Merge branches 'pm-cpuidle', 'pm-sleep' and 'pm-powercap'
[linux-block.git] / arch / x86 / kernel / cpu / amd.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 #include <linux/export.h>
3 #include <linux/bitops.h>
4 #include <linux/elf.h>
5 #include <linux/mm.h>
6
7 #include <linux/io.h>
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/sched/clock.h>
10 #include <linux/random.h>
11 #include <linux/topology.h>
12 #include <asm/processor.h>
13 #include <asm/apic.h>
14 #include <asm/cacheinfo.h>
15 #include <asm/cpu.h>
16 #include <asm/spec-ctrl.h>
17 #include <asm/smp.h>
18 #include <asm/numa.h>
19 #include <asm/pci-direct.h>
20 #include <asm/delay.h>
21 #include <asm/debugreg.h>
22 #include <asm/resctrl.h>
23 #include <asm/sev.h>
24
25 #ifdef CONFIG_X86_64
26 # include <asm/mmconfig.h>
27 #endif
28
29 #include "cpu.h"
30
31 static inline int rdmsrl_amd_safe(unsigned msr, unsigned long long *p)
32 {
33         u32 gprs[8] = { 0 };
34         int err;
35
36         WARN_ONCE((boot_cpu_data.x86 != 0xf),
37                   "%s should only be used on K8!\n", __func__);
38
39         gprs[1] = msr;
40         gprs[7] = 0x9c5a203a;
41
42         err = rdmsr_safe_regs(gprs);
43
44         *p = gprs[0] | ((u64)gprs[2] << 32);
45
46         return err;
47 }
48
49 static inline int wrmsrl_amd_safe(unsigned msr, unsigned long long val)
50 {
51         u32 gprs[8] = { 0 };
52
53         WARN_ONCE((boot_cpu_data.x86 != 0xf),
54                   "%s should only be used on K8!\n", __func__);
55
56         gprs[0] = (u32)val;
57         gprs[1] = msr;
58         gprs[2] = val >> 32;
59         gprs[7] = 0x9c5a203a;
60
61         return wrmsr_safe_regs(gprs);
62 }
63
64 /*
65  *      B step AMD K6 before B 9730xxxx have hardware bugs that can cause
66  *      misexecution of code under Linux. Owners of such processors should
67  *      contact AMD for precise details and a CPU swap.
68  *
69  *      See     http://www.multimania.com/poulot/k6bug.html
70  *      and     section 2.6.2 of "AMD-K6 Processor Revision Guide - Model 6"
71  *              (Publication # 21266  Issue Date: August 1998)
72  *
73  *      The following test is erm.. interesting. AMD neglected to up
74  *      the chip setting when fixing the bug but they also tweaked some
75  *      performance at the same time..
76  */
77
78 #ifdef CONFIG_X86_32
79 extern __visible void vide(void);
80 __asm__(".text\n"
81         ".globl vide\n"
82         ".type vide, @function\n"
83         ".align 4\n"
84         "vide: ret\n");
85 #endif
86
87 static void init_amd_k5(struct cpuinfo_x86 *c)
88 {
89 #ifdef CONFIG_X86_32
90 /*
91  * General Systems BIOSen alias the cpu frequency registers
92  * of the Elan at 0x000df000. Unfortunately, one of the Linux
93  * drivers subsequently pokes it, and changes the CPU speed.
94  * Workaround : Remove the unneeded alias.
95  */
96 #define CBAR            (0xfffc) /* Configuration Base Address  (32-bit) */
97 #define CBAR_ENB        (0x80000000)
98 #define CBAR_KEY        (0X000000CB)
99         if (c->x86_model == 9 || c->x86_model == 10) {
100                 if (inl(CBAR) & CBAR_ENB)
101                         outl(0 | CBAR_KEY, CBAR);
102         }
103 #endif
104 }
105
106 static void init_amd_k6(struct cpuinfo_x86 *c)
107 {
108 #ifdef CONFIG_X86_32
109         u32 l, h;
110         int mbytes = get_num_physpages() >> (20-PAGE_SHIFT);
111
112         if (c->x86_model < 6) {
113                 /* Based on AMD doc 20734R - June 2000 */
114                 if (c->x86_model == 0) {
115                         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_APIC);
116                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PGE);
117                 }
118                 return;
119         }
120
121         if (c->x86_model == 6 && c->x86_stepping == 1) {
122                 const int K6_BUG_LOOP = 1000000;
123                 int n;
124                 void (*f_vide)(void);
125                 u64 d, d2;
126
127                 pr_info("AMD K6 stepping B detected - ");
128
129                 /*
130                  * It looks like AMD fixed the 2.6.2 bug and improved indirect
131                  * calls at the same time.
132                  */
133
134                 n = K6_BUG_LOOP;
135                 f_vide = vide;
136                 OPTIMIZER_HIDE_VAR(f_vide);
137                 d = rdtsc();
138                 while (n--)
139                         f_vide();
140                 d2 = rdtsc();
141                 d = d2-d;
142
143                 if (d > 20*K6_BUG_LOOP)
144                         pr_cont("system stability may be impaired when more than 32 MB are used.\n");
145                 else
146                         pr_cont("probably OK (after B9730xxxx).\n");
147         }
148
149         /* K6 with old style WHCR */
150         if (c->x86_model < 8 ||
151            (c->x86_model == 8 && c->x86_stepping < 8)) {
152                 /* We can only write allocate on the low 508Mb */
153                 if (mbytes > 508)
154                         mbytes = 508;
155
156                 rdmsr(MSR_K6_WHCR, l, h);
157                 if ((l&0x0000FFFF) == 0) {
158                         unsigned long flags;
159                         l = (1<<0)|((mbytes/4)<<1);
160                         local_irq_save(flags);
161                         wbinvd();
162                         wrmsr(MSR_K6_WHCR, l, h);
163                         local_irq_restore(flags);
164                         pr_info("Enabling old style K6 write allocation for %d Mb\n",
165                                 mbytes);
166                 }
167                 return;
168         }
169
170         if ((c->x86_model == 8 && c->x86_stepping > 7) ||
171              c->x86_model == 9 || c->x86_model == 13) {
172                 /* The more serious chips .. */
173
174                 if (mbytes > 4092)
175                         mbytes = 4092;
176
177                 rdmsr(MSR_K6_WHCR, l, h);
178                 if ((l&0xFFFF0000) == 0) {
179                         unsigned long flags;
180                         l = ((mbytes>>2)<<22)|(1<<16);
181                         local_irq_save(flags);
182                         wbinvd();
183                         wrmsr(MSR_K6_WHCR, l, h);
184                         local_irq_restore(flags);
185                         pr_info("Enabling new style K6 write allocation for %d Mb\n",
186                                 mbytes);
187                 }
188
189                 return;
190         }
191
192         if (c->x86_model == 10) {
193                 /* AMD Geode LX is model 10 */
194                 /* placeholder for any needed mods */
195                 return;
196         }
197 #endif
198 }
199
200 static void init_amd_k7(struct cpuinfo_x86 *c)
201 {
202 #ifdef CONFIG_X86_32
203         u32 l, h;
204
205         /*
206          * Bit 15 of Athlon specific MSR 15, needs to be 0
207          * to enable SSE on Palomino/Morgan/Barton CPU's.
208          * If the BIOS didn't enable it already, enable it here.
209          */
210         if (c->x86_model >= 6 && c->x86_model <= 10) {
211                 if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_XMM)) {
212                         pr_info("Enabling disabled K7/SSE Support.\n");
213                         msr_clear_bit(MSR_K7_HWCR, 15);
214                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_XMM);
215                 }
216         }
217
218         /*
219          * It's been determined by AMD that Athlons since model 8 stepping 1
220          * are more robust with CLK_CTL set to 200xxxxx instead of 600xxxxx
221          * As per AMD technical note 27212 0.2
222          */
223         if ((c->x86_model == 8 && c->x86_stepping >= 1) || (c->x86_model > 8)) {
224                 rdmsr(MSR_K7_CLK_CTL, l, h);
225                 if ((l & 0xfff00000) != 0x20000000) {
226                         pr_info("CPU: CLK_CTL MSR was %x. Reprogramming to %x\n",
227                                 l, ((l & 0x000fffff)|0x20000000));
228                         wrmsr(MSR_K7_CLK_CTL, (l & 0x000fffff)|0x20000000, h);
229                 }
230         }
231
232         /* calling is from identify_secondary_cpu() ? */
233         if (!c->cpu_index)
234                 return;
235
236         /*
237          * Certain Athlons might work (for various values of 'work') in SMP
238          * but they are not certified as MP capable.
239          */
240         /* Athlon 660/661 is valid. */
241         if ((c->x86_model == 6) && ((c->x86_stepping == 0) ||
242             (c->x86_stepping == 1)))
243                 return;
244
245         /* Duron 670 is valid */
246         if ((c->x86_model == 7) && (c->x86_stepping == 0))
247                 return;
248
249         /*
250          * Athlon 662, Duron 671, and Athlon >model 7 have capability
251          * bit. It's worth noting that the A5 stepping (662) of some
252          * Athlon XP's have the MP bit set.
253          * See http://www.heise.de/newsticker/data/jow-18.10.01-000 for
254          * more.
255          */
256         if (((c->x86_model == 6) && (c->x86_stepping >= 2)) ||
257             ((c->x86_model == 7) && (c->x86_stepping >= 1)) ||
258              (c->x86_model > 7))
259                 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MP))
260                         return;
261
262         /* If we get here, not a certified SMP capable AMD system. */
263
264         /*
265          * Don't taint if we are running SMP kernel on a single non-MP
266          * approved Athlon
267          */
268         WARN_ONCE(1, "WARNING: This combination of AMD"
269                 " processors is not suitable for SMP.\n");
270         add_taint(TAINT_CPU_OUT_OF_SPEC, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
271 #endif
272 }
273
274 #ifdef CONFIG_NUMA
275 /*
276  * To workaround broken NUMA config.  Read the comment in
277  * srat_detect_node().
278  */
279 static int nearby_node(int apicid)
280 {
281         int i, node;
282
283         for (i = apicid - 1; i >= 0; i--) {
284                 node = __apicid_to_node[i];
285                 if (node != NUMA_NO_NODE && node_online(node))
286                         return node;
287         }
288         for (i = apicid + 1; i < MAX_LOCAL_APIC; i++) {
289                 node = __apicid_to_node[i];
290                 if (node != NUMA_NO_NODE && node_online(node))
291                         return node;
292         }
293         return first_node(node_online_map); /* Shouldn't happen */
294 }
295 #endif
296
297 static void srat_detect_node(struct cpuinfo_x86 *c)
298 {
299 #ifdef CONFIG_NUMA
300         int cpu = smp_processor_id();
301         int node;
302         unsigned apicid = c->topo.apicid;
303
304         node = numa_cpu_node(cpu);
305         if (node == NUMA_NO_NODE)
306                 node = per_cpu_llc_id(cpu);
307
308         /*
309          * On multi-fabric platform (e.g. Numascale NumaChip) a
310          * platform-specific handler needs to be called to fixup some
311          * IDs of the CPU.
312          */
313         if (x86_cpuinit.fixup_cpu_id)
314                 x86_cpuinit.fixup_cpu_id(c, node);
315
316         if (!node_online(node)) {
317                 /*
318                  * Two possibilities here:
319                  *
320                  * - The CPU is missing memory and no node was created.  In
321                  *   that case try picking one from a nearby CPU.
322                  *
323                  * - The APIC IDs differ from the HyperTransport node IDs
324                  *   which the K8 northbridge parsing fills in.  Assume
325                  *   they are all increased by a constant offset, but in
326                  *   the same order as the HT nodeids.  If that doesn't
327                  *   result in a usable node fall back to the path for the
328                  *   previous case.
329                  *
330                  * This workaround operates directly on the mapping between
331                  * APIC ID and NUMA node, assuming certain relationship
332                  * between APIC ID, HT node ID and NUMA topology.  As going
333                  * through CPU mapping may alter the outcome, directly
334                  * access __apicid_to_node[].
335                  */
336                 int ht_nodeid = c->topo.initial_apicid;
337
338                 if (__apicid_to_node[ht_nodeid] != NUMA_NO_NODE)
339                         node = __apicid_to_node[ht_nodeid];
340                 /* Pick a nearby node */
341                 if (!node_online(node))
342                         node = nearby_node(apicid);
343         }
344         numa_set_node(cpu, node);
345 #endif
346 }
347
348 static void bsp_determine_snp(struct cpuinfo_x86 *c)
349 {
350 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_CC_PLATFORM
351         cc_vendor = CC_VENDOR_AMD;
352
353         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SEV_SNP)) {
354                 /*
355                  * RMP table entry format is not architectural and is defined by the
356                  * per-processor PPR. Restrict SNP support on the known CPU models
357                  * for which the RMP table entry format is currently defined for.
358                  */
359                 if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR) &&
360                     c->x86 >= 0x19 && snp_probe_rmptable_info()) {
361                         cc_platform_set(CC_ATTR_HOST_SEV_SNP);
362                 } else {
363                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEV_SNP);
364                         cc_platform_clear(CC_ATTR_HOST_SEV_SNP);
365                 }
366         }
367 #endif
368 }
369
370 static void bsp_init_amd(struct cpuinfo_x86 *c)
371 {
372         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CONSTANT_TSC)) {
373
374                 if (c->x86 > 0x10 ||
375                     (c->x86 == 0x10 && c->x86_model >= 0x2)) {
376                         u64 val;
377
378                         rdmsrl(MSR_K7_HWCR, val);
379                         if (!(val & BIT(24)))
380                                 pr_warn(FW_BUG "TSC doesn't count with P0 frequency!\n");
381                 }
382         }
383
384         if (c->x86 == 0x15) {
385                 unsigned long upperbit;
386                 u32 cpuid, assoc;
387
388                 cpuid    = cpuid_edx(0x80000005);
389                 assoc    = cpuid >> 16 & 0xff;
390                 upperbit = ((cpuid >> 24) << 10) / assoc;
391
392                 va_align.mask     = (upperbit - 1) & PAGE_MASK;
393                 va_align.flags    = ALIGN_VA_32 | ALIGN_VA_64;
394
395                 /* A random value per boot for bit slice [12:upper_bit) */
396                 va_align.bits = get_random_u32() & va_align.mask;
397         }
398
399         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAITX))
400                 use_mwaitx_delay();
401
402         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_AMD_SSBD) &&
403             !boot_cpu_has(X86_FEATURE_VIRT_SSBD) &&
404             c->x86 >= 0x15 && c->x86 <= 0x17) {
405                 unsigned int bit;
406
407                 switch (c->x86) {
408                 case 0x15: bit = 54; break;
409                 case 0x16: bit = 33; break;
410                 case 0x17: bit = 10; break;
411                 default: return;
412                 }
413                 /*
414                  * Try to cache the base value so further operations can
415                  * avoid RMW. If that faults, do not enable SSBD.
416                  */
417                 if (!rdmsrl_safe(MSR_AMD64_LS_CFG, &x86_amd_ls_cfg_base)) {
418                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_LS_CFG_SSBD);
419                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_SSBD);
420                         x86_amd_ls_cfg_ssbd_mask = 1ULL << bit;
421                 }
422         }
423
424         resctrl_cpu_detect(c);
425
426         /* Figure out Zen generations: */
427         switch (c->x86) {
428         case 0x17:
429                 switch (c->x86_model) {
430                 case 0x00 ... 0x2f:
431                 case 0x50 ... 0x5f:
432                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ZEN1);
433                         break;
434                 case 0x30 ... 0x4f:
435                 case 0x60 ... 0x7f:
436                 case 0x90 ... 0x91:
437                 case 0xa0 ... 0xaf:
438                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ZEN2);
439                         break;
440                 default:
441                         goto warn;
442                 }
443                 break;
444
445         case 0x19:
446                 switch (c->x86_model) {
447                 case 0x00 ... 0x0f:
448                 case 0x20 ... 0x5f:
449                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ZEN3);
450                         break;
451                 case 0x10 ... 0x1f:
452                 case 0x60 ... 0xaf:
453                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ZEN4);
454                         break;
455                 default:
456                         goto warn;
457                 }
458                 break;
459
460         case 0x1a:
461                 switch (c->x86_model) {
462                 case 0x00 ... 0x2f:
463                 case 0x40 ... 0x4f:
464                 case 0x70 ... 0x7f:
465                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ZEN5);
466                         break;
467                 default:
468                         goto warn;
469                 }
470                 break;
471
472         default:
473                 break;
474         }
475
476         bsp_determine_snp(c);
477         return;
478
479 warn:
480         WARN_ONCE(1, "Family 0x%x, model: 0x%x??\n", c->x86, c->x86_model);
481 }
482
483 static void early_detect_mem_encrypt(struct cpuinfo_x86 *c)
484 {
485         u64 msr;
486
487         /*
488          * BIOS support is required for SME and SEV.
489          *   For SME: If BIOS has enabled SME then adjust x86_phys_bits by
490          *            the SME physical address space reduction value.
491          *            If BIOS has not enabled SME then don't advertise the
492          *            SME feature (set in scattered.c).
493          *            If the kernel has not enabled SME via any means then
494          *            don't advertise the SME feature.
495          *   For SEV: If BIOS has not enabled SEV then don't advertise SEV and
496          *            any additional functionality based on it.
497          *
498          *   In all cases, since support for SME and SEV requires long mode,
499          *   don't advertise the feature under CONFIG_X86_32.
500          */
501         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SME) || cpu_has(c, X86_FEATURE_SEV)) {
502                 /* Check if memory encryption is enabled */
503                 rdmsrl(MSR_AMD64_SYSCFG, msr);
504                 if (!(msr & MSR_AMD64_SYSCFG_MEM_ENCRYPT))
505                         goto clear_all;
506
507                 /*
508                  * Always adjust physical address bits. Even though this
509                  * will be a value above 32-bits this is still done for
510                  * CONFIG_X86_32 so that accurate values are reported.
511                  */
512                 c->x86_phys_bits -= (cpuid_ebx(0x8000001f) >> 6) & 0x3f;
513
514                 if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_32))
515                         goto clear_all;
516
517                 if (!sme_me_mask)
518                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SME);
519
520                 rdmsrl(MSR_K7_HWCR, msr);
521                 if (!(msr & MSR_K7_HWCR_SMMLOCK))
522                         goto clear_sev;
523
524                 return;
525
526 clear_all:
527                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SME);
528 clear_sev:
529                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEV);
530                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEV_ES);
531                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEV_SNP);
532         }
533 }
534
535 static void early_init_amd(struct cpuinfo_x86 *c)
536 {
537         u32 dummy;
538
539         if (c->x86 >= 0xf)
540                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_K8);
541
542         rdmsr_safe(MSR_AMD64_PATCH_LEVEL, &c->microcode, &dummy);
543
544         /*
545          * c->x86_power is 8000_0007 edx. Bit 8 is TSC runs at constant rate
546          * with P/T states and does not stop in deep C-states
547          */
548         if (c->x86_power & (1 << 8)) {
549                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_CONSTANT_TSC);
550                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NONSTOP_TSC);
551         }
552
553         /* Bit 12 of 8000_0007 edx is accumulated power mechanism. */
554         if (c->x86_power & BIT(12))
555                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_ACC_POWER);
556
557         /* Bit 14 indicates the Runtime Average Power Limit interface. */
558         if (c->x86_power & BIT(14))
559                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_RAPL);
560
561 #ifdef CONFIG_X86_64
562         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_SYSCALL32);
563 #else
564         /*  Set MTRR capability flag if appropriate */
565         if (c->x86 == 5)
566                 if (c->x86_model == 13 || c->x86_model == 9 ||
567                     (c->x86_model == 8 && c->x86_stepping >= 8))
568                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_K6_MTRR);
569 #endif
570 #if defined(CONFIG_X86_LOCAL_APIC) && defined(CONFIG_PCI)
571         /*
572          * ApicID can always be treated as an 8-bit value for AMD APIC versions
573          * >= 0x10, but even old K8s came out of reset with version 0x10. So, we
574          * can safely set X86_FEATURE_EXTD_APICID unconditionally for families
575          * after 16h.
576          */
577         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_APIC)) {
578                 if (c->x86 > 0x16)
579                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_EXTD_APICID);
580                 else if (c->x86 >= 0xf) {
581                         /* check CPU config space for extended APIC ID */
582                         unsigned int val;
583
584                         val = read_pci_config(0, 24, 0, 0x68);
585                         if ((val >> 17 & 0x3) == 0x3)
586                                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_EXTD_APICID);
587                 }
588         }
589 #endif
590
591         /*
592          * This is only needed to tell the kernel whether to use VMCALL
593          * and VMMCALL.  VMMCALL is never executed except under virt, so
594          * we can set it unconditionally.
595          */
596         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_VMMCALL);
597
598         /* F16h erratum 793, CVE-2013-6885 */
599         if (c->x86 == 0x16 && c->x86_model <= 0xf)
600                 msr_set_bit(MSR_AMD64_LS_CFG, 15);
601
602         early_detect_mem_encrypt(c);
603
604         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR) && !cpu_has(c, X86_FEATURE_IBPB_BRTYPE)) {
605                 if (c->x86 == 0x17 && boot_cpu_has(X86_FEATURE_AMD_IBPB))
606                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_IBPB_BRTYPE);
607                 else if (c->x86 >= 0x19 && !wrmsrl_safe(MSR_IA32_PRED_CMD, PRED_CMD_SBPB)) {
608                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_IBPB_BRTYPE);
609                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_SBPB);
610                 }
611         }
612 }
613
614 static void init_amd_k8(struct cpuinfo_x86 *c)
615 {
616         u32 level;
617         u64 value;
618
619         /* On C+ stepping K8 rep microcode works well for copy/memset */
620         level = cpuid_eax(1);
621         if ((level >= 0x0f48 && level < 0x0f50) || level >= 0x0f58)
622                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_REP_GOOD);
623
624         /*
625          * Some BIOSes incorrectly force this feature, but only K8 revision D
626          * (model = 0x14) and later actually support it.
627          * (AMD Erratum #110, docId: 25759).
628          */
629         if (c->x86_model < 0x14 && cpu_has(c, X86_FEATURE_LAHF_LM)) {
630                 clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_LAHF_LM);
631                 if (!rdmsrl_amd_safe(0xc001100d, &value)) {
632                         value &= ~BIT_64(32);
633                         wrmsrl_amd_safe(0xc001100d, value);
634                 }
635         }
636
637         if (!c->x86_model_id[0])
638                 strcpy(c->x86_model_id, "Hammer");
639
640 #ifdef CONFIG_SMP
641         /*
642          * Disable TLB flush filter by setting HWCR.FFDIS on K8
643          * bit 6 of msr C001_0015
644          *
645          * Errata 63 for SH-B3 steppings
646          * Errata 122 for all steppings (F+ have it disabled by default)
647          */
648         msr_set_bit(MSR_K7_HWCR, 6);
649 #endif
650         set_cpu_bug(c, X86_BUG_SWAPGS_FENCE);
651
652         /*
653          * Check models and steppings affected by erratum 400. This is
654          * used to select the proper idle routine and to enable the
655          * check whether the machine is affected in arch_post_acpi_subsys_init()
656          * which sets the X86_BUG_AMD_APIC_C1E bug depending on the MSR check.
657          */
658         if (c->x86_model > 0x41 ||
659             (c->x86_model == 0x41 && c->x86_stepping >= 0x2))
660                 setup_force_cpu_bug(X86_BUG_AMD_E400);
661 }
662
663 static void init_amd_gh(struct cpuinfo_x86 *c)
664 {
665 #ifdef CONFIG_MMCONF_FAM10H
666         /* do this for boot cpu */
667         if (c == &boot_cpu_data)
668                 check_enable_amd_mmconf_dmi();
669
670         fam10h_check_enable_mmcfg();
671 #endif
672
673         /*
674          * Disable GART TLB Walk Errors on Fam10h. We do this here because this
675          * is always needed when GART is enabled, even in a kernel which has no
676          * MCE support built in. BIOS should disable GartTlbWlk Errors already.
677          * If it doesn't, we do it here as suggested by the BKDG.
678          *
679          * Fixes: https://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=33012
680          */
681         msr_set_bit(MSR_AMD64_MCx_MASK(4), 10);
682
683         /*
684          * On family 10h BIOS may not have properly enabled WC+ support, causing
685          * it to be converted to CD memtype. This may result in performance
686          * degradation for certain nested-paging guests. Prevent this conversion
687          * by clearing bit 24 in MSR_AMD64_BU_CFG2.
688          *
689          * NOTE: we want to use the _safe accessors so as not to #GP kvm
690          * guests on older kvm hosts.
691          */
692         msr_clear_bit(MSR_AMD64_BU_CFG2, 24);
693
694         set_cpu_bug(c, X86_BUG_AMD_TLB_MMATCH);
695
696         /*
697          * Check models and steppings affected by erratum 400. This is
698          * used to select the proper idle routine and to enable the
699          * check whether the machine is affected in arch_post_acpi_subsys_init()
700          * which sets the X86_BUG_AMD_APIC_C1E bug depending on the MSR check.
701          */
702         if (c->x86_model > 0x2 ||
703             (c->x86_model == 0x2 && c->x86_stepping >= 0x1))
704                 setup_force_cpu_bug(X86_BUG_AMD_E400);
705 }
706
707 static void init_amd_ln(struct cpuinfo_x86 *c)
708 {
709         /*
710          * Apply erratum 665 fix unconditionally so machines without a BIOS
711          * fix work.
712          */
713         msr_set_bit(MSR_AMD64_DE_CFG, 31);
714 }
715
716 static bool rdrand_force;
717
718 static int __init rdrand_cmdline(char *str)
719 {
720         if (!str)
721                 return -EINVAL;
722
723         if (!strcmp(str, "force"))
724                 rdrand_force = true;
725         else
726                 return -EINVAL;
727
728         return 0;
729 }
730 early_param("rdrand", rdrand_cmdline);
731
732 static void clear_rdrand_cpuid_bit(struct cpuinfo_x86 *c)
733 {
734         /*
735          * Saving of the MSR used to hide the RDRAND support during
736          * suspend/resume is done by arch/x86/power/cpu.c, which is
737          * dependent on CONFIG_PM_SLEEP.
738          */
739         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PM_SLEEP))
740                 return;
741
742         /*
743          * The self-test can clear X86_FEATURE_RDRAND, so check for
744          * RDRAND support using the CPUID function directly.
745          */
746         if (!(cpuid_ecx(1) & BIT(30)) || rdrand_force)
747                 return;
748
749         msr_clear_bit(MSR_AMD64_CPUID_FN_1, 62);
750
751         /*
752          * Verify that the CPUID change has occurred in case the kernel is
753          * running virtualized and the hypervisor doesn't support the MSR.
754          */
755         if (cpuid_ecx(1) & BIT(30)) {
756                 pr_info_once("BIOS may not properly restore RDRAND after suspend, but hypervisor does not support hiding RDRAND via CPUID.\n");
757                 return;
758         }
759
760         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_RDRAND);
761         pr_info_once("BIOS may not properly restore RDRAND after suspend, hiding RDRAND via CPUID. Use rdrand=force to reenable.\n");
762 }
763
764 static void init_amd_jg(struct cpuinfo_x86 *c)
765 {
766         /*
767          * Some BIOS implementations do not restore proper RDRAND support
768          * across suspend and resume. Check on whether to hide the RDRAND
769          * instruction support via CPUID.
770          */
771         clear_rdrand_cpuid_bit(c);
772 }
773
774 static void init_amd_bd(struct cpuinfo_x86 *c)
775 {
776         u64 value;
777
778         /*
779          * The way access filter has a performance penalty on some workloads.
780          * Disable it on the affected CPUs.
781          */
782         if ((c->x86_model >= 0x02) && (c->x86_model < 0x20)) {
783                 if (!rdmsrl_safe(MSR_F15H_IC_CFG, &value) && !(value & 0x1E)) {
784                         value |= 0x1E;
785                         wrmsrl_safe(MSR_F15H_IC_CFG, value);
786                 }
787         }
788
789         /*
790          * Some BIOS implementations do not restore proper RDRAND support
791          * across suspend and resume. Check on whether to hide the RDRAND
792          * instruction support via CPUID.
793          */
794         clear_rdrand_cpuid_bit(c);
795 }
796
797 static void fix_erratum_1386(struct cpuinfo_x86 *c)
798 {
799         /*
800          * Work around Erratum 1386.  The XSAVES instruction malfunctions in
801          * certain circumstances on Zen1/2 uarch, and not all parts have had
802          * updated microcode at the time of writing (March 2023).
803          *
804          * Affected parts all have no supervisor XSAVE states, meaning that
805          * the XSAVEC instruction (which works fine) is equivalent.
806          */
807         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_XSAVES);
808 }
809
810 void init_spectral_chicken(struct cpuinfo_x86 *c)
811 {
812 #ifdef CONFIG_MITIGATION_UNRET_ENTRY
813         u64 value;
814
815         /*
816          * On Zen2 we offer this chicken (bit) on the altar of Speculation.
817          *
818          * This suppresses speculation from the middle of a basic block, i.e. it
819          * suppresses non-branch predictions.
820          */
821         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR)) {
822                 if (!rdmsrl_safe(MSR_ZEN2_SPECTRAL_CHICKEN, &value)) {
823                         value |= MSR_ZEN2_SPECTRAL_CHICKEN_BIT;
824                         wrmsrl_safe(MSR_ZEN2_SPECTRAL_CHICKEN, value);
825                 }
826         }
827 #endif
828 }
829
830 static void init_amd_zen_common(void)
831 {
832         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ZEN);
833 #ifdef CONFIG_NUMA
834         node_reclaim_distance = 32;
835 #endif
836 }
837
838 static void init_amd_zen1(struct cpuinfo_x86 *c)
839 {
840         fix_erratum_1386(c);
841
842         /* Fix up CPUID bits, but only if not virtualised. */
843         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR)) {
844
845                 /* Erratum 1076: CPB feature bit not being set in CPUID. */
846                 if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_CPB))
847                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_CPB);
848         }
849
850         pr_notice_once("AMD Zen1 DIV0 bug detected. Disable SMT for full protection.\n");
851         setup_force_cpu_bug(X86_BUG_DIV0);
852 }
853
854 static bool cpu_has_zenbleed_microcode(void)
855 {
856         u32 good_rev = 0;
857
858         switch (boot_cpu_data.x86_model) {
859         case 0x30 ... 0x3f: good_rev = 0x0830107b; break;
860         case 0x60 ... 0x67: good_rev = 0x0860010c; break;
861         case 0x68 ... 0x6f: good_rev = 0x08608107; break;
862         case 0x70 ... 0x7f: good_rev = 0x08701033; break;
863         case 0xa0 ... 0xaf: good_rev = 0x08a00009; break;
864
865         default:
866                 return false;
867         }
868
869         if (boot_cpu_data.microcode < good_rev)
870                 return false;
871
872         return true;
873 }
874
875 static void zen2_zenbleed_check(struct cpuinfo_x86 *c)
876 {
877         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR))
878                 return;
879
880         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_AVX))
881                 return;
882
883         if (!cpu_has_zenbleed_microcode()) {
884                 pr_notice_once("Zenbleed: please update your microcode for the most optimal fix\n");
885                 msr_set_bit(MSR_AMD64_DE_CFG, MSR_AMD64_DE_CFG_ZEN2_FP_BACKUP_FIX_BIT);
886         } else {
887                 msr_clear_bit(MSR_AMD64_DE_CFG, MSR_AMD64_DE_CFG_ZEN2_FP_BACKUP_FIX_BIT);
888         }
889 }
890
891 static void init_amd_zen2(struct cpuinfo_x86 *c)
892 {
893         init_spectral_chicken(c);
894         fix_erratum_1386(c);
895         zen2_zenbleed_check(c);
896 }
897
898 static void init_amd_zen3(struct cpuinfo_x86 *c)
899 {
900         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR)) {
901                 /*
902                  * Zen3 (Fam19 model < 0x10) parts are not susceptible to
903                  * Branch Type Confusion, but predate the allocation of the
904                  * BTC_NO bit.
905                  */
906                 if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_BTC_NO))
907                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_BTC_NO);
908         }
909 }
910
911 static void init_amd_zen4(struct cpuinfo_x86 *c)
912 {
913         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR))
914                 msr_set_bit(MSR_ZEN4_BP_CFG, MSR_ZEN4_BP_CFG_SHARED_BTB_FIX_BIT);
915 }
916
917 static void init_amd_zen5(struct cpuinfo_x86 *c)
918 {
919 }
920
921 static void init_amd(struct cpuinfo_x86 *c)
922 {
923         u64 vm_cr;
924
925         early_init_amd(c);
926
927         /*
928          * Bit 31 in normal CPUID used for nonstandard 3DNow ID;
929          * 3DNow is IDd by bit 31 in extended CPUID (1*32+31) anyway
930          */
931         clear_cpu_cap(c, 0*32+31);
932
933         if (c->x86 >= 0x10)
934                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_REP_GOOD);
935
936         /* AMD FSRM also implies FSRS */
937         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_FSRM))
938                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_FSRS);
939
940         /* K6s reports MCEs but don't actually have all the MSRs */
941         if (c->x86 < 6)
942                 clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_MCE);
943
944         switch (c->x86) {
945         case 4:    init_amd_k5(c); break;
946         case 5:    init_amd_k6(c); break;
947         case 6:    init_amd_k7(c); break;
948         case 0xf:  init_amd_k8(c); break;
949         case 0x10: init_amd_gh(c); break;
950         case 0x12: init_amd_ln(c); break;
951         case 0x15: init_amd_bd(c); break;
952         case 0x16: init_amd_jg(c); break;
953         }
954
955         /*
956          * Save up on some future enablement work and do common Zen
957          * settings.
958          */
959         if (c->x86 >= 0x17)
960                 init_amd_zen_common();
961
962         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ZEN1))
963                 init_amd_zen1(c);
964         else if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ZEN2))
965                 init_amd_zen2(c);
966         else if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ZEN3))
967                 init_amd_zen3(c);
968         else if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ZEN4))
969                 init_amd_zen4(c);
970         else if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ZEN5))
971                 init_amd_zen5(c);
972
973         /*
974          * Enable workaround for FXSAVE leak on CPUs
975          * without a XSaveErPtr feature
976          */
977         if ((c->x86 >= 6) && (!cpu_has(c, X86_FEATURE_XSAVEERPTR)))
978                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_FXSAVE_LEAK);
979
980         cpu_detect_cache_sizes(c);
981
982         srat_detect_node(c);
983
984         init_amd_cacheinfo(c);
985
986         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SVM)) {
987                 rdmsrl(MSR_VM_CR, vm_cr);
988                 if (vm_cr & SVM_VM_CR_SVM_DIS_MASK) {
989                         pr_notice_once("SVM disabled (by BIOS) in MSR_VM_CR\n");
990                         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_SVM);
991                 }
992         }
993
994         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_LFENCE_RDTSC) && cpu_has(c, X86_FEATURE_XMM2)) {
995                 /*
996                  * Use LFENCE for execution serialization.  On families which
997                  * don't have that MSR, LFENCE is already serializing.
998                  * msr_set_bit() uses the safe accessors, too, even if the MSR
999                  * is not present.
1000                  */
1001                 msr_set_bit(MSR_AMD64_DE_CFG,
1002                             MSR_AMD64_DE_CFG_LFENCE_SERIALIZE_BIT);
1003
1004                 /* A serializing LFENCE stops RDTSC speculation */
1005                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_LFENCE_RDTSC);
1006         }
1007
1008         /*
1009          * Family 0x12 and above processors have APIC timer
1010          * running in deep C states.
1011          */
1012         if (c->x86 > 0x11)
1013                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_ARAT);
1014
1015         /* 3DNow or LM implies PREFETCHW */
1016         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_3DNOWPREFETCH))
1017                 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_3DNOW) || cpu_has(c, X86_FEATURE_LM))
1018                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_3DNOWPREFETCH);
1019
1020         /* AMD CPUs don't reset SS attributes on SYSRET, Xen does. */
1021         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_XENPV))
1022                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_SYSRET_SS_ATTRS);
1023
1024         /*
1025          * Turn on the Instructions Retired free counter on machines not
1026          * susceptible to erratum #1054 "Instructions Retired Performance
1027          * Counter May Be Inaccurate".
1028          */
1029         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_IRPERF) &&
1030             (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ZEN1) && c->x86_model > 0x2f))
1031                 msr_set_bit(MSR_K7_HWCR, MSR_K7_HWCR_IRPERF_EN_BIT);
1032
1033         check_null_seg_clears_base(c);
1034
1035         /*
1036          * Make sure EFER[AIBRSE - Automatic IBRS Enable] is set. The APs are brought up
1037          * using the trampoline code and as part of it, MSR_EFER gets prepared there in
1038          * order to be replicated onto them. Regardless, set it here again, if not set,
1039          * to protect against any future refactoring/code reorganization which might
1040          * miss setting this important bit.
1041          */
1042         if (spectre_v2_in_eibrs_mode(spectre_v2_enabled) &&
1043             cpu_has(c, X86_FEATURE_AUTOIBRS))
1044                 WARN_ON_ONCE(msr_set_bit(MSR_EFER, _EFER_AUTOIBRS));
1045
1046         /* AMD CPUs don't need fencing after x2APIC/TSC_DEADLINE MSR writes. */
1047         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_APIC_MSRS_FENCE);
1048 }
1049
1050 #ifdef CONFIG_X86_32
1051 static unsigned int amd_size_cache(struct cpuinfo_x86 *c, unsigned int size)
1052 {
1053         /* AMD errata T13 (order #21922) */
1054         if (c->x86 == 6) {
1055                 /* Duron Rev A0 */
1056                 if (c->x86_model == 3 && c->x86_stepping == 0)
1057                         size = 64;
1058                 /* Tbird rev A1/A2 */
1059                 if (c->x86_model == 4 &&
1060                         (c->x86_stepping == 0 || c->x86_stepping == 1))
1061                         size = 256;
1062         }
1063         return size;
1064 }
1065 #endif
1066
1067 static void cpu_detect_tlb_amd(struct cpuinfo_x86 *c)
1068 {
1069         u32 ebx, eax, ecx, edx;
1070         u16 mask = 0xfff;
1071
1072         if (c->x86 < 0xf)
1073                 return;
1074
1075         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000006)
1076                 return;
1077
1078         cpuid(0x80000006, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
1079
1080         tlb_lld_4k[ENTRIES] = (ebx >> 16) & mask;
1081         tlb_lli_4k[ENTRIES] = ebx & mask;
1082
1083         /*
1084          * K8 doesn't have 2M/4M entries in the L2 TLB so read out the L1 TLB
1085          * characteristics from the CPUID function 0x80000005 instead.
1086          */
1087         if (c->x86 == 0xf) {
1088                 cpuid(0x80000005, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
1089                 mask = 0xff;
1090         }
1091
1092         /* Handle DTLB 2M and 4M sizes, fall back to L1 if L2 is disabled */
1093         if (!((eax >> 16) & mask))
1094                 tlb_lld_2m[ENTRIES] = (cpuid_eax(0x80000005) >> 16) & 0xff;
1095         else
1096                 tlb_lld_2m[ENTRIES] = (eax >> 16) & mask;
1097
1098         /* a 4M entry uses two 2M entries */
1099         tlb_lld_4m[ENTRIES] = tlb_lld_2m[ENTRIES] >> 1;
1100
1101         /* Handle ITLB 2M and 4M sizes, fall back to L1 if L2 is disabled */
1102         if (!(eax & mask)) {
1103                 /* Erratum 658 */
1104                 if (c->x86 == 0x15 && c->x86_model <= 0x1f) {
1105                         tlb_lli_2m[ENTRIES] = 1024;
1106                 } else {
1107                         cpuid(0x80000005, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
1108                         tlb_lli_2m[ENTRIES] = eax & 0xff;
1109                 }
1110         } else
1111                 tlb_lli_2m[ENTRIES] = eax & mask;
1112
1113         tlb_lli_4m[ENTRIES] = tlb_lli_2m[ENTRIES] >> 1;
1114 }
1115
1116 static const struct cpu_dev amd_cpu_dev = {
1117         .c_vendor       = "AMD",
1118         .c_ident        = { "AuthenticAMD" },
1119 #ifdef CONFIG_X86_32
1120         .legacy_models = {
1121                 { .family = 4, .model_names =
1122                   {
1123                           [3] = "486 DX/2",
1124                           [7] = "486 DX/2-WB",
1125                           [8] = "486 DX/4",
1126                           [9] = "486 DX/4-WB",
1127                           [14] = "Am5x86-WT",
1128                           [15] = "Am5x86-WB"
1129                   }
1130                 },
1131         },
1132         .legacy_cache_size = amd_size_cache,
1133 #endif
1134         .c_early_init   = early_init_amd,
1135         .c_detect_tlb   = cpu_detect_tlb_amd,
1136         .c_bsp_init     = bsp_init_amd,
1137         .c_init         = init_amd,
1138         .c_x86_vendor   = X86_VENDOR_AMD,
1139 };
1140
1141 cpu_dev_register(amd_cpu_dev);
1142
1143 static DEFINE_PER_CPU_READ_MOSTLY(unsigned long[4], amd_dr_addr_mask);
1144
1145 static unsigned int amd_msr_dr_addr_masks[] = {
1146         MSR_F16H_DR0_ADDR_MASK,
1147         MSR_F16H_DR1_ADDR_MASK,
1148         MSR_F16H_DR1_ADDR_MASK + 1,
1149         MSR_F16H_DR1_ADDR_MASK + 2
1150 };
1151
1152 void amd_set_dr_addr_mask(unsigned long mask, unsigned int dr)
1153 {
1154         int cpu = smp_processor_id();
1155
1156         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_BPEXT))
1157                 return;
1158
1159         if (WARN_ON_ONCE(dr >= ARRAY_SIZE(amd_msr_dr_addr_masks)))
1160                 return;
1161
1162         if (per_cpu(amd_dr_addr_mask, cpu)[dr] == mask)
1163                 return;
1164
1165         wrmsr(amd_msr_dr_addr_masks[dr], mask, 0);
1166         per_cpu(amd_dr_addr_mask, cpu)[dr] = mask;
1167 }
1168
1169 unsigned long amd_get_dr_addr_mask(unsigned int dr)
1170 {
1171         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_BPEXT))
1172                 return 0;
1173
1174         if (WARN_ON_ONCE(dr >= ARRAY_SIZE(amd_msr_dr_addr_masks)))
1175                 return 0;
1176
1177         return per_cpu(amd_dr_addr_mask[dr], smp_processor_id());
1178 }
1179 EXPORT_SYMBOL_GPL(amd_get_dr_addr_mask);
1180
1181 u32 amd_get_highest_perf(void)
1182 {
1183         struct cpuinfo_x86 *c = &boot_cpu_data;
1184
1185         if (c->x86 == 0x17 && ((c->x86_model >= 0x30 && c->x86_model < 0x40) ||
1186                                (c->x86_model >= 0x70 && c->x86_model < 0x80)))
1187                 return 166;
1188
1189         if (c->x86 == 0x19 && ((c->x86_model >= 0x20 && c->x86_model < 0x30) ||
1190                                (c->x86_model >= 0x40 && c->x86_model < 0x70)))
1191                 return 166;
1192
1193         return 255;
1194 }
1195 EXPORT_SYMBOL_GPL(amd_get_highest_perf);
1196
1197 static void zenbleed_check_cpu(void *unused)
1198 {
1199         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(smp_processor_id());
1200
1201         zen2_zenbleed_check(c);
1202 }
1203
1204 void amd_check_microcode(void)
1205 {
1206         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD)
1207                 return;
1208
1209         on_each_cpu(zenbleed_check_cpu, NULL, 1);
1210 }
1211
1212 /*
1213  * Issue a DIV 0/1 insn to clear any division data from previous DIV
1214  * operations.
1215  */
1216 void noinstr amd_clear_divider(void)
1217 {
1218         asm volatile(ALTERNATIVE("", "div %2\n\t", X86_BUG_DIV0)
1219                      :: "a" (0), "d" (0), "r" (1));
1220 }
1221 EXPORT_SYMBOL_GPL(amd_clear_divider);