Merge tag 'dt-5.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/soc/soc
[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         for_each_cpu(i, topology_sibling_cpumask(cpu))
614                 cpu_data(i).smt_active = threads > 1;
615
616         /*
617          * This needs a separate iteration over the cpus because we rely on all
618          * topology_sibling_cpumask links to be set-up.
619          */
620         for_each_cpu(i, cpu_sibling_setup_mask) {
621                 o = &cpu_data(i);
622
623                 if ((i == cpu) || (has_mp && match_pkg(c, o))) {
624                         link_mask(topology_core_cpumask, cpu, i);
625
626                         /*
627                          *  Does this new cpu bringup a new core?
628                          */
629                         if (threads == 1) {
630                                 /*
631                                  * for each core in package, increment
632                                  * the booted_cores for this new cpu
633                                  */
634                                 if (cpumask_first(
635                                     topology_sibling_cpumask(i)) == i)
636                                         c->booted_cores++;
637                                 /*
638                                  * increment the core count for all
639                                  * the other cpus in this package
640                                  */
641                                 if (i != cpu)
642                                         cpu_data(i).booted_cores++;
643                         } else if (i != cpu && !c->booted_cores)
644                                 c->booted_cores = cpu_data(i).booted_cores;
645                 }
646         }
647 }
648
649 /* maps the cpu to the sched domain representing multi-core */
650 const struct cpumask *cpu_coregroup_mask(int cpu)
651 {
652         return cpu_llc_shared_mask(cpu);
653 }
654
655 static void impress_friends(void)
656 {
657         int cpu;
658         unsigned long bogosum = 0;
659         /*
660          * Allow the user to impress friends.
661          */
662         pr_debug("Before bogomips\n");
663         for_each_possible_cpu(cpu)
664                 if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callout_mask))
665                         bogosum += cpu_data(cpu).loops_per_jiffy;
666         pr_info("Total of %d processors activated (%lu.%02lu BogoMIPS)\n",
667                 num_online_cpus(),
668                 bogosum/(500000/HZ),
669                 (bogosum/(5000/HZ))%100);
670
671         pr_debug("Before bogocount - setting activated=1\n");
672 }
673
674 void __inquire_remote_apic(int apicid)
675 {
676         unsigned i, regs[] = { APIC_ID >> 4, APIC_LVR >> 4, APIC_SPIV >> 4 };
677         const char * const names[] = { "ID", "VERSION", "SPIV" };
678         int timeout;
679         u32 status;
680
681         pr_info("Inquiring remote APIC 0x%x...\n", apicid);
682
683         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(regs); i++) {
684                 pr_info("... APIC 0x%x %s: ", apicid, names[i]);
685
686                 /*
687                  * Wait for idle.
688                  */
689                 status = safe_apic_wait_icr_idle();
690                 if (status)
691                         pr_cont("a previous APIC delivery may have failed\n");
692
693                 apic_icr_write(APIC_DM_REMRD | regs[i], apicid);
694
695                 timeout = 0;
696                 do {
697                         udelay(100);
698                         status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_RR_MASK;
699                 } while (status == APIC_ICR_RR_INPROG && timeout++ < 1000);
700
701                 switch (status) {
702                 case APIC_ICR_RR_VALID:
703                         status = apic_read(APIC_RRR);
704                         pr_cont("%08x\n", status);
705                         break;
706                 default:
707                         pr_cont("failed\n");
708                 }
709         }
710 }
711
712 /*
713  * The Multiprocessor Specification 1.4 (1997) example code suggests
714  * that there should be a 10ms delay between the BSP asserting INIT
715  * and de-asserting INIT, when starting a remote processor.
716  * But that slows boot and resume on modern processors, which include
717  * many cores and don't require that delay.
718  *
719  * Cmdline "init_cpu_udelay=" is available to over-ride this delay.
720  * Modern processor families are quirked to remove the delay entirely.
721  */
722 #define UDELAY_10MS_DEFAULT 10000
723
724 static unsigned int init_udelay = UINT_MAX;
725
726 static int __init cpu_init_udelay(char *str)
727 {
728         get_option(&str, &init_udelay);
729
730         return 0;
731 }
732 early_param("cpu_init_udelay", cpu_init_udelay);
733
734 static void __init smp_quirk_init_udelay(void)
735 {
736         /* if cmdline changed it from default, leave it alone */
737         if (init_udelay != UINT_MAX)
738                 return;
739
740         /* if modern processor, use no delay */
741         if (((boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL) && (boot_cpu_data.x86 == 6)) ||
742             ((boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_HYGON) && (boot_cpu_data.x86 >= 0x18)) ||
743             ((boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD) && (boot_cpu_data.x86 >= 0xF))) {
744                 init_udelay = 0;
745                 return;
746         }
747         /* else, use legacy delay */
748         init_udelay = UDELAY_10MS_DEFAULT;
749 }
750
751 /*
752  * Poke the other CPU in the eye via NMI to wake it up. Remember that the normal
753  * INIT, INIT, STARTUP sequence will reset the chip hard for us, and this
754  * won't ... remember to clear down the APIC, etc later.
755  */
756 int
757 wakeup_secondary_cpu_via_nmi(int apicid, unsigned long start_eip)
758 {
759         u32 dm = apic->dest_mode_logical ? APIC_DEST_LOGICAL : APIC_DEST_PHYSICAL;
760         unsigned long send_status, accept_status = 0;
761         int maxlvt;
762
763         /* Target chip */
764         /* Boot on the stack */
765         /* Kick the second */
766         apic_icr_write(APIC_DM_NMI | dm, apicid);
767
768         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
769         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
770
771         /*
772          * Give the other CPU some time to accept the IPI.
773          */
774         udelay(200);
775         if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version)) {
776                 maxlvt = lapic_get_maxlvt();
777                 if (maxlvt > 3)                 /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
778                         apic_write(APIC_ESR, 0);
779                 accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
780         }
781         pr_debug("NMI sent\n");
782
783         if (send_status)
784                 pr_err("APIC never delivered???\n");
785         if (accept_status)
786                 pr_err("APIC delivery error (%lx)\n", accept_status);
787
788         return (send_status | accept_status);
789 }
790
791 static int
792 wakeup_secondary_cpu_via_init(int phys_apicid, unsigned long start_eip)
793 {
794         unsigned long send_status = 0, accept_status = 0;
795         int maxlvt, num_starts, j;
796
797         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
798
799         /*
800          * Be paranoid about clearing APIC errors.
801          */
802         if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version)) {
803                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
804                         apic_write(APIC_ESR, 0);
805                 apic_read(APIC_ESR);
806         }
807
808         pr_debug("Asserting INIT\n");
809
810         /*
811          * Turn INIT on target chip
812          */
813         /*
814          * Send IPI
815          */
816         apic_icr_write(APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_INT_ASSERT | APIC_DM_INIT,
817                        phys_apicid);
818
819         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
820         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
821
822         udelay(init_udelay);
823
824         pr_debug("Deasserting INIT\n");
825
826         /* Target chip */
827         /* Send IPI */
828         apic_icr_write(APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_DM_INIT, phys_apicid);
829
830         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
831         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
832
833         mb();
834
835         /*
836          * Should we send STARTUP IPIs ?
837          *
838          * Determine this based on the APIC version.
839          * If we don't have an integrated APIC, don't send the STARTUP IPIs.
840          */
841         if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version))
842                 num_starts = 2;
843         else
844                 num_starts = 0;
845
846         /*
847          * Run STARTUP IPI loop.
848          */
849         pr_debug("#startup loops: %d\n", num_starts);
850
851         for (j = 1; j <= num_starts; j++) {
852                 pr_debug("Sending STARTUP #%d\n", j);
853                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
854                         apic_write(APIC_ESR, 0);
855                 apic_read(APIC_ESR);
856                 pr_debug("After apic_write\n");
857
858                 /*
859                  * STARTUP IPI
860                  */
861
862                 /* Target chip */
863                 /* Boot on the stack */
864                 /* Kick the second */
865                 apic_icr_write(APIC_DM_STARTUP | (start_eip >> 12),
866                                phys_apicid);
867
868                 /*
869                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
870                  */
871                 if (init_udelay == 0)
872                         udelay(10);
873                 else
874                         udelay(300);
875
876                 pr_debug("Startup point 1\n");
877
878                 pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
879                 send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
880
881                 /*
882                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
883                  */
884                 if (init_udelay == 0)
885                         udelay(10);
886                 else
887                         udelay(200);
888
889                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
890                         apic_write(APIC_ESR, 0);
891                 accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
892                 if (send_status || accept_status)
893                         break;
894         }
895         pr_debug("After Startup\n");
896
897         if (send_status)
898                 pr_err("APIC never delivered???\n");
899         if (accept_status)
900                 pr_err("APIC delivery error (%lx)\n", accept_status);
901
902         return (send_status | accept_status);
903 }
904
905 /* reduce the number of lines printed when booting a large cpu count system */
906 static void announce_cpu(int cpu, int apicid)
907 {
908         static int current_node = NUMA_NO_NODE;
909         int node = early_cpu_to_node(cpu);
910         static int width, node_width;
911
912         if (!width)
913                 width = num_digits(num_possible_cpus()) + 1; /* + '#' sign */
914
915         if (!node_width)
916                 node_width = num_digits(num_possible_nodes()) + 1; /* + '#' */
917
918         if (cpu == 1)
919                 printk(KERN_INFO "x86: Booting SMP configuration:\n");
920
921         if (system_state < SYSTEM_RUNNING) {
922                 if (node != current_node) {
923                         if (current_node > (-1))
924                                 pr_cont("\n");
925                         current_node = node;
926
927                         printk(KERN_INFO ".... node %*s#%d, CPUs:  ",
928                                node_width - num_digits(node), " ", node);
929                 }
930
931                 /* Add padding for the BSP */
932                 if (cpu == 1)
933                         pr_cont("%*s", width + 1, " ");
934
935                 pr_cont("%*s#%d", width - num_digits(cpu), " ", cpu);
936
937         } else
938                 pr_info("Booting Node %d Processor %d APIC 0x%x\n",
939                         node, cpu, apicid);
940 }
941
942 static int wakeup_cpu0_nmi(unsigned int cmd, struct pt_regs *regs)
943 {
944         int cpu;
945
946         cpu = smp_processor_id();
947         if (cpu == 0 && !cpu_online(cpu) && enable_start_cpu0)
948                 return NMI_HANDLED;
949
950         return NMI_DONE;
951 }
952
953 /*
954  * Wake up AP by INIT, INIT, STARTUP sequence.
955  *
956  * Instead of waiting for STARTUP after INITs, BSP will execute the BIOS
957  * boot-strap code which is not a desired behavior for waking up BSP. To
958  * void the boot-strap code, wake up CPU0 by NMI instead.
959  *
960  * This works to wake up soft offlined CPU0 only. If CPU0 is hard offlined
961  * (i.e. physically hot removed and then hot added), NMI won't wake it up.
962  * We'll change this code in the future to wake up hard offlined CPU0 if
963  * real platform and request are available.
964  */
965 static int
966 wakeup_cpu_via_init_nmi(int cpu, unsigned long start_ip, int apicid,
967                int *cpu0_nmi_registered)
968 {
969         int id;
970         int boot_error;
971
972         preempt_disable();
973
974         /*
975          * Wake up AP by INIT, INIT, STARTUP sequence.
976          */
977         if (cpu) {
978                 boot_error = wakeup_secondary_cpu_via_init(apicid, start_ip);
979                 goto out;
980         }
981
982         /*
983          * Wake up BSP by nmi.
984          *
985          * Register a NMI handler to help wake up CPU0.
986          */
987         boot_error = register_nmi_handler(NMI_LOCAL,
988                                           wakeup_cpu0_nmi, 0, "wake_cpu0");
989
990         if (!boot_error) {
991                 enable_start_cpu0 = 1;
992                 *cpu0_nmi_registered = 1;
993                 id = apic->dest_mode_logical ? cpu0_logical_apicid : apicid;
994                 boot_error = wakeup_secondary_cpu_via_nmi(id, start_ip);
995         }
996
997 out:
998         preempt_enable();
999
1000         return boot_error;
1001 }
1002
1003 int common_cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
1004 {
1005         int ret;
1006
1007         /* Just in case we booted with a single CPU. */
1008         alternatives_enable_smp();
1009
1010         per_cpu(current_task, cpu) = idle;
1011         cpu_init_stack_canary(cpu, idle);
1012
1013         /* Initialize the interrupt stack(s) */
1014         ret = irq_init_percpu_irqstack(cpu);
1015         if (ret)
1016                 return ret;
1017
1018 #ifdef CONFIG_X86_32
1019         /* Stack for startup_32 can be just as for start_secondary onwards */
1020         per_cpu(cpu_current_top_of_stack, cpu) = task_top_of_stack(idle);
1021 #else
1022         initial_gs = per_cpu_offset(cpu);
1023 #endif
1024         return 0;
1025 }
1026
1027 /*
1028  * NOTE - on most systems this is a PHYSICAL apic ID, but on multiquad
1029  * (ie clustered apic addressing mode), this is a LOGICAL apic ID.
1030  * Returns zero if CPU booted OK, else error code from
1031  * ->wakeup_secondary_cpu.
1032  */
1033 static int do_boot_cpu(int apicid, int cpu, struct task_struct *idle,
1034                        int *cpu0_nmi_registered)
1035 {
1036         /* start_ip had better be page-aligned! */
1037         unsigned long start_ip = real_mode_header->trampoline_start;
1038
1039         unsigned long boot_error = 0;
1040         unsigned long timeout;
1041
1042         idle->thread.sp = (unsigned long)task_pt_regs(idle);
1043         early_gdt_descr.address = (unsigned long)get_cpu_gdt_rw(cpu);
1044         initial_code = (unsigned long)start_secondary;
1045         initial_stack  = idle->thread.sp;
1046
1047         /* Enable the espfix hack for this CPU */
1048         init_espfix_ap(cpu);
1049
1050         /* So we see what's up */
1051         announce_cpu(cpu, apicid);
1052
1053         /*
1054          * This grunge runs the startup process for
1055          * the targeted processor.
1056          */
1057
1058         if (x86_platform.legacy.warm_reset) {
1059
1060                 pr_debug("Setting warm reset code and vector.\n");
1061
1062                 smpboot_setup_warm_reset_vector(start_ip);
1063                 /*
1064                  * Be paranoid about clearing APIC errors.
1065                 */
1066                 if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version)) {
1067                         apic_write(APIC_ESR, 0);
1068                         apic_read(APIC_ESR);
1069                 }
1070         }
1071
1072         /*
1073          * AP might wait on cpu_callout_mask in cpu_init() with
1074          * cpu_initialized_mask set if previous attempt to online
1075          * it timed-out. Clear cpu_initialized_mask so that after
1076          * INIT/SIPI it could start with a clean state.
1077          */
1078         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_initialized_mask);
1079         smp_mb();
1080
1081         /*
1082          * Wake up a CPU in difference cases:
1083          * - Use the method in the APIC driver if it's defined
1084          * Otherwise,
1085          * - Use an INIT boot APIC message for APs or NMI for BSP.
1086          */
1087         if (apic->wakeup_secondary_cpu)
1088                 boot_error = apic->wakeup_secondary_cpu(apicid, start_ip);
1089         else
1090                 boot_error = wakeup_cpu_via_init_nmi(cpu, start_ip, apicid,
1091                                                      cpu0_nmi_registered);
1092
1093         if (!boot_error) {
1094                 /*
1095                  * Wait 10s total for first sign of life from AP
1096                  */
1097                 boot_error = -1;
1098                 timeout = jiffies + 10*HZ;
1099                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
1100                         if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_initialized_mask)) {
1101                                 /*
1102                                  * Tell AP to proceed with initialization
1103                                  */
1104                                 cpumask_set_cpu(cpu, cpu_callout_mask);
1105                                 boot_error = 0;
1106                                 break;
1107                         }
1108                         schedule();
1109                 }
1110         }
1111
1112         if (!boot_error) {
1113                 /*
1114                  * Wait till AP completes initial initialization
1115                  */
1116                 while (!cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callin_mask)) {
1117                         /*
1118                          * Allow other tasks to run while we wait for the
1119                          * AP to come online. This also gives a chance
1120                          * for the MTRR work(triggered by the AP coming online)
1121                          * to be completed in the stop machine context.
1122                          */
1123                         schedule();
1124                 }
1125         }
1126
1127         if (x86_platform.legacy.warm_reset) {
1128                 /*
1129                  * Cleanup possible dangling ends...
1130                  */
1131                 smpboot_restore_warm_reset_vector();
1132         }
1133
1134         return boot_error;
1135 }
1136
1137 int native_cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *tidle)
1138 {
1139         int apicid = apic->cpu_present_to_apicid(cpu);
1140         int cpu0_nmi_registered = 0;
1141         unsigned long flags;
1142         int err, ret = 0;
1143
1144         lockdep_assert_irqs_enabled();
1145
1146         pr_debug("++++++++++++++++++++=_---CPU UP  %u\n", cpu);
1147
1148         if (apicid == BAD_APICID ||
1149             !physid_isset(apicid, phys_cpu_present_map) ||
1150             !apic->apic_id_valid(apicid)) {
1151                 pr_err("%s: bad cpu %d\n", __func__, cpu);
1152                 return -EINVAL;
1153         }
1154
1155         /*
1156          * Already booted CPU?
1157          */
1158         if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callin_mask)) {
1159                 pr_debug("do_boot_cpu %d Already started\n", cpu);
1160                 return -ENOSYS;
1161         }
1162
1163         /*
1164          * Save current MTRR state in case it was changed since early boot
1165          * (e.g. by the ACPI SMI) to initialize new CPUs with MTRRs in sync:
1166          */
1167         mtrr_save_state();
1168
1169         /* x86 CPUs take themselves offline, so delayed offline is OK. */
1170         err = cpu_check_up_prepare(cpu);
1171         if (err && err != -EBUSY)
1172                 return err;
1173
1174         /* the FPU context is blank, nobody can own it */
1175         per_cpu(fpu_fpregs_owner_ctx, cpu) = NULL;
1176
1177         err = common_cpu_up(cpu, tidle);
1178         if (err)
1179                 return err;
1180
1181         err = do_boot_cpu(apicid, cpu, tidle, &cpu0_nmi_registered);
1182         if (err) {
1183                 pr_err("do_boot_cpu failed(%d) to wakeup CPU#%u\n", err, cpu);
1184                 ret = -EIO;
1185                 goto unreg_nmi;
1186         }
1187
1188         /*
1189          * Check TSC synchronization with the AP (keep irqs disabled
1190          * while doing so):
1191          */
1192         local_irq_save(flags);
1193         check_tsc_sync_source(cpu);
1194         local_irq_restore(flags);
1195
1196         while (!cpu_online(cpu)) {
1197                 cpu_relax();
1198                 touch_nmi_watchdog();
1199         }
1200
1201 unreg_nmi:
1202         /*
1203          * Clean up the nmi handler. Do this after the callin and callout sync
1204          * to avoid impact of possible long unregister time.
1205          */
1206         if (cpu0_nmi_registered)
1207                 unregister_nmi_handler(NMI_LOCAL, "wake_cpu0");
1208
1209         return ret;
1210 }
1211
1212 /**
1213  * arch_disable_smp_support() - disables SMP support for x86 at runtime
1214  */
1215 void arch_disable_smp_support(void)
1216 {
1217         disable_ioapic_support();
1218 }
1219
1220 /*
1221  * Fall back to non SMP mode after errors.
1222  *
1223  * RED-PEN audit/test this more. I bet there is more state messed up here.
1224  */
1225 static __init void disable_smp(void)
1226 {
1227         pr_info("SMP disabled\n");
1228
1229         disable_ioapic_support();
1230
1231         init_cpu_present(cpumask_of(0));
1232         init_cpu_possible(cpumask_of(0));
1233
1234         if (smp_found_config)
1235                 physid_set_mask_of_physid(boot_cpu_physical_apicid, &phys_cpu_present_map);
1236         else
1237                 physid_set_mask_of_physid(0, &phys_cpu_present_map);
1238         cpumask_set_cpu(0, topology_sibling_cpumask(0));
1239         cpumask_set_cpu(0, topology_core_cpumask(0));
1240         cpumask_set_cpu(0, topology_die_cpumask(0));
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Various sanity checks.
1245  */
1246 static void __init smp_sanity_check(void)
1247 {
1248         preempt_disable();
1249
1250 #if !defined(CONFIG_X86_BIGSMP) && defined(CONFIG_X86_32)
1251         if (def_to_bigsmp && nr_cpu_ids > 8) {
1252                 unsigned int cpu;
1253                 unsigned nr;
1254
1255                 pr_warn("More than 8 CPUs detected - skipping them\n"
1256                         "Use CONFIG_X86_BIGSMP\n");
1257
1258                 nr = 0;
1259                 for_each_present_cpu(cpu) {
1260                         if (nr >= 8)
1261                                 set_cpu_present(cpu, false);
1262                         nr++;
1263                 }
1264
1265                 nr = 0;
1266                 for_each_possible_cpu(cpu) {
1267                         if (nr >= 8)
1268                                 set_cpu_possible(cpu, false);
1269                         nr++;
1270                 }
1271
1272                 nr_cpu_ids = 8;
1273         }
1274 #endif
1275
1276         if (!physid_isset(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map)) {
1277                 pr_warn("weird, boot CPU (#%d) not listed by the BIOS\n",
1278                         hard_smp_processor_id());
1279
1280                 physid_set(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map);
1281         }
1282
1283         /*
1284          * Should not be necessary because the MP table should list the boot
1285          * CPU too, but we do it for the sake of robustness anyway.
1286          */
1287         if (!apic->check_phys_apicid_present(boot_cpu_physical_apicid)) {
1288                 pr_notice("weird, boot CPU (#%d) not listed by the BIOS\n",
1289                           boot_cpu_physical_apicid);
1290                 physid_set(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map);
1291         }
1292         preempt_enable();
1293 }
1294
1295 static void __init smp_cpu_index_default(void)
1296 {
1297         int i;
1298         struct cpuinfo_x86 *c;
1299
1300         for_each_possible_cpu(i) {
1301                 c = &cpu_data(i);
1302                 /* mark all to hotplug */
1303                 c->cpu_index = nr_cpu_ids;
1304         }
1305 }
1306
1307 static void __init smp_get_logical_apicid(void)
1308 {
1309         if (x2apic_mode)
1310                 cpu0_logical_apicid = apic_read(APIC_LDR);
1311         else
1312                 cpu0_logical_apicid = GET_APIC_LOGICAL_ID(apic_read(APIC_LDR));
1313 }
1314
1315 /*
1316  * Prepare for SMP bootup.
1317  * @max_cpus: configured maximum number of CPUs, It is a legacy parameter
1318  *            for common interface support.
1319  */
1320 void __init native_smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
1321 {
1322         unsigned int i;
1323
1324         smp_cpu_index_default();
1325
1326         /*
1327          * Setup boot CPU information
1328          */
1329         smp_store_boot_cpu_info(); /* Final full version of the data */
1330         cpumask_copy(cpu_callin_mask, cpumask_of(0));
1331         mb();
1332
1333         for_each_possible_cpu(i) {
1334                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_sibling_map, i), GFP_KERNEL);
1335                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_core_map, i), GFP_KERNEL);
1336                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_die_map, i), GFP_KERNEL);
1337                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_llc_shared_map, i), GFP_KERNEL);
1338         }
1339
1340         /*
1341          * Set 'default' x86 topology, this matches default_topology() in that
1342          * it has NUMA nodes as a topology level. See also
1343          * native_smp_cpus_done().
1344          *
1345          * Must be done before set_cpus_sibling_map() is ran.
1346          */
1347         set_sched_topology(x86_topology);
1348
1349         set_cpu_sibling_map(0);
1350         init_freq_invariance(false, false);
1351         smp_sanity_check();
1352
1353         switch (apic_intr_mode) {
1354         case APIC_PIC:
1355         case APIC_VIRTUAL_WIRE_NO_CONFIG:
1356                 disable_smp();
1357                 return;
1358         case APIC_SYMMETRIC_IO_NO_ROUTING:
1359                 disable_smp();
1360                 /* Setup local timer */
1361                 x86_init.timers.setup_percpu_clockev();
1362                 return;
1363         case APIC_VIRTUAL_WIRE:
1364         case APIC_SYMMETRIC_IO:
1365                 break;
1366         }
1367
1368         /* Setup local timer */
1369         x86_init.timers.setup_percpu_clockev();
1370
1371         smp_get_logical_apicid();
1372
1373         pr_info("CPU0: ");
1374         print_cpu_info(&cpu_data(0));
1375
1376         uv_system_init();
1377
1378         set_mtrr_aps_delayed_init();
1379
1380         smp_quirk_init_udelay();
1381
1382         speculative_store_bypass_ht_init();
1383 }
1384
1385 void arch_thaw_secondary_cpus_begin(void)
1386 {
1387         set_mtrr_aps_delayed_init();
1388 }
1389
1390 void arch_thaw_secondary_cpus_end(void)
1391 {
1392         mtrr_aps_init();
1393 }
1394
1395 /*
1396  * Early setup to make printk work.
1397  */
1398 void __init native_smp_prepare_boot_cpu(void)
1399 {
1400         int me = smp_processor_id();
1401         switch_to_new_gdt(me);
1402         /* already set me in cpu_online_mask in boot_cpu_init() */
1403         cpumask_set_cpu(me, cpu_callout_mask);
1404         cpu_set_state_online(me);
1405         native_pv_lock_init();
1406 }
1407
1408 void __init calculate_max_logical_packages(void)
1409 {
1410         int ncpus;
1411
1412         /*
1413          * Today neither Intel nor AMD support heterogeneous systems so
1414          * extrapolate the boot cpu's data to all packages.
1415          */
1416         ncpus = cpu_data(0).booted_cores * topology_max_smt_threads();
1417         __max_logical_packages = DIV_ROUND_UP(total_cpus, ncpus);
1418         pr_info("Max logical packages: %u\n", __max_logical_packages);
1419 }
1420
1421 void __init native_smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
1422 {
1423         pr_debug("Boot done\n");
1424
1425         calculate_max_logical_packages();
1426
1427         if (x86_has_numa_in_package)
1428                 set_sched_topology(x86_numa_in_package_topology);
1429
1430         nmi_selftest();
1431         impress_friends();
1432         mtrr_aps_init();
1433 }
1434
1435 static int __initdata setup_possible_cpus = -1;
1436 static int __init _setup_possible_cpus(char *str)
1437 {
1438         get_option(&str, &setup_possible_cpus);
1439         return 0;
1440 }
1441 early_param("possible_cpus", _setup_possible_cpus);
1442
1443
1444 /*
1445  * cpu_possible_mask should be static, it cannot change as cpu's
1446  * are onlined, or offlined. The reason is per-cpu data-structures
1447  * are allocated by some modules at init time, and don't expect to
1448  * do this dynamically on cpu arrival/departure.
1449  * cpu_present_mask on the other hand can change dynamically.
1450  * In case when cpu_hotplug is not compiled, then we resort to current
1451  * behaviour, which is cpu_possible == cpu_present.
1452  * - Ashok Raj
1453  *
1454  * Three ways to find out the number of additional hotplug CPUs:
1455  * - If the BIOS specified disabled CPUs in ACPI/mptables use that.
1456  * - The user can overwrite it with possible_cpus=NUM
1457  * - Otherwise don't reserve additional CPUs.
1458  * We do this because additional CPUs waste a lot of memory.
1459  * -AK
1460  */
1461 __init void prefill_possible_map(void)
1462 {
1463         int i, possible;
1464
1465         /* No boot processor was found in mptable or ACPI MADT */
1466         if (!num_processors) {
1467                 if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_APIC)) {
1468                         int apicid = boot_cpu_physical_apicid;
1469                         int cpu = hard_smp_processor_id();
1470
1471                         pr_warn("Boot CPU (id %d) not listed by BIOS\n", cpu);
1472
1473                         /* Make sure boot cpu is enumerated */
1474                         if (apic->cpu_present_to_apicid(0) == BAD_APICID &&
1475                             apic->apic_id_valid(apicid))
1476                                 generic_processor_info(apicid, boot_cpu_apic_version);
1477                 }
1478
1479                 if (!num_processors)
1480                         num_processors = 1;
1481         }
1482
1483         i = setup_max_cpus ?: 1;
1484         if (setup_possible_cpus == -1) {
1485                 possible = num_processors;
1486 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1487                 if (setup_max_cpus)
1488                         possible += disabled_cpus;
1489 #else
1490                 if (possible > i)
1491                         possible = i;
1492 #endif
1493         } else
1494                 possible = setup_possible_cpus;
1495
1496         total_cpus = max_t(int, possible, num_processors + disabled_cpus);
1497
1498         /* nr_cpu_ids could be reduced via nr_cpus= */
1499         if (possible > nr_cpu_ids) {
1500                 pr_warn("%d Processors exceeds NR_CPUS limit of %u\n",
1501                         possible, nr_cpu_ids);
1502                 possible = nr_cpu_ids;
1503         }
1504
1505 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1506         if (!setup_max_cpus)
1507 #endif
1508         if (possible > i) {
1509                 pr_warn("%d Processors exceeds max_cpus limit of %u\n",
1510                         possible, setup_max_cpus);
1511                 possible = i;
1512         }
1513
1514         nr_cpu_ids = possible;
1515
1516         pr_info("Allowing %d CPUs, %d hotplug CPUs\n",
1517                 possible, max_t(int, possible - num_processors, 0));
1518
1519         reset_cpu_possible_mask();
1520
1521         for (i = 0; i < possible; i++)
1522                 set_cpu_possible(i, true);
1523 }
1524
1525 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1526
1527 /* Recompute SMT state for all CPUs on offline */
1528 static void recompute_smt_state(void)
1529 {
1530         int max_threads, cpu;
1531
1532         max_threads = 0;
1533         for_each_online_cpu (cpu) {
1534                 int threads = cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(cpu));
1535
1536                 if (threads > max_threads)
1537                         max_threads = threads;
1538         }
1539         __max_smt_threads = max_threads;
1540 }
1541
1542 static void remove_siblinginfo(int cpu)
1543 {
1544         int sibling;
1545         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
1546
1547         for_each_cpu(sibling, topology_core_cpumask(cpu)) {
1548                 cpumask_clear_cpu(cpu, topology_core_cpumask(sibling));
1549                 /*/
1550                  * last thread sibling in this cpu core going down
1551                  */
1552                 if (cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(cpu)) == 1)
1553                         cpu_data(sibling).booted_cores--;
1554         }
1555
1556         for_each_cpu(sibling, topology_die_cpumask(cpu))
1557                 cpumask_clear_cpu(cpu, topology_die_cpumask(sibling));
1558
1559         for_each_cpu(sibling, topology_sibling_cpumask(cpu)) {
1560                 cpumask_clear_cpu(cpu, topology_sibling_cpumask(sibling));
1561                 if (cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(sibling)) == 1)
1562                         cpu_data(sibling).smt_active = false;
1563         }
1564
1565         for_each_cpu(sibling, cpu_llc_shared_mask(cpu))
1566                 cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_llc_shared_mask(sibling));
1567         cpumask_clear(cpu_llc_shared_mask(cpu));
1568         cpumask_clear(topology_sibling_cpumask(cpu));
1569         cpumask_clear(topology_core_cpumask(cpu));
1570         cpumask_clear(topology_die_cpumask(cpu));
1571         c->cpu_core_id = 0;
1572         c->booted_cores = 0;
1573         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_sibling_setup_mask);
1574         recompute_smt_state();
1575 }
1576
1577 static void remove_cpu_from_maps(int cpu)
1578 {
1579         set_cpu_online(cpu, false);
1580         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_callout_mask);
1581         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_callin_mask);
1582         /* was set by cpu_init() */
1583         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_initialized_mask);
1584         numa_remove_cpu(cpu);
1585 }
1586
1587 void cpu_disable_common(void)
1588 {
1589         int cpu = smp_processor_id();
1590
1591         remove_siblinginfo(cpu);
1592
1593         /* It's now safe to remove this processor from the online map */
1594         lock_vector_lock();
1595         remove_cpu_from_maps(cpu);
1596         unlock_vector_lock();
1597         fixup_irqs();
1598         lapic_offline();
1599 }
1600
1601 int native_cpu_disable(void)
1602 {
1603         int ret;
1604
1605         ret = lapic_can_unplug_cpu();
1606         if (ret)
1607                 return ret;
1608
1609         cpu_disable_common();
1610
1611         /*
1612          * Disable the local APIC. Otherwise IPI broadcasts will reach
1613          * it. It still responds normally to INIT, NMI, SMI, and SIPI
1614          * messages.
1615          *
1616          * Disabling the APIC must happen after cpu_disable_common()
1617          * which invokes fixup_irqs().
1618          *
1619          * Disabling the APIC preserves already set bits in IRR, but
1620          * an interrupt arriving after disabling the local APIC does not
1621          * set the corresponding IRR bit.
1622          *
1623          * fixup_irqs() scans IRR for set bits so it can raise a not
1624          * yet handled interrupt on the new destination CPU via an IPI
1625          * but obviously it can't do so for IRR bits which are not set.
1626          * IOW, interrupts arriving after disabling the local APIC will
1627          * be lost.
1628          */
1629         apic_soft_disable();
1630
1631         return 0;
1632 }
1633
1634 int common_cpu_die(unsigned int cpu)
1635 {
1636         int ret = 0;
1637
1638         /* We don't do anything here: idle task is faking death itself. */
1639
1640         /* They ack this in play_dead() by setting CPU_DEAD */
1641         if (cpu_wait_death(cpu, 5)) {
1642                 if (system_state == SYSTEM_RUNNING)
1643                         pr_info("CPU %u is now offline\n", cpu);
1644         } else {
1645                 pr_err("CPU %u didn't die...\n", cpu);
1646                 ret = -1;
1647         }
1648
1649         return ret;
1650 }
1651
1652 void native_cpu_die(unsigned int cpu)
1653 {
1654         common_cpu_die(cpu);
1655 }
1656
1657 void play_dead_common(void)
1658 {
1659         idle_task_exit();
1660
1661         /* Ack it */
1662         (void)cpu_report_death();
1663
1664         /*
1665          * With physical CPU hotplug, we should halt the cpu
1666          */
1667         local_irq_disable();
1668 }
1669
1670 /**
1671  * cond_wakeup_cpu0 - Wake up CPU0 if needed.
1672  *
1673  * If NMI wants to wake up CPU0, start CPU0.
1674  */
1675 void cond_wakeup_cpu0(void)
1676 {
1677         if (smp_processor_id() == 0 && enable_start_cpu0)
1678                 start_cpu0();
1679 }
1680 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_wakeup_cpu0);
1681
1682 /*
1683  * We need to flush the caches before going to sleep, lest we have
1684  * dirty data in our caches when we come back up.
1685  */
1686 static inline void mwait_play_dead(void)
1687 {
1688         unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
1689         unsigned int highest_cstate = 0;
1690         unsigned int highest_subcstate = 0;
1691         void *mwait_ptr;
1692         int i;
1693
1694         if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD ||
1695             boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_HYGON)
1696                 return;
1697         if (!this_cpu_has(X86_FEATURE_MWAIT))
1698                 return;
1699         if (!this_cpu_has(X86_FEATURE_CLFLUSH))
1700                 return;
1701         if (__this_cpu_read(cpu_info.cpuid_level) < CPUID_MWAIT_LEAF)
1702                 return;
1703
1704         eax = CPUID_MWAIT_LEAF;
1705         ecx = 0;
1706         native_cpuid(&eax, &ebx, &ecx, &edx);
1707
1708         /*
1709          * eax will be 0 if EDX enumeration is not valid.
1710          * Initialized below to cstate, sub_cstate value when EDX is valid.
1711          */
1712         if (!(ecx & CPUID5_ECX_EXTENSIONS_SUPPORTED)) {
1713                 eax = 0;
1714         } else {
1715                 edx >>= MWAIT_SUBSTATE_SIZE;
1716                 for (i = 0; i < 7 && edx; i++, edx >>= MWAIT_SUBSTATE_SIZE) {
1717                         if (edx & MWAIT_SUBSTATE_MASK) {
1718                                 highest_cstate = i;
1719                                 highest_subcstate = edx & MWAIT_SUBSTATE_MASK;
1720                         }
1721                 }
1722                 eax = (highest_cstate << MWAIT_SUBSTATE_SIZE) |
1723                         (highest_subcstate - 1);
1724         }
1725
1726         /*
1727          * This should be a memory location in a cache line which is
1728          * unlikely to be touched by other processors.  The actual
1729          * content is immaterial as it is not actually modified in any way.
1730          */
1731         mwait_ptr = &current_thread_info()->flags;
1732
1733         wbinvd();
1734
1735         while (1) {
1736                 /*
1737                  * The CLFLUSH is a workaround for erratum AAI65 for
1738                  * the Xeon 7400 series.  It's not clear it is actually
1739                  * needed, but it should be harmless in either case.
1740                  * The WBINVD is insufficient due to the spurious-wakeup
1741                  * case where we return around the loop.
1742                  */
1743                 mb();
1744                 clflush(mwait_ptr);
1745                 mb();
1746                 __monitor(mwait_ptr, 0, 0);
1747                 mb();
1748                 __mwait(eax, 0);
1749
1750                 cond_wakeup_cpu0();
1751         }
1752 }
1753
1754 void hlt_play_dead(void)
1755 {
1756         if (__this_cpu_read(cpu_info.x86) >= 4)
1757                 wbinvd();
1758
1759         while (1) {
1760                 native_halt();
1761
1762                 cond_wakeup_cpu0();
1763         }
1764 }
1765
1766 void native_play_dead(void)
1767 {
1768         play_dead_common();
1769         tboot_shutdown(TB_SHUTDOWN_WFS);
1770
1771         mwait_play_dead();      /* Only returns on failure */
1772         if (cpuidle_play_dead())
1773                 hlt_play_dead();
1774 }
1775
1776 #else /* ... !CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1777 int native_cpu_disable(void)
1778 {
1779         return -ENOSYS;
1780 }
1781
1782 void native_cpu_die(unsigned int cpu)
1783 {
1784         /* We said "no" in __cpu_disable */
1785         BUG();
1786 }
1787
1788 void native_play_dead(void)
1789 {
1790         BUG();
1791 }
1792
1793 #endif
1794
1795 #ifdef CONFIG_X86_64
1796 /*
1797  * APERF/MPERF frequency ratio computation.
1798  *
1799  * The scheduler wants to do frequency invariant accounting and needs a <1
1800  * ratio to account for the 'current' frequency, corresponding to
1801  * freq_curr / freq_max.
1802  *
1803  * Since the frequency freq_curr on x86 is controlled by micro-controller and
1804  * our P-state setting is little more than a request/hint, we need to observe
1805  * the effective frequency 'BusyMHz', i.e. the average frequency over a time
1806  * interval after discarding idle time. This is given by:
1807  *
1808  *   BusyMHz = delta_APERF / delta_MPERF * freq_base
1809  *
1810  * where freq_base is the max non-turbo P-state.
1811  *
1812  * The freq_max term has to be set to a somewhat arbitrary value, because we
1813  * can't know which turbo states will be available at a given point in time:
1814  * it all depends on the thermal headroom of the entire package. We set it to
1815  * the turbo level with 4 cores active.
1816  *
1817  * Benchmarks show that's a good compromise between the 1C turbo ratio
1818  * (freq_curr/freq_max would rarely reach 1) and something close to freq_base,
1819  * which would ignore the entire turbo range (a conspicuous part, making
1820  * freq_curr/freq_max always maxed out).
1821  *
1822  * An exception to the heuristic above is the Atom uarch, where we choose the
1823  * highest turbo level for freq_max since Atom's are generally oriented towards
1824  * power efficiency.
1825  *
1826  * Setting freq_max to anything less than the 1C turbo ratio makes the ratio
1827  * freq_curr / freq_max to eventually grow >1, in which case we clip it to 1.
1828  */
1829
1830 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(arch_scale_freq_key);
1831
1832 static DEFINE_PER_CPU(u64, arch_prev_aperf);
1833 static DEFINE_PER_CPU(u64, arch_prev_mperf);
1834 static u64 arch_turbo_freq_ratio = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1835 static u64 arch_max_freq_ratio = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1836
1837 void arch_set_max_freq_ratio(bool turbo_disabled)
1838 {
1839         arch_max_freq_ratio = turbo_disabled ? SCHED_CAPACITY_SCALE :
1840                                         arch_turbo_freq_ratio;
1841 }
1842 EXPORT_SYMBOL_GPL(arch_set_max_freq_ratio);
1843
1844 static bool turbo_disabled(void)
1845 {
1846         u64 misc_en;
1847         int err;
1848
1849         err = rdmsrl_safe(MSR_IA32_MISC_ENABLE, &misc_en);
1850         if (err)
1851                 return false;
1852
1853         return (misc_en & MSR_IA32_MISC_ENABLE_TURBO_DISABLE);
1854 }
1855
1856 static bool slv_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq)
1857 {
1858         int err;
1859
1860         err = rdmsrl_safe(MSR_ATOM_CORE_RATIOS, base_freq);
1861         if (err)
1862                 return false;
1863
1864         err = rdmsrl_safe(MSR_ATOM_CORE_TURBO_RATIOS, turbo_freq);
1865         if (err)
1866                 return false;
1867
1868         *base_freq = (*base_freq >> 16) & 0x3F;     /* max P state */
1869         *turbo_freq = *turbo_freq & 0x3F;           /* 1C turbo    */
1870
1871         return true;
1872 }
1873
1874 #define X86_MATCH(model)                                        \
1875         X86_MATCH_VENDOR_FAM_MODEL_FEATURE(INTEL, 6,            \
1876                 INTEL_FAM6_##model, X86_FEATURE_APERFMPERF, NULL)
1877
1878 static const struct x86_cpu_id has_knl_turbo_ratio_limits[] = {
1879         X86_MATCH(XEON_PHI_KNL),
1880         X86_MATCH(XEON_PHI_KNM),
1881         {}
1882 };
1883
1884 static const struct x86_cpu_id has_skx_turbo_ratio_limits[] = {
1885         X86_MATCH(SKYLAKE_X),
1886         {}
1887 };
1888
1889 static const struct x86_cpu_id has_glm_turbo_ratio_limits[] = {
1890         X86_MATCH(ATOM_GOLDMONT),
1891         X86_MATCH(ATOM_GOLDMONT_D),
1892         X86_MATCH(ATOM_GOLDMONT_PLUS),
1893         {}
1894 };
1895
1896 static bool knl_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq,
1897                                 int num_delta_fratio)
1898 {
1899         int fratio, delta_fratio, found;
1900         int err, i;
1901         u64 msr;
1902
1903         err = rdmsrl_safe(MSR_PLATFORM_INFO, base_freq);
1904         if (err)
1905                 return false;
1906
1907         *base_freq = (*base_freq >> 8) & 0xFF;      /* max P state */
1908
1909         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, &msr);
1910         if (err)
1911                 return false;
1912
1913         fratio = (msr >> 8) & 0xFF;
1914         i = 16;
1915         found = 0;
1916         do {
1917                 if (found >= num_delta_fratio) {
1918                         *turbo_freq = fratio;
1919                         return true;
1920                 }
1921
1922                 delta_fratio = (msr >> (i + 5)) & 0x7;
1923
1924                 if (delta_fratio) {
1925                         found += 1;
1926                         fratio -= delta_fratio;
1927                 }
1928
1929                 i += 8;
1930         } while (i < 64);
1931
1932         return true;
1933 }
1934
1935 static bool skx_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq, int size)
1936 {
1937         u64 ratios, counts;
1938         u32 group_size;
1939         int err, i;
1940
1941         err = rdmsrl_safe(MSR_PLATFORM_INFO, base_freq);
1942         if (err)
1943                 return false;
1944
1945         *base_freq = (*base_freq >> 8) & 0xFF;      /* max P state */
1946
1947         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, &ratios);
1948         if (err)
1949                 return false;
1950
1951         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT1, &counts);
1952         if (err)
1953                 return false;
1954
1955         for (i = 0; i < 64; i += 8) {
1956                 group_size = (counts >> i) & 0xFF;
1957                 if (group_size >= size) {
1958                         *turbo_freq = (ratios >> i) & 0xFF;
1959                         return true;
1960                 }
1961         }
1962
1963         return false;
1964 }
1965
1966 static bool core_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq)
1967 {
1968         u64 msr;
1969         int err;
1970
1971         err = rdmsrl_safe(MSR_PLATFORM_INFO, base_freq);
1972         if (err)
1973                 return false;
1974
1975         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, &msr);
1976         if (err)
1977                 return false;
1978
1979         *base_freq = (*base_freq >> 8) & 0xFF;    /* max P state */
1980         *turbo_freq = (msr >> 24) & 0xFF;         /* 4C turbo    */
1981
1982         /* The CPU may have less than 4 cores */
1983         if (!*turbo_freq)
1984                 *turbo_freq = msr & 0xFF;         /* 1C turbo    */
1985
1986         return true;
1987 }
1988
1989 static bool intel_set_max_freq_ratio(void)
1990 {
1991         u64 base_freq, turbo_freq;
1992         u64 turbo_ratio;
1993
1994         if (slv_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq))
1995                 goto out;
1996
1997         if (x86_match_cpu(has_glm_turbo_ratio_limits) &&
1998             skx_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq, 1))
1999                 goto out;
2000
2001         if (x86_match_cpu(has_knl_turbo_ratio_limits) &&
2002             knl_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq, 1))
2003                 goto out;
2004
2005         if (x86_match_cpu(has_skx_turbo_ratio_limits) &&
2006             skx_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq, 4))
2007                 goto out;
2008
2009         if (core_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq))
2010                 goto out;
2011
2012         return false;
2013
2014 out:
2015         /*
2016          * Some hypervisors advertise X86_FEATURE_APERFMPERF
2017          * but then fill all MSR's with zeroes.
2018          * Some CPUs have turbo boost but don't declare any turbo ratio
2019          * in MSR_TURBO_RATIO_LIMIT.
2020          */
2021         if (!base_freq || !turbo_freq) {
2022                 pr_debug("Couldn't determine cpu base or turbo frequency, necessary for scale-invariant accounting.\n");
2023                 return false;
2024         }
2025
2026         turbo_ratio = div_u64(turbo_freq * SCHED_CAPACITY_SCALE, base_freq);
2027         if (!turbo_ratio) {
2028                 pr_debug("Non-zero turbo and base frequencies led to a 0 ratio.\n");
2029                 return false;
2030         }
2031
2032         arch_turbo_freq_ratio = turbo_ratio;
2033         arch_set_max_freq_ratio(turbo_disabled());
2034
2035         return true;
2036 }
2037
2038 #ifdef CONFIG_ACPI_CPPC_LIB
2039 static bool amd_set_max_freq_ratio(void)
2040 {
2041         struct cppc_perf_caps perf_caps;
2042         u64 highest_perf, nominal_perf;
2043         u64 perf_ratio;
2044         int rc;
2045
2046         rc = cppc_get_perf_caps(0, &perf_caps);
2047         if (rc) {
2048                 pr_debug("Could not retrieve perf counters (%d)\n", rc);
2049                 return false;
2050         }
2051
2052         highest_perf = amd_get_highest_perf();
2053         nominal_perf = perf_caps.nominal_perf;
2054
2055         if (!highest_perf || !nominal_perf) {
2056                 pr_debug("Could not retrieve highest or nominal performance\n");
2057                 return false;
2058         }
2059
2060         perf_ratio = div_u64(highest_perf * SCHED_CAPACITY_SCALE, nominal_perf);
2061         /* midpoint between max_boost and max_P */
2062         perf_ratio = (perf_ratio + SCHED_CAPACITY_SCALE) >> 1;
2063         if (!perf_ratio) {
2064                 pr_debug("Non-zero highest/nominal perf values led to a 0 ratio\n");
2065                 return false;
2066         }
2067
2068         arch_turbo_freq_ratio = perf_ratio;
2069         arch_set_max_freq_ratio(false);
2070
2071         return true;
2072 }
2073 #else
2074 static bool amd_set_max_freq_ratio(void)
2075 {
2076         return false;
2077 }
2078 #endif
2079
2080 static void init_counter_refs(void)
2081 {
2082         u64 aperf, mperf;
2083
2084         rdmsrl(MSR_IA32_APERF, aperf);
2085         rdmsrl(MSR_IA32_MPERF, mperf);
2086
2087         this_cpu_write(arch_prev_aperf, aperf);
2088         this_cpu_write(arch_prev_mperf, mperf);
2089 }
2090
2091 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
2092 static struct syscore_ops freq_invariance_syscore_ops = {
2093         .resume = init_counter_refs,
2094 };
2095
2096 static void register_freq_invariance_syscore_ops(void)
2097 {
2098         /* Bail out if registered already. */
2099         if (freq_invariance_syscore_ops.node.prev)
2100                 return;
2101
2102         register_syscore_ops(&freq_invariance_syscore_ops);
2103 }
2104 #else
2105 static inline void register_freq_invariance_syscore_ops(void) {}
2106 #endif
2107
2108 static void init_freq_invariance(bool secondary, bool cppc_ready)
2109 {
2110         bool ret = false;
2111
2112         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_APERFMPERF))
2113                 return;
2114
2115         if (secondary) {
2116                 if (static_branch_likely(&arch_scale_freq_key)) {
2117                         init_counter_refs();
2118                 }
2119                 return;
2120         }
2121
2122         if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL)
2123                 ret = intel_set_max_freq_ratio();
2124         else if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD) {
2125                 if (!cppc_ready) {
2126                         return;
2127                 }
2128                 ret = amd_set_max_freq_ratio();
2129         }
2130
2131         if (ret) {
2132                 init_counter_refs();
2133                 static_branch_enable(&arch_scale_freq_key);
2134                 register_freq_invariance_syscore_ops();
2135                 pr_info("Estimated ratio of average max frequency by base frequency (times 1024): %llu\n", arch_max_freq_ratio);
2136         } else {
2137                 pr_debug("Couldn't determine max cpu frequency, necessary for scale-invariant accounting.\n");
2138         }
2139 }
2140
2141 #ifdef CONFIG_ACPI_CPPC_LIB
2142 static DEFINE_MUTEX(freq_invariance_lock);
2143
2144 void init_freq_invariance_cppc(void)
2145 {
2146         static bool secondary;
2147
2148         mutex_lock(&freq_invariance_lock);
2149
2150         init_freq_invariance(secondary, true);
2151         secondary = true;
2152
2153         mutex_unlock(&freq_invariance_lock);
2154 }
2155 #endif
2156
2157 static void disable_freq_invariance_workfn(struct work_struct *work)
2158 {
2159         static_branch_disable(&arch_scale_freq_key);
2160 }
2161
2162 static DECLARE_WORK(disable_freq_invariance_work,
2163                     disable_freq_invariance_workfn);
2164
2165 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, arch_freq_scale) = SCHED_CAPACITY_SCALE;
2166
2167 void arch_scale_freq_tick(void)
2168 {
2169         u64 freq_scale = SCHED_CAPACITY_SCALE;
2170         u64 aperf, mperf;
2171         u64 acnt, mcnt;
2172
2173         if (!arch_scale_freq_invariant())
2174                 return;
2175
2176         rdmsrl(MSR_IA32_APERF, aperf);
2177         rdmsrl(MSR_IA32_MPERF, mperf);
2178
2179         acnt = aperf - this_cpu_read(arch_prev_aperf);
2180         mcnt = mperf - this_cpu_read(arch_prev_mperf);
2181
2182         this_cpu_write(arch_prev_aperf, aperf);
2183         this_cpu_write(arch_prev_mperf, mperf);
2184
2185         if (check_shl_overflow(acnt, 2*SCHED_CAPACITY_SHIFT, &acnt))
2186                 goto error;
2187
2188         if (check_mul_overflow(mcnt, arch_max_freq_ratio, &mcnt) || !mcnt)
2189                 goto error;
2190
2191         freq_scale = div64_u64(acnt, mcnt);
2192         if (!freq_scale)
2193                 goto error;
2194
2195         if (freq_scale > SCHED_CAPACITY_SCALE)
2196                 freq_scale = SCHED_CAPACITY_SCALE;
2197
2198         this_cpu_write(arch_freq_scale, freq_scale);
2199         return;
2200
2201 error:
2202         pr_warn("Scheduler frequency invariance went wobbly, disabling!\n");
2203         schedule_work(&disable_freq_invariance_work);
2204 }
2205 #else
2206 static inline void init_freq_invariance(bool secondary, bool cppc_ready)
2207 {
2208 }
2209 #endif /* CONFIG_X86_64 */