x86, sched: Fix the AMD CPPC maximum performance value on certain AMD Ryzen generations
[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_exception_handling();
236         cpu_init();
237         rcu_cpu_starting(raw_smp_processor_id());
238         x86_cpuinit.early_percpu_clock_init();
239         preempt_disable();
240         smp_callin();
241
242         enable_start_cpu0 = 0;
243
244         /* otherwise gcc will move up smp_processor_id before the cpu_init */
245         barrier();
246         /*
247          * Check TSC synchronization with the boot CPU:
248          */
249         check_tsc_sync_target();
250
251         speculative_store_bypass_ht_init();
252
253         /*
254          * Lock vector_lock, set CPU online and bring the vector
255          * allocator online. Online must be set with vector_lock held
256          * to prevent a concurrent irq setup/teardown from seeing a
257          * half valid vector space.
258          */
259         lock_vector_lock();
260         set_cpu_online(smp_processor_id(), true);
261         lapic_online();
262         unlock_vector_lock();
263         cpu_set_state_online(smp_processor_id());
264         x86_platform.nmi_init();
265
266         /* enable local interrupts */
267         local_irq_enable();
268
269         x86_cpuinit.setup_percpu_clockev();
270
271         wmb();
272         cpu_startup_entry(CPUHP_AP_ONLINE_IDLE);
273 }
274
275 /**
276  * topology_is_primary_thread - Check whether CPU is the primary SMT thread
277  * @cpu:        CPU to check
278  */
279 bool topology_is_primary_thread(unsigned int cpu)
280 {
281         return apic_id_is_primary_thread(per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu));
282 }
283
284 /**
285  * topology_smt_supported - Check whether SMT is supported by the CPUs
286  */
287 bool topology_smt_supported(void)
288 {
289         return smp_num_siblings > 1;
290 }
291
292 /**
293  * topology_phys_to_logical_pkg - Map a physical package id to a logical
294  *
295  * Returns logical package id or -1 if not found
296  */
297 int topology_phys_to_logical_pkg(unsigned int phys_pkg)
298 {
299         int cpu;
300
301         for_each_possible_cpu(cpu) {
302                 struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
303
304                 if (c->initialized && c->phys_proc_id == phys_pkg)
305                         return c->logical_proc_id;
306         }
307         return -1;
308 }
309 EXPORT_SYMBOL(topology_phys_to_logical_pkg);
310 /**
311  * topology_phys_to_logical_die - Map a physical die id to logical
312  *
313  * Returns logical die id or -1 if not found
314  */
315 int topology_phys_to_logical_die(unsigned int die_id, unsigned int cur_cpu)
316 {
317         int cpu;
318         int proc_id = cpu_data(cur_cpu).phys_proc_id;
319
320         for_each_possible_cpu(cpu) {
321                 struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
322
323                 if (c->initialized && c->cpu_die_id == die_id &&
324                     c->phys_proc_id == proc_id)
325                         return c->logical_die_id;
326         }
327         return -1;
328 }
329 EXPORT_SYMBOL(topology_phys_to_logical_die);
330
331 /**
332  * topology_update_package_map - Update the physical to logical package map
333  * @pkg:        The physical package id as retrieved via CPUID
334  * @cpu:        The cpu for which this is updated
335  */
336 int topology_update_package_map(unsigned int pkg, unsigned int cpu)
337 {
338         int new;
339
340         /* Already available somewhere? */
341         new = topology_phys_to_logical_pkg(pkg);
342         if (new >= 0)
343                 goto found;
344
345         new = logical_packages++;
346         if (new != pkg) {
347                 pr_info("CPU %u Converting physical %u to logical package %u\n",
348                         cpu, pkg, new);
349         }
350 found:
351         cpu_data(cpu).logical_proc_id = new;
352         return 0;
353 }
354 /**
355  * topology_update_die_map - Update the physical to logical die map
356  * @die:        The die id as retrieved via CPUID
357  * @cpu:        The cpu for which this is updated
358  */
359 int topology_update_die_map(unsigned int die, unsigned int cpu)
360 {
361         int new;
362
363         /* Already available somewhere? */
364         new = topology_phys_to_logical_die(die, cpu);
365         if (new >= 0)
366                 goto found;
367
368         new = logical_die++;
369         if (new != die) {
370                 pr_info("CPU %u Converting physical %u to logical die %u\n",
371                         cpu, die, new);
372         }
373 found:
374         cpu_data(cpu).logical_die_id = new;
375         return 0;
376 }
377
378 void __init smp_store_boot_cpu_info(void)
379 {
380         int id = 0; /* CPU 0 */
381         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(id);
382
383         *c = boot_cpu_data;
384         c->cpu_index = id;
385         topology_update_package_map(c->phys_proc_id, id);
386         topology_update_die_map(c->cpu_die_id, id);
387         c->initialized = true;
388 }
389
390 /*
391  * The bootstrap kernel entry code has set these up. Save them for
392  * a given CPU
393  */
394 void smp_store_cpu_info(int id)
395 {
396         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(id);
397
398         /* Copy boot_cpu_data only on the first bringup */
399         if (!c->initialized)
400                 *c = boot_cpu_data;
401         c->cpu_index = id;
402         /*
403          * During boot time, CPU0 has this setup already. Save the info when
404          * bringing up AP or offlined CPU0.
405          */
406         identify_secondary_cpu(c);
407         c->initialized = true;
408 }
409
410 static bool
411 topology_same_node(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
412 {
413         int cpu1 = c->cpu_index, cpu2 = o->cpu_index;
414
415         return (cpu_to_node(cpu1) == cpu_to_node(cpu2));
416 }
417
418 static bool
419 topology_sane(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o, const char *name)
420 {
421         int cpu1 = c->cpu_index, cpu2 = o->cpu_index;
422
423         return !WARN_ONCE(!topology_same_node(c, o),
424                 "sched: CPU #%d's %s-sibling CPU #%d is not on the same node! "
425                 "[node: %d != %d]. Ignoring dependency.\n",
426                 cpu1, name, cpu2, cpu_to_node(cpu1), cpu_to_node(cpu2));
427 }
428
429 #define link_mask(mfunc, c1, c2)                                        \
430 do {                                                                    \
431         cpumask_set_cpu((c1), mfunc(c2));                               \
432         cpumask_set_cpu((c2), mfunc(c1));                               \
433 } while (0)
434
435 static bool match_smt(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
436 {
437         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_TOPOEXT)) {
438                 int cpu1 = c->cpu_index, cpu2 = o->cpu_index;
439
440                 if (c->phys_proc_id == o->phys_proc_id &&
441                     c->cpu_die_id == o->cpu_die_id &&
442                     per_cpu(cpu_llc_id, cpu1) == per_cpu(cpu_llc_id, cpu2)) {
443                         if (c->cpu_core_id == o->cpu_core_id)
444                                 return topology_sane(c, o, "smt");
445
446                         if ((c->cu_id != 0xff) &&
447                             (o->cu_id != 0xff) &&
448                             (c->cu_id == o->cu_id))
449                                 return topology_sane(c, o, "smt");
450                 }
451
452         } else if (c->phys_proc_id == o->phys_proc_id &&
453                    c->cpu_die_id == o->cpu_die_id &&
454                    c->cpu_core_id == o->cpu_core_id) {
455                 return topology_sane(c, o, "smt");
456         }
457
458         return false;
459 }
460
461 static bool match_die(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
462 {
463         if (c->phys_proc_id == o->phys_proc_id &&
464             c->cpu_die_id == o->cpu_die_id)
465                 return true;
466         return false;
467 }
468
469 /*
470  * Unlike the other levels, we do not enforce keeping a
471  * multicore group inside a NUMA node.  If this happens, we will
472  * discard the MC level of the topology later.
473  */
474 static bool match_pkg(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
475 {
476         if (c->phys_proc_id == o->phys_proc_id)
477                 return true;
478         return false;
479 }
480
481 /*
482  * Define intel_cod_cpu[] for Intel COD (Cluster-on-Die) CPUs.
483  *
484  * Any Intel CPU that has multiple nodes per package and does not
485  * match intel_cod_cpu[] has the SNC (Sub-NUMA Cluster) topology.
486  *
487  * When in SNC mode, these CPUs enumerate an LLC that is shared
488  * by multiple NUMA nodes. The LLC is shared for off-package data
489  * access but private to the NUMA node (half of the package) for
490  * on-package access. CPUID (the source of the information about
491  * the LLC) can only enumerate the cache as shared or unshared,
492  * but not this particular configuration.
493  */
494
495 static const struct x86_cpu_id intel_cod_cpu[] = {
496         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(HASWELL_X, 0),       /* COD */
497         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(BROADWELL_X, 0),     /* COD */
498         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ANY, 1),             /* SNC */
499         {}
500 };
501
502 static bool match_llc(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
503 {
504         const struct x86_cpu_id *id = x86_match_cpu(intel_cod_cpu);
505         int cpu1 = c->cpu_index, cpu2 = o->cpu_index;
506         bool intel_snc = id && id->driver_data;
507
508         /* Do not match if we do not have a valid APICID for cpu: */
509         if (per_cpu(cpu_llc_id, cpu1) == BAD_APICID)
510                 return false;
511
512         /* Do not match if LLC id does not match: */
513         if (per_cpu(cpu_llc_id, cpu1) != per_cpu(cpu_llc_id, cpu2))
514                 return false;
515
516         /*
517          * Allow the SNC topology without warning. Return of false
518          * means 'c' does not share the LLC of 'o'. This will be
519          * reflected to userspace.
520          */
521         if (match_pkg(c, o) && !topology_same_node(c, o) && intel_snc)
522                 return false;
523
524         return topology_sane(c, o, "llc");
525 }
526
527
528 #if defined(CONFIG_SCHED_SMT) || defined(CONFIG_SCHED_MC)
529 static inline int x86_sched_itmt_flags(void)
530 {
531         return sysctl_sched_itmt_enabled ? SD_ASYM_PACKING : 0;
532 }
533
534 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
535 static int x86_core_flags(void)
536 {
537         return cpu_core_flags() | x86_sched_itmt_flags();
538 }
539 #endif
540 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
541 static int x86_smt_flags(void)
542 {
543         return cpu_smt_flags() | x86_sched_itmt_flags();
544 }
545 #endif
546 #endif
547
548 static struct sched_domain_topology_level x86_numa_in_package_topology[] = {
549 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
550         { cpu_smt_mask, x86_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
551 #endif
552 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
553         { cpu_coregroup_mask, x86_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
554 #endif
555         { NULL, },
556 };
557
558 static struct sched_domain_topology_level x86_topology[] = {
559 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
560         { cpu_smt_mask, x86_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
561 #endif
562 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
563         { cpu_coregroup_mask, x86_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
564 #endif
565         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
566         { NULL, },
567 };
568
569 /*
570  * Set if a package/die has multiple NUMA nodes inside.
571  * AMD Magny-Cours, Intel Cluster-on-Die, and Intel
572  * Sub-NUMA Clustering have this.
573  */
574 static bool x86_has_numa_in_package;
575
576 void set_cpu_sibling_map(int cpu)
577 {
578         bool has_smt = smp_num_siblings > 1;
579         bool has_mp = has_smt || boot_cpu_data.x86_max_cores > 1;
580         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
581         struct cpuinfo_x86 *o;
582         int i, threads;
583
584         cpumask_set_cpu(cpu, cpu_sibling_setup_mask);
585
586         if (!has_mp) {
587                 cpumask_set_cpu(cpu, topology_sibling_cpumask(cpu));
588                 cpumask_set_cpu(cpu, cpu_llc_shared_mask(cpu));
589                 cpumask_set_cpu(cpu, topology_core_cpumask(cpu));
590                 cpumask_set_cpu(cpu, topology_die_cpumask(cpu));
591                 c->booted_cores = 1;
592                 return;
593         }
594
595         for_each_cpu(i, cpu_sibling_setup_mask) {
596                 o = &cpu_data(i);
597
598                 if (match_pkg(c, o) && !topology_same_node(c, o))
599                         x86_has_numa_in_package = true;
600
601                 if ((i == cpu) || (has_smt && match_smt(c, o)))
602                         link_mask(topology_sibling_cpumask, cpu, i);
603
604                 if ((i == cpu) || (has_mp && match_llc(c, o)))
605                         link_mask(cpu_llc_shared_mask, cpu, i);
606
607                 if ((i == cpu) || (has_mp && match_die(c, o)))
608                         link_mask(topology_die_cpumask, cpu, i);
609         }
610
611         threads = cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(cpu));
612         if (threads > __max_smt_threads)
613                 __max_smt_threads = threads;
614
615         /*
616          * This needs a separate iteration over the cpus because we rely on all
617          * topology_sibling_cpumask links to be set-up.
618          */
619         for_each_cpu(i, cpu_sibling_setup_mask) {
620                 o = &cpu_data(i);
621
622                 if ((i == cpu) || (has_mp && match_pkg(c, o))) {
623                         link_mask(topology_core_cpumask, cpu, i);
624
625                         /*
626                          *  Does this new cpu bringup a new core?
627                          */
628                         if (threads == 1) {
629                                 /*
630                                  * for each core in package, increment
631                                  * the booted_cores for this new cpu
632                                  */
633                                 if (cpumask_first(
634                                     topology_sibling_cpumask(i)) == i)
635                                         c->booted_cores++;
636                                 /*
637                                  * increment the core count for all
638                                  * the other cpus in this package
639                                  */
640                                 if (i != cpu)
641                                         cpu_data(i).booted_cores++;
642                         } else if (i != cpu && !c->booted_cores)
643                                 c->booted_cores = cpu_data(i).booted_cores;
644                 }
645         }
646 }
647
648 /* maps the cpu to the sched domain representing multi-core */
649 const struct cpumask *cpu_coregroup_mask(int cpu)
650 {
651         return cpu_llc_shared_mask(cpu);
652 }
653
654 static void impress_friends(void)
655 {
656         int cpu;
657         unsigned long bogosum = 0;
658         /*
659          * Allow the user to impress friends.
660          */
661         pr_debug("Before bogomips\n");
662         for_each_possible_cpu(cpu)
663                 if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callout_mask))
664                         bogosum += cpu_data(cpu).loops_per_jiffy;
665         pr_info("Total of %d processors activated (%lu.%02lu BogoMIPS)\n",
666                 num_online_cpus(),
667                 bogosum/(500000/HZ),
668                 (bogosum/(5000/HZ))%100);
669
670         pr_debug("Before bogocount - setting activated=1\n");
671 }
672
673 void __inquire_remote_apic(int apicid)
674 {
675         unsigned i, regs[] = { APIC_ID >> 4, APIC_LVR >> 4, APIC_SPIV >> 4 };
676         const char * const names[] = { "ID", "VERSION", "SPIV" };
677         int timeout;
678         u32 status;
679
680         pr_info("Inquiring remote APIC 0x%x...\n", apicid);
681
682         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(regs); i++) {
683                 pr_info("... APIC 0x%x %s: ", apicid, names[i]);
684
685                 /*
686                  * Wait for idle.
687                  */
688                 status = safe_apic_wait_icr_idle();
689                 if (status)
690                         pr_cont("a previous APIC delivery may have failed\n");
691
692                 apic_icr_write(APIC_DM_REMRD | regs[i], apicid);
693
694                 timeout = 0;
695                 do {
696                         udelay(100);
697                         status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_RR_MASK;
698                 } while (status == APIC_ICR_RR_INPROG && timeout++ < 1000);
699
700                 switch (status) {
701                 case APIC_ICR_RR_VALID:
702                         status = apic_read(APIC_RRR);
703                         pr_cont("%08x\n", status);
704                         break;
705                 default:
706                         pr_cont("failed\n");
707                 }
708         }
709 }
710
711 /*
712  * The Multiprocessor Specification 1.4 (1997) example code suggests
713  * that there should be a 10ms delay between the BSP asserting INIT
714  * and de-asserting INIT, when starting a remote processor.
715  * But that slows boot and resume on modern processors, which include
716  * many cores and don't require that delay.
717  *
718  * Cmdline "init_cpu_udelay=" is available to over-ride this delay.
719  * Modern processor families are quirked to remove the delay entirely.
720  */
721 #define UDELAY_10MS_DEFAULT 10000
722
723 static unsigned int init_udelay = UINT_MAX;
724
725 static int __init cpu_init_udelay(char *str)
726 {
727         get_option(&str, &init_udelay);
728
729         return 0;
730 }
731 early_param("cpu_init_udelay", cpu_init_udelay);
732
733 static void __init smp_quirk_init_udelay(void)
734 {
735         /* if cmdline changed it from default, leave it alone */
736         if (init_udelay != UINT_MAX)
737                 return;
738
739         /* if modern processor, use no delay */
740         if (((boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL) && (boot_cpu_data.x86 == 6)) ||
741             ((boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_HYGON) && (boot_cpu_data.x86 >= 0x18)) ||
742             ((boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD) && (boot_cpu_data.x86 >= 0xF))) {
743                 init_udelay = 0;
744                 return;
745         }
746         /* else, use legacy delay */
747         init_udelay = UDELAY_10MS_DEFAULT;
748 }
749
750 /*
751  * Poke the other CPU in the eye via NMI to wake it up. Remember that the normal
752  * INIT, INIT, STARTUP sequence will reset the chip hard for us, and this
753  * won't ... remember to clear down the APIC, etc later.
754  */
755 int
756 wakeup_secondary_cpu_via_nmi(int apicid, unsigned long start_eip)
757 {
758         u32 dm = apic->dest_mode_logical ? APIC_DEST_LOGICAL : APIC_DEST_PHYSICAL;
759         unsigned long send_status, accept_status = 0;
760         int maxlvt;
761
762         /* Target chip */
763         /* Boot on the stack */
764         /* Kick the second */
765         apic_icr_write(APIC_DM_NMI | dm, apicid);
766
767         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
768         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
769
770         /*
771          * Give the other CPU some time to accept the IPI.
772          */
773         udelay(200);
774         if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version)) {
775                 maxlvt = lapic_get_maxlvt();
776                 if (maxlvt > 3)                 /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
777                         apic_write(APIC_ESR, 0);
778                 accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
779         }
780         pr_debug("NMI sent\n");
781
782         if (send_status)
783                 pr_err("APIC never delivered???\n");
784         if (accept_status)
785                 pr_err("APIC delivery error (%lx)\n", accept_status);
786
787         return (send_status | accept_status);
788 }
789
790 static int
791 wakeup_secondary_cpu_via_init(int phys_apicid, unsigned long start_eip)
792 {
793         unsigned long send_status = 0, accept_status = 0;
794         int maxlvt, num_starts, j;
795
796         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
797
798         /*
799          * Be paranoid about clearing APIC errors.
800          */
801         if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version)) {
802                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
803                         apic_write(APIC_ESR, 0);
804                 apic_read(APIC_ESR);
805         }
806
807         pr_debug("Asserting INIT\n");
808
809         /*
810          * Turn INIT on target chip
811          */
812         /*
813          * Send IPI
814          */
815         apic_icr_write(APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_INT_ASSERT | APIC_DM_INIT,
816                        phys_apicid);
817
818         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
819         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
820
821         udelay(init_udelay);
822
823         pr_debug("Deasserting INIT\n");
824
825         /* Target chip */
826         /* Send IPI */
827         apic_icr_write(APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_DM_INIT, phys_apicid);
828
829         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
830         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
831
832         mb();
833
834         /*
835          * Should we send STARTUP IPIs ?
836          *
837          * Determine this based on the APIC version.
838          * If we don't have an integrated APIC, don't send the STARTUP IPIs.
839          */
840         if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version))
841                 num_starts = 2;
842         else
843                 num_starts = 0;
844
845         /*
846          * Run STARTUP IPI loop.
847          */
848         pr_debug("#startup loops: %d\n", num_starts);
849
850         for (j = 1; j <= num_starts; j++) {
851                 pr_debug("Sending STARTUP #%d\n", j);
852                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
853                         apic_write(APIC_ESR, 0);
854                 apic_read(APIC_ESR);
855                 pr_debug("After apic_write\n");
856
857                 /*
858                  * STARTUP IPI
859                  */
860
861                 /* Target chip */
862                 /* Boot on the stack */
863                 /* Kick the second */
864                 apic_icr_write(APIC_DM_STARTUP | (start_eip >> 12),
865                                phys_apicid);
866
867                 /*
868                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
869                  */
870                 if (init_udelay == 0)
871                         udelay(10);
872                 else
873                         udelay(300);
874
875                 pr_debug("Startup point 1\n");
876
877                 pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
878                 send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
879
880                 /*
881                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
882                  */
883                 if (init_udelay == 0)
884                         udelay(10);
885                 else
886                         udelay(200);
887
888                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
889                         apic_write(APIC_ESR, 0);
890                 accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
891                 if (send_status || accept_status)
892                         break;
893         }
894         pr_debug("After Startup\n");
895
896         if (send_status)
897                 pr_err("APIC never delivered???\n");
898         if (accept_status)
899                 pr_err("APIC delivery error (%lx)\n", accept_status);
900
901         return (send_status | accept_status);
902 }
903
904 /* reduce the number of lines printed when booting a large cpu count system */
905 static void announce_cpu(int cpu, int apicid)
906 {
907         static int current_node = NUMA_NO_NODE;
908         int node = early_cpu_to_node(cpu);
909         static int width, node_width;
910
911         if (!width)
912                 width = num_digits(num_possible_cpus()) + 1; /* + '#' sign */
913
914         if (!node_width)
915                 node_width = num_digits(num_possible_nodes()) + 1; /* + '#' */
916
917         if (cpu == 1)
918                 printk(KERN_INFO "x86: Booting SMP configuration:\n");
919
920         if (system_state < SYSTEM_RUNNING) {
921                 if (node != current_node) {
922                         if (current_node > (-1))
923                                 pr_cont("\n");
924                         current_node = node;
925
926                         printk(KERN_INFO ".... node %*s#%d, CPUs:  ",
927                                node_width - num_digits(node), " ", node);
928                 }
929
930                 /* Add padding for the BSP */
931                 if (cpu == 1)
932                         pr_cont("%*s", width + 1, " ");
933
934                 pr_cont("%*s#%d", width - num_digits(cpu), " ", cpu);
935
936         } else
937                 pr_info("Booting Node %d Processor %d APIC 0x%x\n",
938                         node, cpu, apicid);
939 }
940
941 static int wakeup_cpu0_nmi(unsigned int cmd, struct pt_regs *regs)
942 {
943         int cpu;
944
945         cpu = smp_processor_id();
946         if (cpu == 0 && !cpu_online(cpu) && enable_start_cpu0)
947                 return NMI_HANDLED;
948
949         return NMI_DONE;
950 }
951
952 /*
953  * Wake up AP by INIT, INIT, STARTUP sequence.
954  *
955  * Instead of waiting for STARTUP after INITs, BSP will execute the BIOS
956  * boot-strap code which is not a desired behavior for waking up BSP. To
957  * void the boot-strap code, wake up CPU0 by NMI instead.
958  *
959  * This works to wake up soft offlined CPU0 only. If CPU0 is hard offlined
960  * (i.e. physically hot removed and then hot added), NMI won't wake it up.
961  * We'll change this code in the future to wake up hard offlined CPU0 if
962  * real platform and request are available.
963  */
964 static int
965 wakeup_cpu_via_init_nmi(int cpu, unsigned long start_ip, int apicid,
966                int *cpu0_nmi_registered)
967 {
968         int id;
969         int boot_error;
970
971         preempt_disable();
972
973         /*
974          * Wake up AP by INIT, INIT, STARTUP sequence.
975          */
976         if (cpu) {
977                 boot_error = wakeup_secondary_cpu_via_init(apicid, start_ip);
978                 goto out;
979         }
980
981         /*
982          * Wake up BSP by nmi.
983          *
984          * Register a NMI handler to help wake up CPU0.
985          */
986         boot_error = register_nmi_handler(NMI_LOCAL,
987                                           wakeup_cpu0_nmi, 0, "wake_cpu0");
988
989         if (!boot_error) {
990                 enable_start_cpu0 = 1;
991                 *cpu0_nmi_registered = 1;
992                 id = apic->dest_mode_logical ? cpu0_logical_apicid : apicid;
993                 boot_error = wakeup_secondary_cpu_via_nmi(id, start_ip);
994         }
995
996 out:
997         preempt_enable();
998
999         return boot_error;
1000 }
1001
1002 int common_cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
1003 {
1004         int ret;
1005
1006         /* Just in case we booted with a single CPU. */
1007         alternatives_enable_smp();
1008
1009         per_cpu(current_task, cpu) = idle;
1010         cpu_init_stack_canary(cpu, idle);
1011
1012         /* Initialize the interrupt stack(s) */
1013         ret = irq_init_percpu_irqstack(cpu);
1014         if (ret)
1015                 return ret;
1016
1017 #ifdef CONFIG_X86_32
1018         /* Stack for startup_32 can be just as for start_secondary onwards */
1019         per_cpu(cpu_current_top_of_stack, cpu) = task_top_of_stack(idle);
1020 #else
1021         initial_gs = per_cpu_offset(cpu);
1022 #endif
1023         return 0;
1024 }
1025
1026 /*
1027  * NOTE - on most systems this is a PHYSICAL apic ID, but on multiquad
1028  * (ie clustered apic addressing mode), this is a LOGICAL apic ID.
1029  * Returns zero if CPU booted OK, else error code from
1030  * ->wakeup_secondary_cpu.
1031  */
1032 static int do_boot_cpu(int apicid, int cpu, struct task_struct *idle,
1033                        int *cpu0_nmi_registered)
1034 {
1035         /* start_ip had better be page-aligned! */
1036         unsigned long start_ip = real_mode_header->trampoline_start;
1037
1038         unsigned long boot_error = 0;
1039         unsigned long timeout;
1040
1041         idle->thread.sp = (unsigned long)task_pt_regs(idle);
1042         early_gdt_descr.address = (unsigned long)get_cpu_gdt_rw(cpu);
1043         initial_code = (unsigned long)start_secondary;
1044         initial_stack  = idle->thread.sp;
1045
1046         /* Enable the espfix hack for this CPU */
1047         init_espfix_ap(cpu);
1048
1049         /* So we see what's up */
1050         announce_cpu(cpu, apicid);
1051
1052         /*
1053          * This grunge runs the startup process for
1054          * the targeted processor.
1055          */
1056
1057         if (x86_platform.legacy.warm_reset) {
1058
1059                 pr_debug("Setting warm reset code and vector.\n");
1060
1061                 smpboot_setup_warm_reset_vector(start_ip);
1062                 /*
1063                  * Be paranoid about clearing APIC errors.
1064                 */
1065                 if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version)) {
1066                         apic_write(APIC_ESR, 0);
1067                         apic_read(APIC_ESR);
1068                 }
1069         }
1070
1071         /*
1072          * AP might wait on cpu_callout_mask in cpu_init() with
1073          * cpu_initialized_mask set if previous attempt to online
1074          * it timed-out. Clear cpu_initialized_mask so that after
1075          * INIT/SIPI it could start with a clean state.
1076          */
1077         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_initialized_mask);
1078         smp_mb();
1079
1080         /*
1081          * Wake up a CPU in difference cases:
1082          * - Use the method in the APIC driver if it's defined
1083          * Otherwise,
1084          * - Use an INIT boot APIC message for APs or NMI for BSP.
1085          */
1086         if (apic->wakeup_secondary_cpu)
1087                 boot_error = apic->wakeup_secondary_cpu(apicid, start_ip);
1088         else
1089                 boot_error = wakeup_cpu_via_init_nmi(cpu, start_ip, apicid,
1090                                                      cpu0_nmi_registered);
1091
1092         if (!boot_error) {
1093                 /*
1094                  * Wait 10s total for first sign of life from AP
1095                  */
1096                 boot_error = -1;
1097                 timeout = jiffies + 10*HZ;
1098                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
1099                         if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_initialized_mask)) {
1100                                 /*
1101                                  * Tell AP to proceed with initialization
1102                                  */
1103                                 cpumask_set_cpu(cpu, cpu_callout_mask);
1104                                 boot_error = 0;
1105                                 break;
1106                         }
1107                         schedule();
1108                 }
1109         }
1110
1111         if (!boot_error) {
1112                 /*
1113                  * Wait till AP completes initial initialization
1114                  */
1115                 while (!cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callin_mask)) {
1116                         /*
1117                          * Allow other tasks to run while we wait for the
1118                          * AP to come online. This also gives a chance
1119                          * for the MTRR work(triggered by the AP coming online)
1120                          * to be completed in the stop machine context.
1121                          */
1122                         schedule();
1123                 }
1124         }
1125
1126         if (x86_platform.legacy.warm_reset) {
1127                 /*
1128                  * Cleanup possible dangling ends...
1129                  */
1130                 smpboot_restore_warm_reset_vector();
1131         }
1132
1133         return boot_error;
1134 }
1135
1136 int native_cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *tidle)
1137 {
1138         int apicid = apic->cpu_present_to_apicid(cpu);
1139         int cpu0_nmi_registered = 0;
1140         unsigned long flags;
1141         int err, ret = 0;
1142
1143         lockdep_assert_irqs_enabled();
1144
1145         pr_debug("++++++++++++++++++++=_---CPU UP  %u\n", cpu);
1146
1147         if (apicid == BAD_APICID ||
1148             !physid_isset(apicid, phys_cpu_present_map) ||
1149             !apic->apic_id_valid(apicid)) {
1150                 pr_err("%s: bad cpu %d\n", __func__, cpu);
1151                 return -EINVAL;
1152         }
1153
1154         /*
1155          * Already booted CPU?
1156          */
1157         if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callin_mask)) {
1158                 pr_debug("do_boot_cpu %d Already started\n", cpu);
1159                 return -ENOSYS;
1160         }
1161
1162         /*
1163          * Save current MTRR state in case it was changed since early boot
1164          * (e.g. by the ACPI SMI) to initialize new CPUs with MTRRs in sync:
1165          */
1166         mtrr_save_state();
1167
1168         /* x86 CPUs take themselves offline, so delayed offline is OK. */
1169         err = cpu_check_up_prepare(cpu);
1170         if (err && err != -EBUSY)
1171                 return err;
1172
1173         /* the FPU context is blank, nobody can own it */
1174         per_cpu(fpu_fpregs_owner_ctx, cpu) = NULL;
1175
1176         err = common_cpu_up(cpu, tidle);
1177         if (err)
1178                 return err;
1179
1180         err = do_boot_cpu(apicid, cpu, tidle, &cpu0_nmi_registered);
1181         if (err) {
1182                 pr_err("do_boot_cpu failed(%d) to wakeup CPU#%u\n", err, cpu);
1183                 ret = -EIO;
1184                 goto unreg_nmi;
1185         }
1186
1187         /*
1188          * Check TSC synchronization with the AP (keep irqs disabled
1189          * while doing so):
1190          */
1191         local_irq_save(flags);
1192         check_tsc_sync_source(cpu);
1193         local_irq_restore(flags);
1194
1195         while (!cpu_online(cpu)) {
1196                 cpu_relax();
1197                 touch_nmi_watchdog();
1198         }
1199
1200 unreg_nmi:
1201         /*
1202          * Clean up the nmi handler. Do this after the callin and callout sync
1203          * to avoid impact of possible long unregister time.
1204          */
1205         if (cpu0_nmi_registered)
1206                 unregister_nmi_handler(NMI_LOCAL, "wake_cpu0");
1207
1208         return ret;
1209 }
1210
1211 /**
1212  * arch_disable_smp_support() - disables SMP support for x86 at runtime
1213  */
1214 void arch_disable_smp_support(void)
1215 {
1216         disable_ioapic_support();
1217 }
1218
1219 /*
1220  * Fall back to non SMP mode after errors.
1221  *
1222  * RED-PEN audit/test this more. I bet there is more state messed up here.
1223  */
1224 static __init void disable_smp(void)
1225 {
1226         pr_info("SMP disabled\n");
1227
1228         disable_ioapic_support();
1229
1230         init_cpu_present(cpumask_of(0));
1231         init_cpu_possible(cpumask_of(0));
1232
1233         if (smp_found_config)
1234                 physid_set_mask_of_physid(boot_cpu_physical_apicid, &phys_cpu_present_map);
1235         else
1236                 physid_set_mask_of_physid(0, &phys_cpu_present_map);
1237         cpumask_set_cpu(0, topology_sibling_cpumask(0));
1238         cpumask_set_cpu(0, topology_core_cpumask(0));
1239         cpumask_set_cpu(0, topology_die_cpumask(0));
1240 }
1241
1242 /*
1243  * Various sanity checks.
1244  */
1245 static void __init smp_sanity_check(void)
1246 {
1247         preempt_disable();
1248
1249 #if !defined(CONFIG_X86_BIGSMP) && defined(CONFIG_X86_32)
1250         if (def_to_bigsmp && nr_cpu_ids > 8) {
1251                 unsigned int cpu;
1252                 unsigned nr;
1253
1254                 pr_warn("More than 8 CPUs detected - skipping them\n"
1255                         "Use CONFIG_X86_BIGSMP\n");
1256
1257                 nr = 0;
1258                 for_each_present_cpu(cpu) {
1259                         if (nr >= 8)
1260                                 set_cpu_present(cpu, false);
1261                         nr++;
1262                 }
1263
1264                 nr = 0;
1265                 for_each_possible_cpu(cpu) {
1266                         if (nr >= 8)
1267                                 set_cpu_possible(cpu, false);
1268                         nr++;
1269                 }
1270
1271                 nr_cpu_ids = 8;
1272         }
1273 #endif
1274
1275         if (!physid_isset(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map)) {
1276                 pr_warn("weird, boot CPU (#%d) not listed by the BIOS\n",
1277                         hard_smp_processor_id());
1278
1279                 physid_set(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map);
1280         }
1281
1282         /*
1283          * Should not be necessary because the MP table should list the boot
1284          * CPU too, but we do it for the sake of robustness anyway.
1285          */
1286         if (!apic->check_phys_apicid_present(boot_cpu_physical_apicid)) {
1287                 pr_notice("weird, boot CPU (#%d) not listed by the BIOS\n",
1288                           boot_cpu_physical_apicid);
1289                 physid_set(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map);
1290         }
1291         preempt_enable();
1292 }
1293
1294 static void __init smp_cpu_index_default(void)
1295 {
1296         int i;
1297         struct cpuinfo_x86 *c;
1298
1299         for_each_possible_cpu(i) {
1300                 c = &cpu_data(i);
1301                 /* mark all to hotplug */
1302                 c->cpu_index = nr_cpu_ids;
1303         }
1304 }
1305
1306 static void __init smp_get_logical_apicid(void)
1307 {
1308         if (x2apic_mode)
1309                 cpu0_logical_apicid = apic_read(APIC_LDR);
1310         else
1311                 cpu0_logical_apicid = GET_APIC_LOGICAL_ID(apic_read(APIC_LDR));
1312 }
1313
1314 /*
1315  * Prepare for SMP bootup.
1316  * @max_cpus: configured maximum number of CPUs, It is a legacy parameter
1317  *            for common interface support.
1318  */
1319 void __init native_smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
1320 {
1321         unsigned int i;
1322
1323         smp_cpu_index_default();
1324
1325         /*
1326          * Setup boot CPU information
1327          */
1328         smp_store_boot_cpu_info(); /* Final full version of the data */
1329         cpumask_copy(cpu_callin_mask, cpumask_of(0));
1330         mb();
1331
1332         for_each_possible_cpu(i) {
1333                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_sibling_map, i), GFP_KERNEL);
1334                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_core_map, i), GFP_KERNEL);
1335                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_die_map, i), GFP_KERNEL);
1336                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_llc_shared_map, i), GFP_KERNEL);
1337         }
1338
1339         /*
1340          * Set 'default' x86 topology, this matches default_topology() in that
1341          * it has NUMA nodes as a topology level. See also
1342          * native_smp_cpus_done().
1343          *
1344          * Must be done before set_cpus_sibling_map() is ran.
1345          */
1346         set_sched_topology(x86_topology);
1347
1348         set_cpu_sibling_map(0);
1349         init_freq_invariance(false, false);
1350         smp_sanity_check();
1351
1352         switch (apic_intr_mode) {
1353         case APIC_PIC:
1354         case APIC_VIRTUAL_WIRE_NO_CONFIG:
1355                 disable_smp();
1356                 return;
1357         case APIC_SYMMETRIC_IO_NO_ROUTING:
1358                 disable_smp();
1359                 /* Setup local timer */
1360                 x86_init.timers.setup_percpu_clockev();
1361                 return;
1362         case APIC_VIRTUAL_WIRE:
1363         case APIC_SYMMETRIC_IO:
1364                 break;
1365         }
1366
1367         /* Setup local timer */
1368         x86_init.timers.setup_percpu_clockev();
1369
1370         smp_get_logical_apicid();
1371
1372         pr_info("CPU0: ");
1373         print_cpu_info(&cpu_data(0));
1374
1375         uv_system_init();
1376
1377         set_mtrr_aps_delayed_init();
1378
1379         smp_quirk_init_udelay();
1380
1381         speculative_store_bypass_ht_init();
1382 }
1383
1384 void arch_thaw_secondary_cpus_begin(void)
1385 {
1386         set_mtrr_aps_delayed_init();
1387 }
1388
1389 void arch_thaw_secondary_cpus_end(void)
1390 {
1391         mtrr_aps_init();
1392 }
1393
1394 /*
1395  * Early setup to make printk work.
1396  */
1397 void __init native_smp_prepare_boot_cpu(void)
1398 {
1399         int me = smp_processor_id();
1400         switch_to_new_gdt(me);
1401         /* already set me in cpu_online_mask in boot_cpu_init() */
1402         cpumask_set_cpu(me, cpu_callout_mask);
1403         cpu_set_state_online(me);
1404         native_pv_lock_init();
1405 }
1406
1407 void __init calculate_max_logical_packages(void)
1408 {
1409         int ncpus;
1410
1411         /*
1412          * Today neither Intel nor AMD support heterogeneous systems so
1413          * extrapolate the boot cpu's data to all packages.
1414          */
1415         ncpus = cpu_data(0).booted_cores * topology_max_smt_threads();
1416         __max_logical_packages = DIV_ROUND_UP(total_cpus, ncpus);
1417         pr_info("Max logical packages: %u\n", __max_logical_packages);
1418 }
1419
1420 void __init native_smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
1421 {
1422         pr_debug("Boot done\n");
1423
1424         calculate_max_logical_packages();
1425
1426         if (x86_has_numa_in_package)
1427                 set_sched_topology(x86_numa_in_package_topology);
1428
1429         nmi_selftest();
1430         impress_friends();
1431         mtrr_aps_init();
1432 }
1433
1434 static int __initdata setup_possible_cpus = -1;
1435 static int __init _setup_possible_cpus(char *str)
1436 {
1437         get_option(&str, &setup_possible_cpus);
1438         return 0;
1439 }
1440 early_param("possible_cpus", _setup_possible_cpus);
1441
1442
1443 /*
1444  * cpu_possible_mask should be static, it cannot change as cpu's
1445  * are onlined, or offlined. The reason is per-cpu data-structures
1446  * are allocated by some modules at init time, and don't expect to
1447  * do this dynamically on cpu arrival/departure.
1448  * cpu_present_mask on the other hand can change dynamically.
1449  * In case when cpu_hotplug is not compiled, then we resort to current
1450  * behaviour, which is cpu_possible == cpu_present.
1451  * - Ashok Raj
1452  *
1453  * Three ways to find out the number of additional hotplug CPUs:
1454  * - If the BIOS specified disabled CPUs in ACPI/mptables use that.
1455  * - The user can overwrite it with possible_cpus=NUM
1456  * - Otherwise don't reserve additional CPUs.
1457  * We do this because additional CPUs waste a lot of memory.
1458  * -AK
1459  */
1460 __init void prefill_possible_map(void)
1461 {
1462         int i, possible;
1463
1464         /* No boot processor was found in mptable or ACPI MADT */
1465         if (!num_processors) {
1466                 if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_APIC)) {
1467                         int apicid = boot_cpu_physical_apicid;
1468                         int cpu = hard_smp_processor_id();
1469
1470                         pr_warn("Boot CPU (id %d) not listed by BIOS\n", cpu);
1471
1472                         /* Make sure boot cpu is enumerated */
1473                         if (apic->cpu_present_to_apicid(0) == BAD_APICID &&
1474                             apic->apic_id_valid(apicid))
1475                                 generic_processor_info(apicid, boot_cpu_apic_version);
1476                 }
1477
1478                 if (!num_processors)
1479                         num_processors = 1;
1480         }
1481
1482         i = setup_max_cpus ?: 1;
1483         if (setup_possible_cpus == -1) {
1484                 possible = num_processors;
1485 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1486                 if (setup_max_cpus)
1487                         possible += disabled_cpus;
1488 #else
1489                 if (possible > i)
1490                         possible = i;
1491 #endif
1492         } else
1493                 possible = setup_possible_cpus;
1494
1495         total_cpus = max_t(int, possible, num_processors + disabled_cpus);
1496
1497         /* nr_cpu_ids could be reduced via nr_cpus= */
1498         if (possible > nr_cpu_ids) {
1499                 pr_warn("%d Processors exceeds NR_CPUS limit of %u\n",
1500                         possible, nr_cpu_ids);
1501                 possible = nr_cpu_ids;
1502         }
1503
1504 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1505         if (!setup_max_cpus)
1506 #endif
1507         if (possible > i) {
1508                 pr_warn("%d Processors exceeds max_cpus limit of %u\n",
1509                         possible, setup_max_cpus);
1510                 possible = i;
1511         }
1512
1513         nr_cpu_ids = possible;
1514
1515         pr_info("Allowing %d CPUs, %d hotplug CPUs\n",
1516                 possible, max_t(int, possible - num_processors, 0));
1517
1518         reset_cpu_possible_mask();
1519
1520         for (i = 0; i < possible; i++)
1521                 set_cpu_possible(i, true);
1522 }
1523
1524 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1525
1526 /* Recompute SMT state for all CPUs on offline */
1527 static void recompute_smt_state(void)
1528 {
1529         int max_threads, cpu;
1530
1531         max_threads = 0;
1532         for_each_online_cpu (cpu) {
1533                 int threads = cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(cpu));
1534
1535                 if (threads > max_threads)
1536                         max_threads = threads;
1537         }
1538         __max_smt_threads = max_threads;
1539 }
1540
1541 static void remove_siblinginfo(int cpu)
1542 {
1543         int sibling;
1544         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
1545
1546         for_each_cpu(sibling, topology_core_cpumask(cpu)) {
1547                 cpumask_clear_cpu(cpu, topology_core_cpumask(sibling));
1548                 /*/
1549                  * last thread sibling in this cpu core going down
1550                  */
1551                 if (cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(cpu)) == 1)
1552                         cpu_data(sibling).booted_cores--;
1553         }
1554
1555         for_each_cpu(sibling, topology_die_cpumask(cpu))
1556                 cpumask_clear_cpu(cpu, topology_die_cpumask(sibling));
1557         for_each_cpu(sibling, topology_sibling_cpumask(cpu))
1558                 cpumask_clear_cpu(cpu, topology_sibling_cpumask(sibling));
1559         for_each_cpu(sibling, cpu_llc_shared_mask(cpu))
1560                 cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_llc_shared_mask(sibling));
1561         cpumask_clear(cpu_llc_shared_mask(cpu));
1562         cpumask_clear(topology_sibling_cpumask(cpu));
1563         cpumask_clear(topology_core_cpumask(cpu));
1564         cpumask_clear(topology_die_cpumask(cpu));
1565         c->cpu_core_id = 0;
1566         c->booted_cores = 0;
1567         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_sibling_setup_mask);
1568         recompute_smt_state();
1569 }
1570
1571 static void remove_cpu_from_maps(int cpu)
1572 {
1573         set_cpu_online(cpu, false);
1574         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_callout_mask);
1575         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_callin_mask);
1576         /* was set by cpu_init() */
1577         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_initialized_mask);
1578         numa_remove_cpu(cpu);
1579 }
1580
1581 void cpu_disable_common(void)
1582 {
1583         int cpu = smp_processor_id();
1584
1585         remove_siblinginfo(cpu);
1586
1587         /* It's now safe to remove this processor from the online map */
1588         lock_vector_lock();
1589         remove_cpu_from_maps(cpu);
1590         unlock_vector_lock();
1591         fixup_irqs();
1592         lapic_offline();
1593 }
1594
1595 int native_cpu_disable(void)
1596 {
1597         int ret;
1598
1599         ret = lapic_can_unplug_cpu();
1600         if (ret)
1601                 return ret;
1602
1603         cpu_disable_common();
1604
1605         /*
1606          * Disable the local APIC. Otherwise IPI broadcasts will reach
1607          * it. It still responds normally to INIT, NMI, SMI, and SIPI
1608          * messages.
1609          *
1610          * Disabling the APIC must happen after cpu_disable_common()
1611          * which invokes fixup_irqs().
1612          *
1613          * Disabling the APIC preserves already set bits in IRR, but
1614          * an interrupt arriving after disabling the local APIC does not
1615          * set the corresponding IRR bit.
1616          *
1617          * fixup_irqs() scans IRR for set bits so it can raise a not
1618          * yet handled interrupt on the new destination CPU via an IPI
1619          * but obviously it can't do so for IRR bits which are not set.
1620          * IOW, interrupts arriving after disabling the local APIC will
1621          * be lost.
1622          */
1623         apic_soft_disable();
1624
1625         return 0;
1626 }
1627
1628 int common_cpu_die(unsigned int cpu)
1629 {
1630         int ret = 0;
1631
1632         /* We don't do anything here: idle task is faking death itself. */
1633
1634         /* They ack this in play_dead() by setting CPU_DEAD */
1635         if (cpu_wait_death(cpu, 5)) {
1636                 if (system_state == SYSTEM_RUNNING)
1637                         pr_info("CPU %u is now offline\n", cpu);
1638         } else {
1639                 pr_err("CPU %u didn't die...\n", cpu);
1640                 ret = -1;
1641         }
1642
1643         return ret;
1644 }
1645
1646 void native_cpu_die(unsigned int cpu)
1647 {
1648         common_cpu_die(cpu);
1649 }
1650
1651 void play_dead_common(void)
1652 {
1653         idle_task_exit();
1654
1655         /* Ack it */
1656         (void)cpu_report_death();
1657
1658         /*
1659          * With physical CPU hotplug, we should halt the cpu
1660          */
1661         local_irq_disable();
1662 }
1663
1664 /**
1665  * cond_wakeup_cpu0 - Wake up CPU0 if needed.
1666  *
1667  * If NMI wants to wake up CPU0, start CPU0.
1668  */
1669 void cond_wakeup_cpu0(void)
1670 {
1671         if (smp_processor_id() == 0 && enable_start_cpu0)
1672                 start_cpu0();
1673 }
1674 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_wakeup_cpu0);
1675
1676 /*
1677  * We need to flush the caches before going to sleep, lest we have
1678  * dirty data in our caches when we come back up.
1679  */
1680 static inline void mwait_play_dead(void)
1681 {
1682         unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
1683         unsigned int highest_cstate = 0;
1684         unsigned int highest_subcstate = 0;
1685         void *mwait_ptr;
1686         int i;
1687
1688         if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD ||
1689             boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_HYGON)
1690                 return;
1691         if (!this_cpu_has(X86_FEATURE_MWAIT))
1692                 return;
1693         if (!this_cpu_has(X86_FEATURE_CLFLUSH))
1694                 return;
1695         if (__this_cpu_read(cpu_info.cpuid_level) < CPUID_MWAIT_LEAF)
1696                 return;
1697
1698         eax = CPUID_MWAIT_LEAF;
1699         ecx = 0;
1700         native_cpuid(&eax, &ebx, &ecx, &edx);
1701
1702         /*
1703          * eax will be 0 if EDX enumeration is not valid.
1704          * Initialized below to cstate, sub_cstate value when EDX is valid.
1705          */
1706         if (!(ecx & CPUID5_ECX_EXTENSIONS_SUPPORTED)) {
1707                 eax = 0;
1708         } else {
1709                 edx >>= MWAIT_SUBSTATE_SIZE;
1710                 for (i = 0; i < 7 && edx; i++, edx >>= MWAIT_SUBSTATE_SIZE) {
1711                         if (edx & MWAIT_SUBSTATE_MASK) {
1712                                 highest_cstate = i;
1713                                 highest_subcstate = edx & MWAIT_SUBSTATE_MASK;
1714                         }
1715                 }
1716                 eax = (highest_cstate << MWAIT_SUBSTATE_SIZE) |
1717                         (highest_subcstate - 1);
1718         }
1719
1720         /*
1721          * This should be a memory location in a cache line which is
1722          * unlikely to be touched by other processors.  The actual
1723          * content is immaterial as it is not actually modified in any way.
1724          */
1725         mwait_ptr = &current_thread_info()->flags;
1726
1727         wbinvd();
1728
1729         while (1) {
1730                 /*
1731                  * The CLFLUSH is a workaround for erratum AAI65 for
1732                  * the Xeon 7400 series.  It's not clear it is actually
1733                  * needed, but it should be harmless in either case.
1734                  * The WBINVD is insufficient due to the spurious-wakeup
1735                  * case where we return around the loop.
1736                  */
1737                 mb();
1738                 clflush(mwait_ptr);
1739                 mb();
1740                 __monitor(mwait_ptr, 0, 0);
1741                 mb();
1742                 __mwait(eax, 0);
1743
1744                 cond_wakeup_cpu0();
1745         }
1746 }
1747
1748 void hlt_play_dead(void)
1749 {
1750         if (__this_cpu_read(cpu_info.x86) >= 4)
1751                 wbinvd();
1752
1753         while (1) {
1754                 native_halt();
1755
1756                 cond_wakeup_cpu0();
1757         }
1758 }
1759
1760 void native_play_dead(void)
1761 {
1762         play_dead_common();
1763         tboot_shutdown(TB_SHUTDOWN_WFS);
1764
1765         mwait_play_dead();      /* Only returns on failure */
1766         if (cpuidle_play_dead())
1767                 hlt_play_dead();
1768 }
1769
1770 #else /* ... !CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1771 int native_cpu_disable(void)
1772 {
1773         return -ENOSYS;
1774 }
1775
1776 void native_cpu_die(unsigned int cpu)
1777 {
1778         /* We said "no" in __cpu_disable */
1779         BUG();
1780 }
1781
1782 void native_play_dead(void)
1783 {
1784         BUG();
1785 }
1786
1787 #endif
1788
1789 #ifdef CONFIG_X86_64
1790 /*
1791  * APERF/MPERF frequency ratio computation.
1792  *
1793  * The scheduler wants to do frequency invariant accounting and needs a <1
1794  * ratio to account for the 'current' frequency, corresponding to
1795  * freq_curr / freq_max.
1796  *
1797  * Since the frequency freq_curr on x86 is controlled by micro-controller and
1798  * our P-state setting is little more than a request/hint, we need to observe
1799  * the effective frequency 'BusyMHz', i.e. the average frequency over a time
1800  * interval after discarding idle time. This is given by:
1801  *
1802  *   BusyMHz = delta_APERF / delta_MPERF * freq_base
1803  *
1804  * where freq_base is the max non-turbo P-state.
1805  *
1806  * The freq_max term has to be set to a somewhat arbitrary value, because we
1807  * can't know which turbo states will be available at a given point in time:
1808  * it all depends on the thermal headroom of the entire package. We set it to
1809  * the turbo level with 4 cores active.
1810  *
1811  * Benchmarks show that's a good compromise between the 1C turbo ratio
1812  * (freq_curr/freq_max would rarely reach 1) and something close to freq_base,
1813  * which would ignore the entire turbo range (a conspicuous part, making
1814  * freq_curr/freq_max always maxed out).
1815  *
1816  * An exception to the heuristic above is the Atom uarch, where we choose the
1817  * highest turbo level for freq_max since Atom's are generally oriented towards
1818  * power efficiency.
1819  *
1820  * Setting freq_max to anything less than the 1C turbo ratio makes the ratio
1821  * freq_curr / freq_max to eventually grow >1, in which case we clip it to 1.
1822  */
1823
1824 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(arch_scale_freq_key);
1825
1826 static DEFINE_PER_CPU(u64, arch_prev_aperf);
1827 static DEFINE_PER_CPU(u64, arch_prev_mperf);
1828 static u64 arch_turbo_freq_ratio = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1829 static u64 arch_max_freq_ratio = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1830
1831 void arch_set_max_freq_ratio(bool turbo_disabled)
1832 {
1833         arch_max_freq_ratio = turbo_disabled ? SCHED_CAPACITY_SCALE :
1834                                         arch_turbo_freq_ratio;
1835 }
1836 EXPORT_SYMBOL_GPL(arch_set_max_freq_ratio);
1837
1838 static bool turbo_disabled(void)
1839 {
1840         u64 misc_en;
1841         int err;
1842
1843         err = rdmsrl_safe(MSR_IA32_MISC_ENABLE, &misc_en);
1844         if (err)
1845                 return false;
1846
1847         return (misc_en & MSR_IA32_MISC_ENABLE_TURBO_DISABLE);
1848 }
1849
1850 static bool slv_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq)
1851 {
1852         int err;
1853
1854         err = rdmsrl_safe(MSR_ATOM_CORE_RATIOS, base_freq);
1855         if (err)
1856                 return false;
1857
1858         err = rdmsrl_safe(MSR_ATOM_CORE_TURBO_RATIOS, turbo_freq);
1859         if (err)
1860                 return false;
1861
1862         *base_freq = (*base_freq >> 16) & 0x3F;     /* max P state */
1863         *turbo_freq = *turbo_freq & 0x3F;           /* 1C turbo    */
1864
1865         return true;
1866 }
1867
1868 #define X86_MATCH(model)                                        \
1869         X86_MATCH_VENDOR_FAM_MODEL_FEATURE(INTEL, 6,            \
1870                 INTEL_FAM6_##model, X86_FEATURE_APERFMPERF, NULL)
1871
1872 static const struct x86_cpu_id has_knl_turbo_ratio_limits[] = {
1873         X86_MATCH(XEON_PHI_KNL),
1874         X86_MATCH(XEON_PHI_KNM),
1875         {}
1876 };
1877
1878 static const struct x86_cpu_id has_skx_turbo_ratio_limits[] = {
1879         X86_MATCH(SKYLAKE_X),
1880         {}
1881 };
1882
1883 static const struct x86_cpu_id has_glm_turbo_ratio_limits[] = {
1884         X86_MATCH(ATOM_GOLDMONT),
1885         X86_MATCH(ATOM_GOLDMONT_D),
1886         X86_MATCH(ATOM_GOLDMONT_PLUS),
1887         {}
1888 };
1889
1890 static bool knl_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq,
1891                                 int num_delta_fratio)
1892 {
1893         int fratio, delta_fratio, found;
1894         int err, i;
1895         u64 msr;
1896
1897         err = rdmsrl_safe(MSR_PLATFORM_INFO, base_freq);
1898         if (err)
1899                 return false;
1900
1901         *base_freq = (*base_freq >> 8) & 0xFF;      /* max P state */
1902
1903         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, &msr);
1904         if (err)
1905                 return false;
1906
1907         fratio = (msr >> 8) & 0xFF;
1908         i = 16;
1909         found = 0;
1910         do {
1911                 if (found >= num_delta_fratio) {
1912                         *turbo_freq = fratio;
1913                         return true;
1914                 }
1915
1916                 delta_fratio = (msr >> (i + 5)) & 0x7;
1917
1918                 if (delta_fratio) {
1919                         found += 1;
1920                         fratio -= delta_fratio;
1921                 }
1922
1923                 i += 8;
1924         } while (i < 64);
1925
1926         return true;
1927 }
1928
1929 static bool skx_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq, int size)
1930 {
1931         u64 ratios, counts;
1932         u32 group_size;
1933         int err, i;
1934
1935         err = rdmsrl_safe(MSR_PLATFORM_INFO, base_freq);
1936         if (err)
1937                 return false;
1938
1939         *base_freq = (*base_freq >> 8) & 0xFF;      /* max P state */
1940
1941         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, &ratios);
1942         if (err)
1943                 return false;
1944
1945         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT1, &counts);
1946         if (err)
1947                 return false;
1948
1949         for (i = 0; i < 64; i += 8) {
1950                 group_size = (counts >> i) & 0xFF;
1951                 if (group_size >= size) {
1952                         *turbo_freq = (ratios >> i) & 0xFF;
1953                         return true;
1954                 }
1955         }
1956
1957         return false;
1958 }
1959
1960 static bool core_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq)
1961 {
1962         u64 msr;
1963         int err;
1964
1965         err = rdmsrl_safe(MSR_PLATFORM_INFO, base_freq);
1966         if (err)
1967                 return false;
1968
1969         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, &msr);
1970         if (err)
1971                 return false;
1972
1973         *base_freq = (*base_freq >> 8) & 0xFF;    /* max P state */
1974         *turbo_freq = (msr >> 24) & 0xFF;         /* 4C turbo    */
1975
1976         /* The CPU may have less than 4 cores */
1977         if (!*turbo_freq)
1978                 *turbo_freq = msr & 0xFF;         /* 1C turbo    */
1979
1980         return true;
1981 }
1982
1983 static bool intel_set_max_freq_ratio(void)
1984 {
1985         u64 base_freq, turbo_freq;
1986         u64 turbo_ratio;
1987
1988         if (slv_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq))
1989                 goto out;
1990
1991         if (x86_match_cpu(has_glm_turbo_ratio_limits) &&
1992             skx_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq, 1))
1993                 goto out;
1994
1995         if (x86_match_cpu(has_knl_turbo_ratio_limits) &&
1996             knl_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq, 1))
1997                 goto out;
1998
1999         if (x86_match_cpu(has_skx_turbo_ratio_limits) &&
2000             skx_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq, 4))
2001                 goto out;
2002
2003         if (core_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq))
2004                 goto out;
2005
2006         return false;
2007
2008 out:
2009         /*
2010          * Some hypervisors advertise X86_FEATURE_APERFMPERF
2011          * but then fill all MSR's with zeroes.
2012          * Some CPUs have turbo boost but don't declare any turbo ratio
2013          * in MSR_TURBO_RATIO_LIMIT.
2014          */
2015         if (!base_freq || !turbo_freq) {
2016                 pr_debug("Couldn't determine cpu base or turbo frequency, necessary for scale-invariant accounting.\n");
2017                 return false;
2018         }
2019
2020         turbo_ratio = div_u64(turbo_freq * SCHED_CAPACITY_SCALE, base_freq);
2021         if (!turbo_ratio) {
2022                 pr_debug("Non-zero turbo and base frequencies led to a 0 ratio.\n");
2023                 return false;
2024         }
2025
2026         arch_turbo_freq_ratio = turbo_ratio;
2027         arch_set_max_freq_ratio(turbo_disabled());
2028
2029         return true;
2030 }
2031
2032 #ifdef CONFIG_ACPI_CPPC_LIB
2033 static bool amd_set_max_freq_ratio(void)
2034 {
2035         struct cppc_perf_caps perf_caps;
2036         u64 highest_perf, nominal_perf;
2037         u64 perf_ratio;
2038         int rc;
2039
2040         rc = cppc_get_perf_caps(0, &perf_caps);
2041         if (rc) {
2042                 pr_debug("Could not retrieve perf counters (%d)\n", rc);
2043                 return false;
2044         }
2045
2046         highest_perf = amd_get_highest_perf();
2047         nominal_perf = perf_caps.nominal_perf;
2048
2049         if (!highest_perf || !nominal_perf) {
2050                 pr_debug("Could not retrieve highest or nominal performance\n");
2051                 return false;
2052         }
2053
2054         perf_ratio = div_u64(highest_perf * SCHED_CAPACITY_SCALE, nominal_perf);
2055         /* midpoint between max_boost and max_P */
2056         perf_ratio = (perf_ratio + SCHED_CAPACITY_SCALE) >> 1;
2057         if (!perf_ratio) {
2058                 pr_debug("Non-zero highest/nominal perf values led to a 0 ratio\n");
2059                 return false;
2060         }
2061
2062         arch_turbo_freq_ratio = perf_ratio;
2063         arch_set_max_freq_ratio(false);
2064
2065         return true;
2066 }
2067 #else
2068 static bool amd_set_max_freq_ratio(void)
2069 {
2070         return false;
2071 }
2072 #endif
2073
2074 static void init_counter_refs(void)
2075 {
2076         u64 aperf, mperf;
2077
2078         rdmsrl(MSR_IA32_APERF, aperf);
2079         rdmsrl(MSR_IA32_MPERF, mperf);
2080
2081         this_cpu_write(arch_prev_aperf, aperf);
2082         this_cpu_write(arch_prev_mperf, mperf);
2083 }
2084
2085 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
2086 static struct syscore_ops freq_invariance_syscore_ops = {
2087         .resume = init_counter_refs,
2088 };
2089
2090 static void register_freq_invariance_syscore_ops(void)
2091 {
2092         /* Bail out if registered already. */
2093         if (freq_invariance_syscore_ops.node.prev)
2094                 return;
2095
2096         register_syscore_ops(&freq_invariance_syscore_ops);
2097 }
2098 #else
2099 static inline void register_freq_invariance_syscore_ops(void) {}
2100 #endif
2101
2102 static void init_freq_invariance(bool secondary, bool cppc_ready)
2103 {
2104         bool ret = false;
2105
2106         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_APERFMPERF))
2107                 return;
2108
2109         if (secondary) {
2110                 if (static_branch_likely(&arch_scale_freq_key)) {
2111                         init_counter_refs();
2112                 }
2113                 return;
2114         }
2115
2116         if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL)
2117                 ret = intel_set_max_freq_ratio();
2118         else if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD) {
2119                 if (!cppc_ready) {
2120                         return;
2121                 }
2122                 ret = amd_set_max_freq_ratio();
2123         }
2124
2125         if (ret) {
2126                 init_counter_refs();
2127                 static_branch_enable(&arch_scale_freq_key);
2128                 register_freq_invariance_syscore_ops();
2129                 pr_info("Estimated ratio of average max frequency by base frequency (times 1024): %llu\n", arch_max_freq_ratio);
2130         } else {
2131                 pr_debug("Couldn't determine max cpu frequency, necessary for scale-invariant accounting.\n");
2132         }
2133 }
2134
2135 #ifdef CONFIG_ACPI_CPPC_LIB
2136 static DEFINE_MUTEX(freq_invariance_lock);
2137
2138 void init_freq_invariance_cppc(void)
2139 {
2140         static bool secondary;
2141
2142         mutex_lock(&freq_invariance_lock);
2143
2144         init_freq_invariance(secondary, true);
2145         secondary = true;
2146
2147         mutex_unlock(&freq_invariance_lock);
2148 }
2149 #endif
2150
2151 static void disable_freq_invariance_workfn(struct work_struct *work)
2152 {
2153         static_branch_disable(&arch_scale_freq_key);
2154 }
2155
2156 static DECLARE_WORK(disable_freq_invariance_work,
2157                     disable_freq_invariance_workfn);
2158
2159 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, arch_freq_scale) = SCHED_CAPACITY_SCALE;
2160
2161 void arch_scale_freq_tick(void)
2162 {
2163         u64 freq_scale = SCHED_CAPACITY_SCALE;
2164         u64 aperf, mperf;
2165         u64 acnt, mcnt;
2166
2167         if (!arch_scale_freq_invariant())
2168                 return;
2169
2170         rdmsrl(MSR_IA32_APERF, aperf);
2171         rdmsrl(MSR_IA32_MPERF, mperf);
2172
2173         acnt = aperf - this_cpu_read(arch_prev_aperf);
2174         mcnt = mperf - this_cpu_read(arch_prev_mperf);
2175
2176         this_cpu_write(arch_prev_aperf, aperf);
2177         this_cpu_write(arch_prev_mperf, mperf);
2178
2179         if (check_shl_overflow(acnt, 2*SCHED_CAPACITY_SHIFT, &acnt))
2180                 goto error;
2181
2182         if (check_mul_overflow(mcnt, arch_max_freq_ratio, &mcnt) || !mcnt)
2183                 goto error;
2184
2185         freq_scale = div64_u64(acnt, mcnt);
2186         if (!freq_scale)
2187                 goto error;
2188
2189         if (freq_scale > SCHED_CAPACITY_SCALE)
2190                 freq_scale = SCHED_CAPACITY_SCALE;
2191
2192         this_cpu_write(arch_freq_scale, freq_scale);
2193         return;
2194
2195 error:
2196         pr_warn("Scheduler frequency invariance went wobbly, disabling!\n");
2197         schedule_work(&disable_freq_invariance_work);
2198 }
2199 #else
2200 static inline void init_freq_invariance(bool secondary, bool cppc_ready)
2201 {
2202 }
2203 #endif /* CONFIG_X86_64 */