeneous systems so
1411          * extrapolate the boot cpu's data to all packages.
1412          */
1413         ncpus = cpu_data(0).booted_cores * topology_max_smt_threads();
1414         __max_logical_packages = DIV_ROUND_UP(total_cpus, ncpus);
1415         pr_info("Max logical packages: %u\n", __max_logical_packages);
1416 }
1417
1418 void __init native_smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
1419 {
1420         pr_debug("Boot done\n");
1421
1422         calculate_max_logical_packages();
1423
1424         if (x86_has_numa_in_package)
1425                 set_sched_topology(x86_numa_in_package_topology);
1426
1427         nmi_selftest();
1428         impress_friends();
1429         mtrr_aps_init();
1430 }
1431
1432 static int __initdata setup_possible_cpus = -1;
1433 static int __init _setup_possible_cpus(char *str)
1434 {
1435         get_option(&str, &setup_possible_cpus);
1436         return 0;
1437 }
1438 early_param("possible_cpus", _setup_possible_cpus);
1439
1440
1441 /*
1442  * cpu_possible_mask should be static, it cannot change as cpu's
1443  * are onlined, or offlined. The reason is per-cpu data-structures
1444  * are allocated by some modules at init time, and don't expect to
1445  * do this dynamically on cpu arrival/departure.
1446  * cpu_present_mask on the other hand can change dynamically.
1447  * In case when cpu_hotplug is not compiled, then we resort to current
1448  * behaviour, which is cpu_possible == cpu_present.
1449  * - Ashok Raj
1450  *
1451  * Three ways to find out the number of additional hotplug CPUs:
1452  * - If the BIOS specified disabled CPUs in ACPI/mptables use that.
1453  * - The user can overwrite it with possible_cpus=NUM
1454  * - Otherwise don't reserve additional CPUs.
1455  * We do this because additional CPUs waste a lot of memory.
1456  * -AK
1457  */
1458 __init void prefill_possible_map(void)
1459 {
1460         int i, possible;
1461
1462         /* No boot processor was found in mptable or ACPI MADT */
1463         if (!num_processors) {
1464                 if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_APIC)) {
1465                         int apicid = boot_cpu_physical_apicid;
1466                         int cpu = hard_smp_processor_id();
1467
1468                         pr_warn("Boot CPU (id %d) not listed by BIOS\n", cpu);
1469
1470                         /* Make sure boot cpu is enumerated */
1471                         if (apic->cpu_present_to_apicid(0) == BAD_APICID &&
1472                             apic->apic_id_valid(apicid))
1473                                 generic_processor_info(apicid, boot_cpu_apic_version);
1474                 }
1475
1476                 if (!num_processors)
1477                         num_processors = 1;
1478         }
1479
1480         i = setup_max_cpus ?: 1;
1481         if (setup_possible_cpus == -1) {
1482                 possible = num_processors;
1483 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1484                 if (setup_max_cpus)
1485                         possible += disabled_cpus;
1486 #else
1487                 if (possible > i)
1488                         possible = i;
1489 #endif
1490         } else
1491                 possible = setup_possible_cpus;
1492
1493         total_cpus = max_t(int, possible, num_processors + disabled_cpus);
1494
1495         /* nr_cpu_ids could be reduced via nr_cpus= */
1496         if (possible > nr_cpu_ids) {
1497                 pr_warn("%d Processors exceeds NR_CPUS limit of %u\n",
1498                         possible, nr_cpu_ids);
1499                 possible = nr_cpu_ids;
1500         }
1501
1502 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1503         if (!setup_max_cpus)
1504 #endif
1505         if (possible > i) {
1506                 pr_warn("%d Processors exceeds max_cpus limit of %u\n",
1507                         possible, setup_max_cpus);
1508                 possible = i;
1509         }
1510
1511         nr_cpu_ids = possible;
1512
1513         pr_info("Allowing %d CPUs, %d hotplug CPUs\n",
1514                 possible, max_t(int, possible - num_processors, 0));
1515
1516         reset_cpu_possible_mask();
1517
1518         for (i = 0; i < possible; i++)
1519                 set_cpu_possible(i, true);
1520 }
1521
1522 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1523
1524 /* Recompute SMT state for all CPUs on offline */
1525 static void recompute_smt_state(void)
1526 {
1527         int max_threads, cpu;
1528
1529         max_threads = 0;
1530         for_each_online_cpu (cpu) {
1531                 int threads = cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(cpu));
1532
1533                 if (threads > max_threads)
1534                         max_threads = threads;
1535         }
1536         __max_smt_threads = max_threads;
1537 }
1538
1539 static void remove_siblinginfo(int cpu)
1540 {
1541         int sibling;
1542         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
1543
1544         for_each_cpu(sibling, topology_core_cpumask(cpu)) {
1545                 cpumask_clear_cpu(cpu, topology_core_cpumask(sibling));
1546                 /*/
1547                  * last thread sibling in this cpu core going down
1548                  */
1549                 if (cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(cpu)) == 1)
1550                         cpu_data(sibling).booted_cores--;
1551         }
1552
1553         for_each_cpu(sibling, topology_die_cpumask(cpu))
1554                 cpumask_clear_cpu(cpu, topology_die_cpumask(sibling));
1555         for_each_cpu(sibling, topology_sibling_cpumask(cpu))
1556                 cpumask_clear_cpu(cpu, topology_sibling_cpumask(sibling));
1557         for_each_cpu(sibling, cpu_llc_shared_mask(cpu))
1558                 cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_llc_shared_mask(sibling));
1559         cpumask_clear(cpu_llc_shared_mask(cpu));
1560         cpumask_clear(topology_sibling_cpumask(cpu));
1561         cpumask_clear(topology_core_cpumask(cpu));
1562         cpumask_clear(topology_die_cpumask(cpu));
1563         c->cpu_core_id = 0;
1564         c->booted_cores = 0;
1565         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_sibling_setup_mask);
1566         recompute_smt_state();
1567 }
1568
1569 static void remove_cpu_from_maps(int cpu)
1570 {
1571         set_cpu_online(cpu, false);
1572         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_callout_mask);
1573         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_callin_mask);
1574         /* was set by cpu_init() */
1575         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_initialized_mask);
1576         numa_remove_cpu(cpu);
1577 }
1578
1579 void cpu_disable_common(void)
1580 {
1581         int cpu = smp_processor_id();
1582
1583         remove_siblinginfo(cpu);
1584
1585         /* It's now safe to remove this processor from the online map */
1586         lock_vector_lock();
1587         remove_cpu_from_maps(cpu);
1588         unlock_vector_lock();
1589         fixup_irqs();
1590         lapic_offline();
1591 }
1592
1593 int native_cpu_disable(void)
1594 {
1595         int ret;
1596
1597         ret = lapic_can_unplug_cpu();
1598         if (ret)
1599                 return ret;
1600
1601         cpu_disable_common();
1602
1603         /*
1604          * Disable the local APIC. Otherwise IPI broadcasts will reach
1605          * it. It still responds normally to INIT, NMI, SMI, and SIPI
1606          * messages.
1607          *
1608          * Disabling the APIC must happen after cpu_disable_common()
1609          * which invokes fixup_irqs().
1610          *
1611          * Disabling the APIC preserves already set bits in IRR, but
1612          * an interrupt arriving after disabling the local APIC does not
1613          * set the corresponding IRR bit.
1614          *
1615          * fixup_irqs() scans IRR for set bits so it can raise a not
1616          * yet handled interrupt on the new destination CPU via an IPI
1617          * but obviously it can't do so for IRR bits which are not set.
1618          * IOW, interrupts arriving after disabling the local APIC will
1619          * be lost.
1620          */
1621         apic_soft_disable();
1622
1623         return 0;
1624 }
1625
1626 int common_cpu_die(unsigned int cpu)
1627 {
1628         int ret = 0;
1629
1630         /* We don't do anything here: idle task is faking death itself. */
1631
1632         /* They ack this in play_dead() by setting CPU_DEAD */
1633         if (cpu_wait_death(cpu, 5)) {
1634                 if (system_state == SYSTEM_RUNNING)
1635                         pr_info("CPU %u is now offline\n", cpu);
1636         } else {
1637                 pr_err("CPU %u didn't die...\n", cpu);
1638                 ret = -1;
1639         }
1640
1641         return ret;
1642 }
1643
1644 void native_cpu_die(unsigned int cpu)
1645 {
1646         common_cpu_die(cpu);
1647 }
1648
1649 void play_dead_common(void)
1650 {
1651         idle_task_exit();
1652
1653         /* Ack it */
1654         (void)cpu_report_death();
1655
1656         /*
1657          * With physical CPU hotplug, we should halt the cpu
1658          */
1659         local_irq_disable();
1660 }
1661
1662 /**
1663  * cond_wakeup_cpu0 - Wake up CPU0 if needed.
1664  *
1665  * If NMI wants to wake up CPU0, start CPU0.
1666  */
1667 void cond_wakeup_cpu0(void)
1668 {
1669         if (smp_processor_id() == 0 && enable_start_cpu0)
1670                 start_cpu0();
1671 }
1672 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_wakeup_cpu0);
1673
1674 /*
1675  * We need to flush the caches before going to sleep, lest we have
1676  * dirty data in our caches when we come back up.
1677  */
1678 static inline void mwait_play_dead(void)
1679 {
1680         unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
1681         unsigned int highest_cstate = 0;
1682         unsigned int highest_subcstate = 0;
1683         void *mwait_ptr;
1684         int i;
1685
1686         if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD ||
1687             boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_HYGON)
1688                 return;
1689         if (!this_cpu_has(X86_FEATURE_MWAIT))
1690                 return;
1691         if (!this_cpu_has(X86_FEATURE_CLFLUSH))
1692                 return;
1693         if (__this_cpu_read(cpu_info.cpuid_level) < CPUID_MWAIT_LEAF)
1694                 return;
1695
1696         eax = CPUID_MWAIT_LEAF;
1697         ecx = 0;
1698         native_cpuid(&eax, &ebx, &ecx, &edx);
1699
1700         /*
1701          * eax will be 0 if EDX enumeration is not valid.
1702          * Initialized below to cstate, sub_cstate value when EDX is valid.
1703          */
1704         if (!(ecx & CPUID5_ECX_EXTENSIONS_SUPPORTED)) {
1705                 eax = 0;
1706         } else {
1707                 edx >>= MWAIT_SUBSTATE_SIZE;
1708                 for (i = 0; i < 7 && edx; i++, edx >>= MWAIT_SUBSTATE_SIZE) {
1709                         if (edx & MWAIT_SUBSTATE_MASK) {
1710                                 highest_cstate = i;
1711                                 highest_subcstate = edx & MWAIT_SUBSTATE_MASK;
1712                         }
1713                 }
1714                 eax = (highest_cstate << MWAIT_SUBSTATE_SIZE) |
1715                         (highest_subcstate - 1);
1716         }
1717
1718         /*
1719          * This should be a memory location in a cache line which is
1720          * unlikely to be touched by other processors.  The actual
1721          * content is immaterial as it is not actually modified in any way.
1722          */
1723         mwait_ptr = &current_thread_info()->flags;
1724
1725         wbinvd();
1726
1727         while (1) {
1728                 /*
1729                  * The CLFLUSH is a workaround for erratum AAI65 for
1730                  * the Xeon 7400 series.  It's not clear it is actually
1731                  * needed, but it should be harmless in either case.
1732                  * The WBINVD is insufficient due to the spurious-wakeup
1733                  * case where we return around the loop.
1734                  */
1735                 mb();
1736                 clflush(mwait_ptr);
1737                 mb();
1738                 __monitor(mwait_ptr, 0, 0);
1739                 mb();
1740                 __mwait(eax, 0);
1741
1742                 cond_wakeup_cpu0();
1743         }
1744 }
1745
1746 void hlt_play_dead(void)
1747 {
1748         if (__this_cpu_read(cpu_info.x86) >= 4)
1749                 wbinvd();
1750
1751         while (1) {
1752                 native_halt();
1753
1754                 cond_wakeup_cpu0();
1755         }
1756 }
1757
1758 void native_play_dead(void)
1759 {
1760         play_dead_common();
1761         tboot_shutdown(TB_SHUTDOWN_WFS);
1762
1763         mwait_play_dead();      /* Only returns on failure */
1764         if (cpuidle_play_dead())
1765                 hlt_play_dead();
1766 }
1767
1768 #else /* ... !CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1769 int native_cpu_disable(void)
1770 {
1771         return -ENOSYS;
1772 }
1773
1774 void native_cpu_die(unsigned int cpu)
1775 {
1776         /* We said "no" in __cpu_disable */
1777         BUG();
1778 }
1779
1780 void native_play_dead(void)
1781 {
1782         BUG();
1783 }
1784
1785 #endif
1786
1787 #ifdef CONFIG_X86_64
1788 /*
1789  * APERF/MPERF frequency ratio computation.
1790  *
1791  * The scheduler wants to do frequency invariant accounting and needs a <1
1792  * ratio to account for the 'current' frequency, corresponding to
1793  * freq_curr / freq_max.
1794  *
1795  * Since the frequency freq_curr on x86 is controlled by micro-controller and
1796  * our P-state setting is little more than a request/hint, we need to observe
1797  * the effective frequency 'BusyMHz', i.e. the average frequency over a time
1798  * interval after discarding idle time. This is given by:
1799  *
1800  *   BusyMHz = delta_APERF / delta_MPERF * freq_base
1801  *
1802  * where freq_base is the max non-turbo P-state.
1803  *
1804  * The freq_max term has to be set to a somewhat arbitrary value, because we
1805  * can't know which turbo states will be available at a given point in time:
1806  * it all depends on the thermal headroom of the entire package. We set it to
1807  * the turbo level with 4 cores active.
1808  *
1809  * Benchmarks show that's a good compromise between the 1C turbo ratio
1810  * (freq_curr/freq_max would rarely reach 1) and something close to freq_base,
1811  * which would ignore the entire turbo range (a conspicuous part, making
1812  * freq_curr/freq_max always maxed out).
1813  *
1814  * An exception to the heuristic above is the Atom uarch, where we choose the
1815  * highest turbo level for freq_max since Atom's are generally oriented towards
1816  * power efficiency.
1817  *
1818  * Setting freq_max to anything less than the 1C turbo ratio makes the ratio
1819  * freq_curr / freq_max to eventually grow >1, in which case we clip it to 1.
1820  */
1821
1822 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(arch_scale_freq_key);
1823
1824 static DEFINE_PER_CPU(u64, arch_prev_aperf);
1825 static DEFINE_PER_CPU(u64, arch_prev_mperf);
1826 static u64 arch_turbo_freq_ratio = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1827 static u64 arch_max_freq_ratio = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1828
1829 void arch_set_max_freq_ratio(bool turbo_disabled)
1830 {
1831         arch_max_freq_ratio = turbo_disabled ? SCHED_CAPACITY_SCALE :
1832                                         arch_turbo_freq_ratio;
1833 }
1834 EXPORT_SYMBOL_GPL(arch_set_max_freq_ratio);
1835
1836 static bool turbo_disabled(void)
1837 {
1838         u64 misc_en;
1839         int err;
1840
1841         err = rdmsrl_safe(MSR_IA32_MISC_ENABLE, &misc_en);
1842         if (err)
1843                 return false;
1844
1845         return (misc_en & MSR_IA32_MISC_ENABLE_TURBO_DISABLE);
1846 }
1847
1848 static bool slv_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq)
1849 {
1850         int err;
1851
1852         err = rdmsrl_safe(MSR_ATOM_CORE_RATIOS, base_freq);
1853         if (err)
1854                 return false;
1855
1856         err = rdmsrl_safe(MSR_ATOM_CORE_TURBO_RATIOS, turbo_freq);
1857         if (err)
1858                 return false;
1859
1860         *base_freq = (*base_freq >> 16) & 0x3F;     /* max P state */
1861         *turbo_freq = *turbo_freq & 0x3F;           /* 1C turbo    */
1862
1863         return true;
1864 }
1865
1866 #define X86_MATCH(model)                                        \
1867         X86_MATCH_VENDOR_FAM_MODEL_FEATURE(INTEL, 6,            \
1868                 INTEL_FAM6_##model, X86_FEATURE_APERFMPERF, NULL)
1869
1870 static const struct x86_cpu_id has_knl_turbo_ratio_limits[] = {
1871         X86_MATCH(XEON_PHI_KNL),
1872         X86_MATCH(XEON_PHI_KNM),
1873         {}
1874 };
1875
1876 static const struct x86_cpu_id has_skx_turbo_ratio_limits[] = {
1877         X86_MATCH(SKYLAKE_X),
1878         {}
1879 };
1880
1881 static const struct x86_cpu_id has_glm_turbo_ratio_limits[] = {
1882         X86_MATCH(ATOM_GOLDMONT),
1883         X86_MATCH(ATOM_GOLDMONT_D),
1884         X86_MATCH(ATOM_GOLDMONT_PLUS),
1885         {}
1886 };
1887
1888 static bool knl_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq,
1889                                 int num_delta_fratio)
1890 {
1891         int fratio, delta_fratio, found;
1892         int err, i;
1893         u64 msr;
1894
1895         err = rdmsrl_safe(MSR_PLATFORM_INFO, base_freq);
1896         if (err)
1897                 return false;
1898
1899         *base_freq = (*base_freq >> 8) & 0xFF;      /* max P state */
1900
1901         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, &msr);
1902         if (err)
1903                 return false;
1904
1905         fratio = (msr >> 8) & 0xFF;
1906         i = 16;
1907         found = 0;
1908         do {
1909                 if (found >= num_delta_fratio) {
1910                         *turbo_freq = fratio;
1911                         return true;
1912                 }
1913
1914                 delta_fratio = (msr >> (i + 5)) & 0x7;
1915
1916                 if (delta_fratio) {
1917                         found += 1;
1918                         fratio -= delta_fratio;
1919                 }
1920
1921                 i += 8;
1922         } while (i < 64);
1923
1924         return true;
1925 }
1926
1927 static bool skx_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq, int size)
1928 {
1929         u64 ratios, counts;
1930         u32 group_size;
1931         int err, i;
1932
1933         err = rdmsrl_safe(MSR_PLATFORM_INFO, base_freq);
1934         if (err)
1935                 return false;
1936
1937         *base_freq = (*base_freq >> 8) & 0xFF;      /* max P state */
1938
1939         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, &ratios);
1940         if (err)
1941                 return false;
1942
1943         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT1, &counts);
1944         if (err)
1945                 return false;
1946
1947         for (i = 0; i < 64; i += 8) {
1948                 group_size = (counts >> i) & 0xFF;
1949                 if (group_size >= size) {
1950                         *turbo_freq = (ratios >> i) & 0xFF;
1951                         return true;
1952                 }
1953         }
1954
1955         return false;
1956 }
1957
1958 static bool core_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq)
1959 {
1960         u64 msr;
1961         int err;
1962
1963         err = rdmsrl_safe(MSR_PLATFORM_INFO, base_freq);
1964         if (err)
1965                 return false;
1966
1967         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, &msr);
1968         if (err)
1969                 return false;
1970
1971         *base_freq = (*base_freq >> 8) & 0xFF;    /* max P state */
1972         *turbo_freq = (msr >> 24) & 0xFF;         /* 4C turbo    */
1973
1974         /* The CPU may have less than 4 cores */
1975         if (!*turbo_freq)
1976                 *turbo_freq = msr & 0xFF;         /* 1C turbo    */
1977
1978         return true;
1979 }
1980
1981 static bool intel_set_max_freq_ratio(void)
1982 {
1983         u64 base_freq, turbo_freq;
1984         u64 turbo_ratio;
1985
1986         if (slv_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq))
1987                 goto out;
1988
1989         if (x86_match_cpu(has_glm_turbo_ratio_limits) &&
1990             skx_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq, 1))
1991                 goto out;
1992
1993         if (x86_match_cpu(has_knl_turbo_ratio_limits) &&
1994             knl_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq, 1))
1995                 goto out;
1996
1997         if (x86_match_cpu(has_skx_turbo_ratio_limits) &&
1998             skx_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq, 4))
1999                 goto out;
2000
2001         if (core_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq))
2002                 goto out;
2003
2004         return false;
2005
2006 out:
2007         /*
2008          * Some hypervisors advertise X86_FEATURE_APERFMPERF
2009          * but then fill all MSR's with zeroes.
2010          * Some CPUs have turbo boost but don't declare any turbo ratio
2011          * in MSR_TURBO_RATIO_LIMIT.
2012          */
2013         if (!base_freq || !turbo_freq) {
2014                 pr_debug("Couldn't determine cpu base or turbo frequency, necessary for scale-invariant accounting.\n");
2015                 return false;
2016         }
2017
2018         turbo_ratio = div_u64(turbo_freq * SCHED_CAPACITY_SCALE, base_freq);
2019         if (!turbo_ratio) {
2020                 pr_debug("Non-zero turbo and base frequencies led to a 0 ratio.\n");
2021                 return false;
2022         }
2023
2024         arch_turbo_freq_ratio = turbo_ratio;
2025         arch_set_max_freq_ratio(turbo_disabled());
2026
2027         return true;
2028 }
2029
2030 #ifdef CONFIG_ACPI_CPPC_LIB
2031 static bool amd_set_max_freq_ratio(void)
2032 {
2033         struct cppc_perf_caps perf_caps;
2034         u64 highest_perf, nominal_perf;
2035         u64 perf_ratio;
2036         int rc;
2037
2038         rc = cppc_get_perf_caps(0, &perf_caps);
2039         if (rc) {
2040                 pr_debug("Could not retrieve perf counters (%d)\n", rc);
2041                 return false;
2042         }
2043
2044         highest_perf = amd_get_highest_perf();
2045         nominal_perf = perf_caps.nominal_perf;
2046
2047         if (!highest_perf || !nominal_perf) {
2048                 pr_debug("Could not retrieve highest or nominal performance\n");
2049                 return false;
2050         }
2051
2052         perf_ratio = div_u64(highest_perf * SCHED_CAPACITY_SCALE, nominal_perf);
2053         /* midpoint between max_boost and max_P */
2054         perf_ratio = (perf_ratio + SCHED_CAPACITY_SCALE) >> 1;
2055         if (!perf_ratio) {
2056                 pr_debug("Non-zero highest/nominal perf values led to a 0 ratio\n");
2057                 return false;
2058         }
2059
2060         arch_turbo_freq_ratio = perf_ratio;
2061         arch_set_max_freq_ratio(false);
2062
2063         return true;
2064 }
2065 #else
2066 static bool amd_set_max_freq_ratio(void)
2067 {
2068         return false;
2069 }
2070 #endif
2071
2072 static void init_counter_refs(void)
2073 {
2074         u64 aperf, mperf;
2075
2076         rdmsrl(MSR_IA32_APERF, aperf);
2077         rdmsrl(MSR_IA32_MPERF, mperf);
2078
2079         this_cpu_write(arch_prev_aperf, aperf);
2080         this_cpu_write(arch_prev_mperf, mperf);
2081 }
2082
2083 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
2084 static struct syscore_ops freq_invariance_syscore_ops = {
2085         .resume = init_counter_refs,
2086 };
2087
2088 static void register_freq_invariance_syscore_ops(void)
2089 {
2090         /* Bail out if registered already. */
2091         if (freq_invariance_syscore_ops.node.prev)
2092                 return;
2093
2094         register_syscore_ops(&freq_invariance_syscore_ops);
2095 }
2096 #else
2097 static inline void register_freq_invariance_syscore_ops(void) {}
2098 #endif
2099
2100 static void init_freq_invariance(bool secondary, bool cppc_ready)
2101 {
2102         bool ret = false;
2103
2104         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_APERFMPERF))
2105                 return;
2106
2107         if (secondary) {
2108                 if (static_branch_likely(&arch_scale_freq_key)) {
2109                         init_counter_refs();
2110                 }
2111                 return;
2112         }
2113
2114         if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL)
2115                 ret = intel_set_max_freq_ratio();
2116         else if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD) {
2117                 if (!cppc_ready) {
2118                         return;
2119                 }
2120                 ret = amd_set_max_freq_ratio();
2121         }
2122
2123         if (ret) {
2124                 init_counter_refs();
2125                 static_branch_enable(&arch_scale_freq_key);
2126                 register_freq_invariance_syscore_ops();
2127                 pr_info("Estimated ratio of average max frequency by base frequency (times 1024): %llu\n", arch_max_freq_ratio);
2128         } else {
2129                 pr_debug("Couldn't determine max cpu frequency, necessary for scale-invariant accounting.\n");
2130         }
2131 }
2132
2133 #ifdef CONFIG_ACPI_CPPC_LIB
2134 static DEFINE_MUTEX(freq_invariance_lock);
2135
2136 void init_freq_invariance_cppc(void)
2137 {
2138         static bool secondary;
2139
2140         mutex_lock(&freq_invariance_lock);
2141
2142         init_freq_invariance(secondary, true);
2143         secondary = true;
2144
2145         mutex_unlock(&freq_invariance_lock);
2146 }
2147 #endif
2148
2149 static void disable_freq_invariance_workfn(struct work_struct *work)
2150 {
2151         static_branch_disable(&arch_scale_freq_key);
2152 }
2153
2154 static DECLARE_WORK(disable_freq_invariance_work,
2155                     disable_freq_invariance_workfn);
2156
2157 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, arch_freq_scale) = SCHED_CAPACITY_SCALE;
2158
2159 void arch_scale_freq_tick(void)
2160 {
2161         u64 freq_scale = SCHED_CAPACITY_SCALE;
2162         u64 aperf, mperf;
2163         u64 acnt, mcnt;
2164
2165         if (!arch_scale_freq_invariant())
2166                 return;
2167
2168         rdmsrl(MSR_IA32_APERF, aperf);
2169         rdmsrl(MSR_IA32_MPERF, mperf);
2170
2171         acnt = aperf - this_cpu_read(arch_prev_aperf);
2172         mcnt = mperf - this_cpu_read(arch_prev_mperf);
2173
2174         this_cpu_write(arch_prev_aperf, aperf);
2175         this_cpu_write(arch_prev_mperf, mperf);
2176
2177         if (check_shl_overflow(acnt, 2*SCHED_CAPACITY_SHIFT, &acnt))
2178                 goto error;
2179
2180         if (check_mul_overflow(mcnt, arch_max_freq_ratio, &mcnt) || !mcnt)
2181                 goto error;
2182
2183         freq_scale = div64_u64(acnt, mcnt);
2184         if (!freq_scale)
2185                 goto error;
2186
2187         if (freq_scale > SCHED_CAPACITY_SCALE)
2188                 freq_scale = SCHED_CAPACITY_SCALE;
2189
2190         this_cpu_write(arch_freq_scale, freq_scale);
2191         return;
2192
2193 error:
2194         pr_warn("Scheduler frequency invariance went wobbly, disabling!\n");
2195         schedule_work(&disable_freq_invariance_work);
2196 }
2197 #else
2198 static inline void init_freq_invariance(bool secondary, bool cppc_ready)
2199 {
2200 }
2201 #endif /* CONFIG_X86_64 */