x86/entry/64: Create a per-CPU SYSCALL entry trampoline
[linux-2.6-block.git] / arch / x86 / kernel / cpu / common.c
1 #include <linux/bootmem.h>
2 #include <linux/linkage.h>
3 #include <linux/bitops.h>
4 #include <linux/kernel.h>
5 #include <linux/export.h>
6 #include <linux/percpu.h>
7 #include <linux/string.h>
8 #include <linux/ctype.h>
9 #include <linux/delay.h>
10 #include <linux/sched/mm.h>
11 #include <linux/sched/clock.h>
12 #include <linux/sched/task.h>
13 #include <linux/init.h>
14 #include <linux/kprobes.h>
15 #include <linux/kgdb.h>
16 #include <linux/smp.h>
17 #include <linux/io.h>
18 #include <linux/syscore_ops.h>
19
20 #include <asm/stackprotector.h>
21 #include <asm/perf_event.h>
22 #include <asm/mmu_context.h>
23 #include <asm/archrandom.h>
24 #include <asm/hypervisor.h>
25 #include <asm/processor.h>
26 #include <asm/tlbflush.h>
27 #include <asm/debugreg.h>
28 #include <asm/sections.h>
29 #include <asm/vsyscall.h>
30 #include <linux/topology.h>
31 #include <linux/cpumask.h>
32 #include <asm/pgtable.h>
33 #include <linux/atomic.h>
34 #include <asm/proto.h>
35 #include <asm/setup.h>
36 #include <asm/apic.h>
37 #include <asm/desc.h>
38 #include <asm/fpu/internal.h>
39 #include <asm/mtrr.h>
40 #include <asm/hwcap2.h>
41 #include <linux/numa.h>
42 #include <asm/asm.h>
43 #include <asm/bugs.h>
44 #include <asm/cpu.h>
45 #include <asm/mce.h>
46 #include <asm/msr.h>
47 #include <asm/pat.h>
48 #include <asm/microcode.h>
49 #include <asm/microcode_intel.h>
50
51 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
52 #include <asm/uv/uv.h>
53 #endif
54
55 #include "cpu.h"
56
57 u32 elf_hwcap2 __read_mostly;
58
59 /* all of these masks are initialized in setup_cpu_local_masks() */
60 cpumask_var_t cpu_initialized_mask;
61 cpumask_var_t cpu_callout_mask;
62 cpumask_var_t cpu_callin_mask;
63
64 /* representing cpus for which sibling maps can be computed */
65 cpumask_var_t cpu_sibling_setup_mask;
66
67 /* correctly size the local cpu masks */
68 void __init setup_cpu_local_masks(void)
69 {
70         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_initialized_mask);
71         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callin_mask);
72         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callout_mask);
73         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_sibling_setup_mask);
74 }
75
76 static void default_init(struct cpuinfo_x86 *c)
77 {
78 #ifdef CONFIG_X86_64
79         cpu_detect_cache_sizes(c);
80 #else
81         /* Not much we can do here... */
82         /* Check if at least it has cpuid */
83         if (c->cpuid_level == -1) {
84                 /* No cpuid. It must be an ancient CPU */
85                 if (c->x86 == 4)
86                         strcpy(c->x86_model_id, "486");
87                 else if (c->x86 == 3)
88                         strcpy(c->x86_model_id, "386");
89         }
90 #endif
91 }
92
93 static const struct cpu_dev default_cpu = {
94         .c_init         = default_init,
95         .c_vendor       = "Unknown",
96         .c_x86_vendor   = X86_VENDOR_UNKNOWN,
97 };
98
99 static const struct cpu_dev *this_cpu = &default_cpu;
100
101 DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(struct gdt_page, gdt_page) = { .gdt = {
102 #ifdef CONFIG_X86_64
103         /*
104          * We need valid kernel segments for data and code in long mode too
105          * IRET will check the segment types  kkeil 2000/10/28
106          * Also sysret mandates a special GDT layout
107          *
108          * TLS descriptors are currently at a different place compared to i386.
109          * Hopefully nobody expects them at a fixed place (Wine?)
110          */
111         [GDT_ENTRY_KERNEL32_CS]         = GDT_ENTRY_INIT(0xc09b, 0, 0xfffff),
112         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xa09b, 0, 0xfffff),
113         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc093, 0, 0xfffff),
114         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER32_CS]   = GDT_ENTRY_INIT(0xc0fb, 0, 0xfffff),
115         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0f3, 0, 0xfffff),
116         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xa0fb, 0, 0xfffff),
117 #else
118         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc09a, 0, 0xfffff),
119         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
120         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0fa, 0, 0xfffff),
121         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0f2, 0, 0xfffff),
122         /*
123          * Segments used for calling PnP BIOS have byte granularity.
124          * They code segments and data segments have fixed 64k limits,
125          * the transfer segment sizes are set at run time.
126          */
127         /* 32-bit code */
128         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS32]        = GDT_ENTRY_INIT(0x409a, 0, 0xffff),
129         /* 16-bit code */
130         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS16]        = GDT_ENTRY_INIT(0x009a, 0, 0xffff),
131         /* 16-bit data */
132         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_DS]          = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0xffff),
133         /* 16-bit data */
134         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS1]         = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0),
135         /* 16-bit data */
136         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS2]         = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0),
137         /*
138          * The APM segments have byte granularity and their bases
139          * are set at run time.  All have 64k limits.
140          */
141         /* 32-bit code */
142         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE]        = GDT_ENTRY_INIT(0x409a, 0, 0xffff),
143         /* 16-bit code */
144         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+1]      = GDT_ENTRY_INIT(0x009a, 0, 0xffff),
145         /* data */
146         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+2]      = GDT_ENTRY_INIT(0x4092, 0, 0xffff),
147
148         [GDT_ENTRY_ESPFIX_SS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
149         [GDT_ENTRY_PERCPU]              = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
150         GDT_STACK_CANARY_INIT
151 #endif
152 } };
153 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(gdt_page);
154
155 static int __init x86_mpx_setup(char *s)
156 {
157         /* require an exact match without trailing characters */
158         if (strlen(s))
159                 return 0;
160
161         /* do not emit a message if the feature is not present */
162         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_MPX))
163                 return 1;
164
165         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_MPX);
166         pr_info("nompx: Intel Memory Protection Extensions (MPX) disabled\n");
167         return 1;
168 }
169 __setup("nompx", x86_mpx_setup);
170
171 #ifdef CONFIG_X86_64
172 static int __init x86_nopcid_setup(char *s)
173 {
174         /* nopcid doesn't accept parameters */
175         if (s)
176                 return -EINVAL;
177
178         /* do not emit a message if the feature is not present */
179         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_PCID))
180                 return 0;
181
182         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PCID);
183         pr_info("nopcid: PCID feature disabled\n");
184         return 0;
185 }
186 early_param("nopcid", x86_nopcid_setup);
187 #endif
188
189 static int __init x86_noinvpcid_setup(char *s)
190 {
191         /* noinvpcid doesn't accept parameters */
192         if (s)
193                 return -EINVAL;
194
195         /* do not emit a message if the feature is not present */
196         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_INVPCID))
197                 return 0;
198
199         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_INVPCID);
200         pr_info("noinvpcid: INVPCID feature disabled\n");
201         return 0;
202 }
203 early_param("noinvpcid", x86_noinvpcid_setup);
204
205 #ifdef CONFIG_X86_32
206 static int cachesize_override = -1;
207 static int disable_x86_serial_nr = 1;
208
209 static int __init cachesize_setup(char *str)
210 {
211         get_option(&str, &cachesize_override);
212         return 1;
213 }
214 __setup("cachesize=", cachesize_setup);
215
216 static int __init x86_sep_setup(char *s)
217 {
218         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEP);
219         return 1;
220 }
221 __setup("nosep", x86_sep_setup);
222
223 /* Standard macro to see if a specific flag is changeable */
224 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
225 {
226         u32 f1, f2;
227
228         /*
229          * Cyrix and IDT cpus allow disabling of CPUID
230          * so the code below may return different results
231          * when it is executed before and after enabling
232          * the CPUID. Add "volatile" to not allow gcc to
233          * optimize the subsequent calls to this function.
234          */
235         asm volatile ("pushfl           \n\t"
236                       "pushfl           \n\t"
237                       "popl %0          \n\t"
238                       "movl %0, %1      \n\t"
239                       "xorl %2, %0      \n\t"
240                       "pushl %0         \n\t"
241                       "popfl            \n\t"
242                       "pushfl           \n\t"
243                       "popl %0          \n\t"
244                       "popfl            \n\t"
245
246                       : "=&r" (f1), "=&r" (f2)
247                       : "ir" (flag));
248
249         return ((f1^f2) & flag) != 0;
250 }
251
252 /* Probe for the CPUID instruction */
253 int have_cpuid_p(void)
254 {
255         return flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_ID);
256 }
257
258 static void squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
259 {
260         unsigned long lo, hi;
261
262         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_PN) || !disable_x86_serial_nr)
263                 return;
264
265         /* Disable processor serial number: */
266
267         rdmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
268         lo |= 0x200000;
269         wrmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
270
271         pr_notice("CPU serial number disabled.\n");
272         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PN);
273
274         /* Disabling the serial number may affect the cpuid level */
275         c->cpuid_level = cpuid_eax(0);
276 }
277
278 static int __init x86_serial_nr_setup(char *s)
279 {
280         disable_x86_serial_nr = 0;
281         return 1;
282 }
283 __setup("serialnumber", x86_serial_nr_setup);
284 #else
285 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
286 {
287         return 1;
288 }
289 static inline void squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
290 {
291 }
292 #endif
293
294 static __init int setup_disable_smep(char *arg)
295 {
296         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SMEP);
297         /* Check for things that depend on SMEP being enabled: */
298         check_mpx_erratum(&boot_cpu_data);
299         return 1;
300 }
301 __setup("nosmep", setup_disable_smep);
302
303 static __always_inline void setup_smep(struct cpuinfo_x86 *c)
304 {
305         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SMEP))
306                 cr4_set_bits(X86_CR4_SMEP);
307 }
308
309 static __init int setup_disable_smap(char *arg)
310 {
311         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SMAP);
312         return 1;
313 }
314 __setup("nosmap", setup_disable_smap);
315
316 static __always_inline void setup_smap(struct cpuinfo_x86 *c)
317 {
318         unsigned long eflags = native_save_fl();
319
320         /* This should have been cleared long ago */
321         BUG_ON(eflags & X86_EFLAGS_AC);
322
323         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SMAP)) {
324 #ifdef CONFIG_X86_SMAP
325                 cr4_set_bits(X86_CR4_SMAP);
326 #else
327                 cr4_clear_bits(X86_CR4_SMAP);
328 #endif
329         }
330 }
331
332 /*
333  * Protection Keys are not available in 32-bit mode.
334  */
335 static bool pku_disabled;
336
337 static __always_inline void setup_pku(struct cpuinfo_x86 *c)
338 {
339         /* check the boot processor, plus compile options for PKU: */
340         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_PKU))
341                 return;
342         /* checks the actual processor's cpuid bits: */
343         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_PKU))
344                 return;
345         if (pku_disabled)
346                 return;
347
348         cr4_set_bits(X86_CR4_PKE);
349         /*
350          * Seting X86_CR4_PKE will cause the X86_FEATURE_OSPKE
351          * cpuid bit to be set.  We need to ensure that we
352          * update that bit in this CPU's "cpu_info".
353          */
354         get_cpu_cap(c);
355 }
356
357 #ifdef CONFIG_X86_INTEL_MEMORY_PROTECTION_KEYS
358 static __init int setup_disable_pku(char *arg)
359 {
360         /*
361          * Do not clear the X86_FEATURE_PKU bit.  All of the
362          * runtime checks are against OSPKE so clearing the
363          * bit does nothing.
364          *
365          * This way, we will see "pku" in cpuinfo, but not
366          * "ospke", which is exactly what we want.  It shows
367          * that the CPU has PKU, but the OS has not enabled it.
368          * This happens to be exactly how a system would look
369          * if we disabled the config option.
370          */
371         pr_info("x86: 'nopku' specified, disabling Memory Protection Keys\n");
372         pku_disabled = true;
373         return 1;
374 }
375 __setup("nopku", setup_disable_pku);
376 #endif /* CONFIG_X86_64 */
377
378 /*
379  * Some CPU features depend on higher CPUID levels, which may not always
380  * be available due to CPUID level capping or broken virtualization
381  * software.  Add those features to this table to auto-disable them.
382  */
383 struct cpuid_dependent_feature {
384         u32 feature;
385         u32 level;
386 };
387
388 static const struct cpuid_dependent_feature
389 cpuid_dependent_features[] = {
390         { X86_FEATURE_MWAIT,            0x00000005 },
391         { X86_FEATURE_DCA,              0x00000009 },
392         { X86_FEATURE_XSAVE,            0x0000000d },
393         { 0, 0 }
394 };
395
396 static void filter_cpuid_features(struct cpuinfo_x86 *c, bool warn)
397 {
398         const struct cpuid_dependent_feature *df;
399
400         for (df = cpuid_dependent_features; df->feature; df++) {
401
402                 if (!cpu_has(c, df->feature))
403                         continue;
404                 /*
405                  * Note: cpuid_level is set to -1 if unavailable, but
406                  * extended_extended_level is set to 0 if unavailable
407                  * and the legitimate extended levels are all negative
408                  * when signed; hence the weird messing around with
409                  * signs here...
410                  */
411                 if (!((s32)df->level < 0 ?
412                      (u32)df->level > (u32)c->extended_cpuid_level :
413                      (s32)df->level > (s32)c->cpuid_level))
414                         continue;
415
416                 clear_cpu_cap(c, df->feature);
417                 if (!warn)
418                         continue;
419
420                 pr_warn("CPU: CPU feature " X86_CAP_FMT " disabled, no CPUID level 0x%x\n",
421                         x86_cap_flag(df->feature), df->level);
422         }
423 }
424
425 /*
426  * Naming convention should be: <Name> [(<Codename>)]
427  * This table only is used unless init_<vendor>() below doesn't set it;
428  * in particular, if CPUID levels 0x80000002..4 are supported, this
429  * isn't used
430  */
431
432 /* Look up CPU names by table lookup. */
433 static const char *table_lookup_model(struct cpuinfo_x86 *c)
434 {
435 #ifdef CONFIG_X86_32
436         const struct legacy_cpu_model_info *info;
437
438         if (c->x86_model >= 16)
439                 return NULL;    /* Range check */
440
441         if (!this_cpu)
442                 return NULL;
443
444         info = this_cpu->legacy_models;
445
446         while (info->family) {
447                 if (info->family == c->x86)
448                         return info->model_names[c->x86_model];
449                 info++;
450         }
451 #endif
452         return NULL;            /* Not found */
453 }
454
455 __u32 cpu_caps_cleared[NCAPINTS];
456 __u32 cpu_caps_set[NCAPINTS];
457
458 void load_percpu_segment(int cpu)
459 {
460 #ifdef CONFIG_X86_32
461         loadsegment(fs, __KERNEL_PERCPU);
462 #else
463         __loadsegment_simple(gs, 0);
464         wrmsrl(MSR_GS_BASE, (unsigned long)per_cpu(irq_stack_union.gs_base, cpu));
465 #endif
466         load_stack_canary_segment();
467 }
468
469 static void set_percpu_fixmap_pages(int fixmap_index, void *ptr,
470                                     int pages, pgprot_t prot)
471 {
472         int i;
473
474         for (i = 0; i < pages; i++) {
475                 __set_fixmap(fixmap_index - i,
476                              per_cpu_ptr_to_phys(ptr + i * PAGE_SIZE), prot);
477         }
478 }
479
480 #ifdef CONFIG_X86_32
481 /* The 32-bit entry code needs to find cpu_entry_area. */
482 DEFINE_PER_CPU(struct cpu_entry_area *, cpu_entry_area);
483 #endif
484
485 /* Setup the fixmap mappings only once per-processor */
486 static inline void setup_cpu_entry_area(int cpu)
487 {
488 #ifdef CONFIG_X86_64
489         extern char _entry_trampoline[];
490
491         /* On 64-bit systems, we use a read-only fixmap GDT. */
492         pgprot_t gdt_prot = PAGE_KERNEL_RO;
493 #else
494         /*
495          * On native 32-bit systems, the GDT cannot be read-only because
496          * our double fault handler uses a task gate, and entering through
497          * a task gate needs to change an available TSS to busy.  If the GDT
498          * is read-only, that will triple fault.
499          *
500          * On Xen PV, the GDT must be read-only because the hypervisor requires
501          * it.
502          */
503         pgprot_t gdt_prot = boot_cpu_has(X86_FEATURE_XENPV) ?
504                 PAGE_KERNEL_RO : PAGE_KERNEL;
505 #endif
506
507         __set_fixmap(get_cpu_entry_area_index(cpu, gdt), get_cpu_gdt_paddr(cpu), gdt_prot);
508
509         /*
510          * The Intel SDM says (Volume 3, 7.2.1):
511          *
512          *  Avoid placing a page boundary in the part of the TSS that the
513          *  processor reads during a task switch (the first 104 bytes). The
514          *  processor may not correctly perform address translations if a
515          *  boundary occurs in this area. During a task switch, the processor
516          *  reads and writes into the first 104 bytes of each TSS (using
517          *  contiguous physical addresses beginning with the physical address
518          *  of the first byte of the TSS). So, after TSS access begins, if
519          *  part of the 104 bytes is not physically contiguous, the processor
520          *  will access incorrect information without generating a page-fault
521          *  exception.
522          *
523          * There are also a lot of errata involving the TSS spanning a page
524          * boundary.  Assert that we're not doing that.
525          */
526         BUILD_BUG_ON((offsetof(struct tss_struct, x86_tss) ^
527                       offsetofend(struct tss_struct, x86_tss)) & PAGE_MASK);
528         BUILD_BUG_ON(sizeof(struct tss_struct) % PAGE_SIZE != 0);
529         set_percpu_fixmap_pages(get_cpu_entry_area_index(cpu, tss),
530                                 &per_cpu(cpu_tss, cpu),
531                                 sizeof(struct tss_struct) / PAGE_SIZE,
532                                 PAGE_KERNEL);
533
534 #ifdef CONFIG_X86_32
535         this_cpu_write(cpu_entry_area, get_cpu_entry_area(cpu));
536 #endif
537
538 #ifdef CONFIG_X86_64
539         __set_fixmap(get_cpu_entry_area_index(cpu, entry_trampoline),
540                      __pa_symbol(_entry_trampoline), PAGE_KERNEL_RX);
541 #endif
542 }
543
544 /* Load the original GDT from the per-cpu structure */
545 void load_direct_gdt(int cpu)
546 {
547         struct desc_ptr gdt_descr;
548
549         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_rw(cpu);
550         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
551         load_gdt(&gdt_descr);
552 }
553 EXPORT_SYMBOL_GPL(load_direct_gdt);
554
555 /* Load a fixmap remapping of the per-cpu GDT */
556 void load_fixmap_gdt(int cpu)
557 {
558         struct desc_ptr gdt_descr;
559
560         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_ro(cpu);
561         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
562         load_gdt(&gdt_descr);
563 }
564 EXPORT_SYMBOL_GPL(load_fixmap_gdt);
565
566 /*
567  * Current gdt points %fs at the "master" per-cpu area: after this,
568  * it's on the real one.
569  */
570 void switch_to_new_gdt(int cpu)
571 {
572         /* Load the original GDT */
573         load_direct_gdt(cpu);
574         /* Reload the per-cpu base */
575         load_percpu_segment(cpu);
576 }
577
578 static const struct cpu_dev *cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
579
580 static void get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
581 {
582         unsigned int *v;
583         char *p, *q, *s;
584
585         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000004)
586                 return;
587
588         v = (unsigned int *)c->x86_model_id;
589         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
590         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
591         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
592         c->x86_model_id[48] = 0;
593
594         /* Trim whitespace */
595         p = q = s = &c->x86_model_id[0];
596
597         while (*p == ' ')
598                 p++;
599
600         while (*p) {
601                 /* Note the last non-whitespace index */
602                 if (!isspace(*p))
603                         s = q;
604
605                 *q++ = *p++;
606         }
607
608         *(s + 1) = '\0';
609 }
610
611 void cpu_detect_cache_sizes(struct cpuinfo_x86 *c)
612 {
613         unsigned int n, dummy, ebx, ecx, edx, l2size;
614
615         n = c->extended_cpuid_level;
616
617         if (n >= 0x80000005) {
618                 cpuid(0x80000005, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
619                 c->x86_cache_size = (ecx>>24) + (edx>>24);
620 #ifdef CONFIG_X86_64
621                 /* On K8 L1 TLB is inclusive, so don't count it */
622                 c->x86_tlbsize = 0;
623 #endif
624         }
625
626         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
627                 return;
628
629         cpuid(0x80000006, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
630         l2size = ecx >> 16;
631
632 #ifdef CONFIG_X86_64
633         c->x86_tlbsize += ((ebx >> 16) & 0xfff) + (ebx & 0xfff);
634 #else
635         /* do processor-specific cache resizing */
636         if (this_cpu->legacy_cache_size)
637                 l2size = this_cpu->legacy_cache_size(c, l2size);
638
639         /* Allow user to override all this if necessary. */
640         if (cachesize_override != -1)
641                 l2size = cachesize_override;
642
643         if (l2size == 0)
644                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
645 #endif
646
647         c->x86_cache_size = l2size;
648 }
649
650 u16 __read_mostly tlb_lli_4k[NR_INFO];
651 u16 __read_mostly tlb_lli_2m[NR_INFO];
652 u16 __read_mostly tlb_lli_4m[NR_INFO];
653 u16 __read_mostly tlb_lld_4k[NR_INFO];
654 u16 __read_mostly tlb_lld_2m[NR_INFO];
655 u16 __read_mostly tlb_lld_4m[NR_INFO];
656 u16 __read_mostly tlb_lld_1g[NR_INFO];
657
658 static void cpu_detect_tlb(struct cpuinfo_x86 *c)
659 {
660         if (this_cpu->c_detect_tlb)
661                 this_cpu->c_detect_tlb(c);
662
663         pr_info("Last level iTLB entries: 4KB %d, 2MB %d, 4MB %d\n",
664                 tlb_lli_4k[ENTRIES], tlb_lli_2m[ENTRIES],
665                 tlb_lli_4m[ENTRIES]);
666
667         pr_info("Last level dTLB entries: 4KB %d, 2MB %d, 4MB %d, 1GB %d\n",
668                 tlb_lld_4k[ENTRIES], tlb_lld_2m[ENTRIES],
669                 tlb_lld_4m[ENTRIES], tlb_lld_1g[ENTRIES]);
670 }
671
672 void detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
673 {
674 #ifdef CONFIG_SMP
675         u32 eax, ebx, ecx, edx;
676         int index_msb, core_bits;
677         static bool printed;
678
679         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT))
680                 return;
681
682         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
683                 goto out;
684
685         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XTOPOLOGY))
686                 return;
687
688         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
689
690         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
691
692         if (smp_num_siblings == 1) {
693                 pr_info_once("CPU0: Hyper-Threading is disabled\n");
694                 goto out;
695         }
696
697         if (smp_num_siblings <= 1)
698                 goto out;
699
700         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
701         c->phys_proc_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb);
702
703         smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
704
705         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
706
707         core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
708
709         c->cpu_core_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb) &
710                                        ((1 << core_bits) - 1);
711
712 out:
713         if (!printed && (c->x86_max_cores * smp_num_siblings) > 1) {
714                 pr_info("CPU: Physical Processor ID: %d\n",
715                         c->phys_proc_id);
716                 pr_info("CPU: Processor Core ID: %d\n",
717                         c->cpu_core_id);
718                 printed = 1;
719         }
720 #endif
721 }
722
723 static void get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c)
724 {
725         char *v = c->x86_vendor_id;
726         int i;
727
728         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
729                 if (!cpu_devs[i])
730                         break;
731
732                 if (!strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
733                     (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
734                      !strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
735
736                         this_cpu = cpu_devs[i];
737                         c->x86_vendor = this_cpu->c_x86_vendor;
738                         return;
739                 }
740         }
741
742         pr_err_once("CPU: vendor_id '%s' unknown, using generic init.\n" \
743                     "CPU: Your system may be unstable.\n", v);
744
745         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
746         this_cpu = &default_cpu;
747 }
748
749 void cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c)
750 {
751         /* Get vendor name */
752         cpuid(0x00000000, (unsigned int *)&c->cpuid_level,
753               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[0],
754               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[8],
755               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[4]);
756
757         c->x86 = 4;
758         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
759         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
760                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
761
762                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
763                 c->x86          = x86_family(tfms);
764                 c->x86_model    = x86_model(tfms);
765                 c->x86_mask     = x86_stepping(tfms);
766
767                 if (cap0 & (1<<19)) {
768                         c->x86_clflush_size = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
769                         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
770                 }
771         }
772 }
773
774 static void apply_forced_caps(struct cpuinfo_x86 *c)
775 {
776         int i;
777
778         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++) {
779                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
780                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
781         }
782 }
783
784 void get_cpu_cap(struct cpuinfo_x86 *c)
785 {
786         u32 eax, ebx, ecx, edx;
787
788         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
789         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
790                 cpuid(0x00000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
791
792                 c->x86_capability[CPUID_1_ECX] = ecx;
793                 c->x86_capability[CPUID_1_EDX] = edx;
794         }
795
796         /* Thermal and Power Management Leaf: level 0x00000006 (eax) */
797         if (c->cpuid_level >= 0x00000006)
798                 c->x86_capability[CPUID_6_EAX] = cpuid_eax(0x00000006);
799
800         /* Additional Intel-defined flags: level 0x00000007 */
801         if (c->cpuid_level >= 0x00000007) {
802                 cpuid_count(0x00000007, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
803                 c->x86_capability[CPUID_7_0_EBX] = ebx;
804                 c->x86_capability[CPUID_7_ECX] = ecx;
805         }
806
807         /* Extended state features: level 0x0000000d */
808         if (c->cpuid_level >= 0x0000000d) {
809                 cpuid_count(0x0000000d, 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
810
811                 c->x86_capability[CPUID_D_1_EAX] = eax;
812         }
813
814         /* Additional Intel-defined flags: level 0x0000000F */
815         if (c->cpuid_level >= 0x0000000F) {
816
817                 /* QoS sub-leaf, EAX=0Fh, ECX=0 */
818                 cpuid_count(0x0000000F, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
819                 c->x86_capability[CPUID_F_0_EDX] = edx;
820
821                 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_LLC)) {
822                         /* will be overridden if occupancy monitoring exists */
823                         c->x86_cache_max_rmid = ebx;
824
825                         /* QoS sub-leaf, EAX=0Fh, ECX=1 */
826                         cpuid_count(0x0000000F, 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
827                         c->x86_capability[CPUID_F_1_EDX] = edx;
828
829                         if ((cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_OCCUP_LLC)) ||
830                               ((cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_MBM_TOTAL)) ||
831                                (cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_MBM_LOCAL)))) {
832                                 c->x86_cache_max_rmid = ecx;
833                                 c->x86_cache_occ_scale = ebx;
834                         }
835                 } else {
836                         c->x86_cache_max_rmid = -1;
837                         c->x86_cache_occ_scale = -1;
838                 }
839         }
840
841         /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
842         eax = cpuid_eax(0x80000000);
843         c->extended_cpuid_level = eax;
844
845         if ((eax & 0xffff0000) == 0x80000000) {
846                 if (eax >= 0x80000001) {
847                         cpuid(0x80000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
848
849                         c->x86_capability[CPUID_8000_0001_ECX] = ecx;
850                         c->x86_capability[CPUID_8000_0001_EDX] = edx;
851                 }
852         }
853
854         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000007) {
855                 cpuid(0x80000007, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
856
857                 c->x86_capability[CPUID_8000_0007_EBX] = ebx;
858                 c->x86_power = edx;
859         }
860
861         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
862                 cpuid(0x80000008, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
863
864                 c->x86_virt_bits = (eax >> 8) & 0xff;
865                 c->x86_phys_bits = eax & 0xff;
866                 c->x86_capability[CPUID_8000_0008_EBX] = ebx;
867         }
868 #ifdef CONFIG_X86_32
869         else if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PAE) || cpu_has(c, X86_FEATURE_PSE36))
870                 c->x86_phys_bits = 36;
871 #endif
872
873         if (c->extended_cpuid_level >= 0x8000000a)
874                 c->x86_capability[CPUID_8000_000A_EDX] = cpuid_edx(0x8000000a);
875
876         init_scattered_cpuid_features(c);
877
878         /*
879          * Clear/Set all flags overridden by options, after probe.
880          * This needs to happen each time we re-probe, which may happen
881          * several times during CPU initialization.
882          */
883         apply_forced_caps(c);
884 }
885
886 static void identify_cpu_without_cpuid(struct cpuinfo_x86 *c)
887 {
888 #ifdef CONFIG_X86_32
889         int i;
890
891         /*
892          * First of all, decide if this is a 486 or higher
893          * It's a 486 if we can modify the AC flag
894          */
895         if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC))
896                 c->x86 = 4;
897         else
898                 c->x86 = 3;
899
900         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++)
901                 if (cpu_devs[i] && cpu_devs[i]->c_identify) {
902                         c->x86_vendor_id[0] = 0;
903                         cpu_devs[i]->c_identify(c);
904                         if (c->x86_vendor_id[0]) {
905                                 get_cpu_vendor(c);
906                                 break;
907                         }
908                 }
909 #endif
910 }
911
912 /*
913  * Do minimum CPU detection early.
914  * Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask,
915  * cache alignment.
916  * The others are not touched to avoid unwanted side effects.
917  *
918  * WARNING: this function is only called on the BP.  Don't add code here
919  * that is supposed to run on all CPUs.
920  */
921 static void __init early_identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
922 {
923 #ifdef CONFIG_X86_64
924         c->x86_clflush_size = 64;
925         c->x86_phys_bits = 36;
926         c->x86_virt_bits = 48;
927 #else
928         c->x86_clflush_size = 32;
929         c->x86_phys_bits = 32;
930         c->x86_virt_bits = 32;
931 #endif
932         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
933
934         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
935         c->extended_cpuid_level = 0;
936
937         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
938         if (have_cpuid_p()) {
939                 cpu_detect(c);
940                 get_cpu_vendor(c);
941                 get_cpu_cap(c);
942                 setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_CPUID);
943
944                 if (this_cpu->c_early_init)
945                         this_cpu->c_early_init(c);
946
947                 c->cpu_index = 0;
948                 filter_cpuid_features(c, false);
949
950                 if (this_cpu->c_bsp_init)
951                         this_cpu->c_bsp_init(c);
952         } else {
953                 identify_cpu_without_cpuid(c);
954                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CPUID);
955         }
956
957         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ALWAYS);
958         fpu__init_system(c);
959
960 #ifdef CONFIG_X86_32
961         /*
962          * Regardless of whether PCID is enumerated, the SDM says
963          * that it can't be enabled in 32-bit mode.
964          */
965         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PCID);
966 #endif
967 }
968
969 void __init early_cpu_init(void)
970 {
971         const struct cpu_dev *const *cdev;
972         int count = 0;
973
974 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
975         pr_info("KERNEL supported cpus:\n");
976 #endif
977
978         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
979                 const struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
980
981                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
982                         break;
983                 cpu_devs[count] = cpudev;
984                 count++;
985
986 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
987                 {
988                         unsigned int j;
989
990                         for (j = 0; j < 2; j++) {
991                                 if (!cpudev->c_ident[j])
992                                         continue;
993                                 pr_info("  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
994                                         cpudev->c_ident[j]);
995                         }
996                 }
997 #endif
998         }
999         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
1000 }
1001
1002 /*
1003  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs of family >= 6;
1004  * unfortunately, that's not true in practice because of early VIA
1005  * chips and (more importantly) broken virtualizers that are not easy
1006  * to detect. In the latter case it doesn't even *fail* reliably, so
1007  * probing for it doesn't even work. Disable it completely on 32-bit
1008  * unless we can find a reliable way to detect all the broken cases.
1009  * Enable it explicitly on 64-bit for non-constant inputs of cpu_has().
1010  */
1011 static void detect_nopl(struct cpuinfo_x86 *c)
1012 {
1013 #ifdef CONFIG_X86_32
1014         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
1015 #else
1016         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
1017 #endif
1018 }
1019
1020 static void detect_null_seg_behavior(struct cpuinfo_x86 *c)
1021 {
1022 #ifdef CONFIG_X86_64
1023         /*
1024          * Empirically, writing zero to a segment selector on AMD does
1025          * not clear the base, whereas writing zero to a segment
1026          * selector on Intel does clear the base.  Intel's behavior
1027          * allows slightly faster context switches in the common case
1028          * where GS is unused by the prev and next threads.
1029          *
1030          * Since neither vendor documents this anywhere that I can see,
1031          * detect it directly instead of hardcoding the choice by
1032          * vendor.
1033          *
1034          * I've designated AMD's behavior as the "bug" because it's
1035          * counterintuitive and less friendly.
1036          */
1037
1038         unsigned long old_base, tmp;
1039         rdmsrl(MSR_FS_BASE, old_base);
1040         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 1);
1041         loadsegment(fs, 0);
1042         rdmsrl(MSR_FS_BASE, tmp);
1043         if (tmp != 0)
1044                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_NULL_SEG);
1045         wrmsrl(MSR_FS_BASE, old_base);
1046 #endif
1047 }
1048
1049 static void generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
1050 {
1051         c->extended_cpuid_level = 0;
1052
1053         if (!have_cpuid_p())
1054                 identify_cpu_without_cpuid(c);
1055
1056         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
1057         if (!have_cpuid_p())
1058                 return;
1059
1060         cpu_detect(c);
1061
1062         get_cpu_vendor(c);
1063
1064         get_cpu_cap(c);
1065
1066         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
1067                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
1068 #ifdef CONFIG_X86_32
1069 # ifdef CONFIG_SMP
1070                 c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
1071 # else
1072                 c->apicid = c->initial_apicid;
1073 # endif
1074 #endif
1075                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
1076         }
1077
1078         get_model_name(c); /* Default name */
1079
1080         detect_nopl(c);
1081
1082         detect_null_seg_behavior(c);
1083
1084         /*
1085          * ESPFIX is a strange bug.  All real CPUs have it.  Paravirt
1086          * systems that run Linux at CPL > 0 may or may not have the
1087          * issue, but, even if they have the issue, there's absolutely
1088          * nothing we can do about it because we can't use the real IRET
1089          * instruction.
1090          *
1091          * NB: For the time being, only 32-bit kernels support
1092          * X86_BUG_ESPFIX as such.  64-bit kernels directly choose
1093          * whether to apply espfix using paravirt hooks.  If any
1094          * non-paravirt system ever shows up that does *not* have the
1095          * ESPFIX issue, we can change this.
1096          */
1097 #ifdef CONFIG_X86_32
1098 # ifdef CONFIG_PARAVIRT
1099         do {
1100                 extern void native_iret(void);
1101                 if (pv_cpu_ops.iret == native_iret)
1102                         set_cpu_bug(c, X86_BUG_ESPFIX);
1103         } while (0);
1104 # else
1105         set_cpu_bug(c, X86_BUG_ESPFIX);
1106 # endif
1107 #endif
1108 }
1109
1110 static void x86_init_cache_qos(struct cpuinfo_x86 *c)
1111 {
1112         /*
1113          * The heavy lifting of max_rmid and cache_occ_scale are handled
1114          * in get_cpu_cap().  Here we just set the max_rmid for the boot_cpu
1115          * in case CQM bits really aren't there in this CPU.
1116          */
1117         if (c != &boot_cpu_data) {
1118                 boot_cpu_data.x86_cache_max_rmid =
1119                         min(boot_cpu_data.x86_cache_max_rmid,
1120                             c->x86_cache_max_rmid);
1121         }
1122 }
1123
1124 /*
1125  * Validate that ACPI/mptables have the same information about the
1126  * effective APIC id and update the package map.
1127  */
1128 static void validate_apic_and_package_id(struct cpuinfo_x86 *c)
1129 {
1130 #ifdef CONFIG_SMP
1131         unsigned int apicid, cpu = smp_processor_id();
1132
1133         apicid = apic->cpu_present_to_apicid(cpu);
1134
1135         if (apicid != c->apicid) {
1136                 pr_err(FW_BUG "CPU%u: APIC id mismatch. Firmware: %x APIC: %x\n",
1137                        cpu, apicid, c->initial_apicid);
1138         }
1139         BUG_ON(topology_update_package_map(c->phys_proc_id, cpu));
1140 #else
1141         c->logical_proc_id = 0;
1142 #endif
1143 }
1144
1145 /*
1146  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
1147  */
1148 static void identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
1149 {
1150         int i;
1151
1152         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
1153         c->x86_cache_size = -1;
1154         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
1155         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
1156         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
1157         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
1158         c->x86_max_cores = 1;
1159         c->x86_coreid_bits = 0;
1160         c->cu_id = 0xff;
1161 #ifdef CONFIG_X86_64
1162         c->x86_clflush_size = 64;
1163         c->x86_phys_bits = 36;
1164         c->x86_virt_bits = 48;
1165 #else
1166         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
1167         c->x86_clflush_size = 32;
1168         c->x86_phys_bits = 32;
1169         c->x86_virt_bits = 32;
1170 #endif
1171         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
1172         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
1173
1174         generic_identify(c);
1175
1176         if (this_cpu->c_identify)
1177                 this_cpu->c_identify(c);
1178
1179         /* Clear/Set all flags overridden by options, after probe */
1180         apply_forced_caps(c);
1181
1182 #ifdef CONFIG_X86_64
1183         c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
1184 #endif
1185
1186         /*
1187          * Vendor-specific initialization.  In this section we
1188          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
1189          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
1190          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
1191          * we handle them here.
1192          *
1193          * At the end of this section, c->x86_capability better
1194          * indicate the features this CPU genuinely supports!
1195          */
1196         if (this_cpu->c_init)
1197                 this_cpu->c_init(c);
1198
1199         /* Disable the PN if appropriate */
1200         squash_the_stupid_serial_number(c);
1201
1202         /* Set up SMEP/SMAP */
1203         setup_smep(c);
1204         setup_smap(c);
1205
1206         /*
1207          * The vendor-specific functions might have changed features.
1208          * Now we do "generic changes."
1209          */
1210
1211         /* Filter out anything that depends on CPUID levels we don't have */
1212         filter_cpuid_features(c, true);
1213
1214         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
1215         if (!c->x86_model_id[0]) {
1216                 const char *p;
1217                 p = table_lookup_model(c);
1218                 if (p)
1219                         strcpy(c->x86_model_id, p);
1220                 else
1221                         /* Last resort... */
1222                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
1223                                 c->x86, c->x86_model);
1224         }
1225
1226 #ifdef CONFIG_X86_64
1227         detect_ht(c);
1228 #endif
1229
1230         x86_init_rdrand(c);
1231         x86_init_cache_qos(c);
1232         setup_pku(c);
1233
1234         /*
1235          * Clear/Set all flags overridden by options, need do it
1236          * before following smp all cpus cap AND.
1237          */
1238         apply_forced_caps(c);
1239
1240         /*
1241          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
1242          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
1243          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
1244          * executed, c == &boot_cpu_data.
1245          */
1246         if (c != &boot_cpu_data) {
1247                 /* AND the already accumulated flags with these */
1248                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
1249                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
1250
1251                 /* OR, i.e. replicate the bug flags */
1252                 for (i = NCAPINTS; i < NCAPINTS + NBUGINTS; i++)
1253                         c->x86_capability[i] |= boot_cpu_data.x86_capability[i];
1254         }
1255
1256         /* Init Machine Check Exception if available. */
1257         mcheck_cpu_init(c);
1258
1259         select_idle_routine(c);
1260
1261 #ifdef CONFIG_NUMA
1262         numa_add_cpu(smp_processor_id());
1263 #endif
1264 }
1265
1266 /*
1267  * Set up the CPU state needed to execute SYSENTER/SYSEXIT instructions
1268  * on 32-bit kernels:
1269  */
1270 #ifdef CONFIG_X86_32
1271 void enable_sep_cpu(void)
1272 {
1273         struct tss_struct *tss;
1274         int cpu;
1275
1276         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_SEP))
1277                 return;
1278
1279         cpu = get_cpu();
1280         tss = &per_cpu(cpu_tss, cpu);
1281
1282         /*
1283          * We cache MSR_IA32_SYSENTER_CS's value in the TSS's ss1 field --
1284          * see the big comment in struct x86_hw_tss's definition.
1285          */
1286
1287         tss->x86_tss.ss1 = __KERNEL_CS;
1288         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, tss->x86_tss.ss1, 0);
1289
1290         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_ESP,
1291               (unsigned long)&get_cpu_entry_area(cpu)->tss +
1292               offsetofend(struct tss_struct, SYSENTER_stack),
1293               0);
1294
1295         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (unsigned long)entry_SYSENTER_32, 0);
1296
1297         put_cpu();
1298 }
1299 #endif
1300
1301 void __init identify_boot_cpu(void)
1302 {
1303         identify_cpu(&boot_cpu_data);
1304 #ifdef CONFIG_X86_32
1305         sysenter_setup();
1306         enable_sep_cpu();
1307 #endif
1308         cpu_detect_tlb(&boot_cpu_data);
1309 }
1310
1311 void identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
1312 {
1313         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
1314         identify_cpu(c);
1315 #ifdef CONFIG_X86_32
1316         enable_sep_cpu();
1317 #endif
1318         mtrr_ap_init();
1319         validate_apic_and_package_id(c);
1320 }
1321
1322 static __init int setup_noclflush(char *arg)
1323 {
1324         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLUSH);
1325         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLUSHOPT);
1326         return 1;
1327 }
1328 __setup("noclflush", setup_noclflush);
1329
1330 void print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
1331 {
1332         const char *vendor = NULL;
1333
1334         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM) {
1335                 vendor = this_cpu->c_vendor;
1336         } else {
1337                 if (c->cpuid_level >= 0)
1338                         vendor = c->x86_vendor_id;
1339         }
1340
1341         if (vendor && !strstr(c->x86_model_id, vendor))
1342                 pr_cont("%s ", vendor);
1343
1344         if (c->x86_model_id[0])
1345                 pr_cont("%s", c->x86_model_id);
1346         else
1347                 pr_cont("%d86", c->x86);
1348
1349         pr_cont(" (family: 0x%x, model: 0x%x", c->x86, c->x86_model);
1350
1351         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
1352                 pr_cont(", stepping: 0x%x)\n", c->x86_mask);
1353         else
1354                 pr_cont(")\n");
1355 }
1356
1357 /*
1358  * clearcpuid= was already parsed in fpu__init_parse_early_param.
1359  * But we need to keep a dummy __setup around otherwise it would
1360  * show up as an environment variable for init.
1361  */
1362 static __init int setup_clearcpuid(char *arg)
1363 {
1364         return 1;
1365 }
1366 __setup("clearcpuid=", setup_clearcpuid);
1367
1368 #ifdef CONFIG_X86_64
1369 DEFINE_PER_CPU_FIRST(union irq_stack_union,
1370                      irq_stack_union) __aligned(PAGE_SIZE) __visible;
1371
1372 /*
1373  * The following percpu variables are hot.  Align current_task to
1374  * cacheline size such that they fall in the same cacheline.
1375  */
1376 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) ____cacheline_aligned =
1377         &init_task;
1378 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1379
1380 DEFINE_PER_CPU(char *, irq_stack_ptr) =
1381         init_per_cpu_var(irq_stack_union.irq_stack) + IRQ_STACK_SIZE;
1382
1383 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, irq_count) __visible = -1;
1384
1385 DEFINE_PER_CPU(int, __preempt_count) = INIT_PREEMPT_COUNT;
1386 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(__preempt_count);
1387
1388 /*
1389  * Special IST stacks which the CPU switches to when it calls
1390  * an IST-marked descriptor entry. Up to 7 stacks (hardware
1391  * limit), all of them are 4K, except the debug stack which
1392  * is 8K.
1393  */
1394 static const unsigned int exception_stack_sizes[N_EXCEPTION_STACKS] = {
1395           [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1]        = EXCEPTION_STKSZ,
1396           [DEBUG_STACK - 1]                     = DEBUG_STKSZ
1397 };
1398
1399 static DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(char, exception_stacks
1400         [(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]);
1401
1402 /* May not be marked __init: used by software suspend */
1403 void syscall_init(void)
1404 {
1405         extern char _entry_trampoline[];
1406         extern char entry_SYSCALL_64_trampoline[];
1407
1408         int cpu = smp_processor_id();
1409         unsigned long SYSCALL64_entry_trampoline =
1410                 (unsigned long)get_cpu_entry_area(cpu)->entry_trampoline +
1411                 (entry_SYSCALL_64_trampoline - _entry_trampoline);
1412
1413         wrmsr(MSR_STAR, 0, (__USER32_CS << 16) | __KERNEL_CS);
1414         wrmsrl(MSR_LSTAR, SYSCALL64_entry_trampoline);
1415
1416 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
1417         wrmsrl(MSR_CSTAR, (unsigned long)entry_SYSCALL_compat);
1418         /*
1419          * This only works on Intel CPUs.
1420          * On AMD CPUs these MSRs are 32-bit, CPU truncates MSR_IA32_SYSENTER_EIP.
1421          * This does not cause SYSENTER to jump to the wrong location, because
1422          * AMD doesn't allow SYSENTER in long mode (either 32- or 64-bit).
1423          */
1424         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_CS, (u64)__KERNEL_CS);
1425         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_ESP,
1426                     (unsigned long)&get_cpu_entry_area(cpu)->tss +
1427                     offsetofend(struct tss_struct, SYSENTER_stack));
1428         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (u64)entry_SYSENTER_compat);
1429 #else
1430         wrmsrl(MSR_CSTAR, (unsigned long)ignore_sysret);
1431         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_CS, (u64)GDT_ENTRY_INVALID_SEG);
1432         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, 0ULL);
1433         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, 0ULL);
1434 #endif
1435
1436         /* Flags to clear on syscall */
1437         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
1438                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|
1439                X86_EFLAGS_IOPL|X86_EFLAGS_AC|X86_EFLAGS_NT);
1440 }
1441
1442 /*
1443  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
1444  * debugging, no special alignment required.
1445  */
1446 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
1447
1448 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, debug_stack_addr);
1449 DEFINE_PER_CPU(int, debug_stack_usage);
1450
1451 int is_debug_stack(unsigned long addr)
1452 {
1453         return __this_cpu_read(debug_stack_usage) ||
1454                 (addr <= __this_cpu_read(debug_stack_addr) &&
1455                  addr > (__this_cpu_read(debug_stack_addr) - DEBUG_STKSZ));
1456 }
1457 NOKPROBE_SYMBOL(is_debug_stack);
1458
1459 DEFINE_PER_CPU(u32, debug_idt_ctr);
1460
1461 void debug_stack_set_zero(void)
1462 {
1463         this_cpu_inc(debug_idt_ctr);
1464         load_current_idt();
1465 }
1466 NOKPROBE_SYMBOL(debug_stack_set_zero);
1467
1468 void debug_stack_reset(void)
1469 {
1470         if (WARN_ON(!this_cpu_read(debug_idt_ctr)))
1471                 return;
1472         if (this_cpu_dec_return(debug_idt_ctr) == 0)
1473                 load_current_idt();
1474 }
1475 NOKPROBE_SYMBOL(debug_stack_reset);
1476
1477 #else   /* CONFIG_X86_64 */
1478
1479 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
1480 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1481 DEFINE_PER_CPU(int, __preempt_count) = INIT_PREEMPT_COUNT;
1482 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(__preempt_count);
1483
1484 /*
1485  * On x86_32, vm86 modifies tss.sp0, so sp0 isn't a reliable way to find
1486  * the top of the kernel stack.  Use an extra percpu variable to track the
1487  * top of the kernel stack directly.
1488  */
1489 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cpu_current_top_of_stack) =
1490         (unsigned long)&init_thread_union + THREAD_SIZE;
1491 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_current_top_of_stack);
1492
1493 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
1494 DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct stack_canary, stack_canary);
1495 #endif
1496
1497 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
1498
1499 /*
1500  * Clear all 6 debug registers:
1501  */
1502 static void clear_all_debug_regs(void)
1503 {
1504         int i;
1505
1506         for (i = 0; i < 8; i++) {
1507                 /* Ignore db4, db5 */
1508                 if ((i == 4) || (i == 5))
1509                         continue;
1510
1511                 set_debugreg(0, i);
1512         }
1513 }
1514
1515 #ifdef CONFIG_KGDB
1516 /*
1517  * Restore debug regs if using kgdbwait and you have a kernel debugger
1518  * connection established.
1519  */
1520 static void dbg_restore_debug_regs(void)
1521 {
1522         if (unlikely(kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break))
1523                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1524 }
1525 #else /* ! CONFIG_KGDB */
1526 #define dbg_restore_debug_regs()
1527 #endif /* ! CONFIG_KGDB */
1528
1529 static void wait_for_master_cpu(int cpu)
1530 {
1531 #ifdef CONFIG_SMP
1532         /*
1533          * wait for ACK from master CPU before continuing
1534          * with AP initialization
1535          */
1536         WARN_ON(cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask));
1537         while (!cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callout_mask))
1538                 cpu_relax();
1539 #endif
1540 }
1541
1542 /*
1543  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
1544  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
1545  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
1546  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
1547  * A lot of state is already set up in PDA init for 64 bit
1548  */
1549 #ifdef CONFIG_X86_64
1550
1551 void cpu_init(void)
1552 {
1553         struct orig_ist *oist;
1554         struct task_struct *me;
1555         struct tss_struct *t;
1556         unsigned long v;
1557         int cpu = raw_smp_processor_id();
1558         int i;
1559
1560         wait_for_master_cpu(cpu);
1561
1562         /*
1563          * Initialize the CR4 shadow before doing anything that could
1564          * try to read it.
1565          */
1566         cr4_init_shadow();
1567
1568         if (cpu)
1569                 load_ucode_ap();
1570
1571         t = &per_cpu(cpu_tss, cpu);
1572         oist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
1573
1574 #ifdef CONFIG_NUMA
1575         if (this_cpu_read(numa_node) == 0 &&
1576             early_cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
1577                 set_numa_node(early_cpu_to_node(cpu));
1578 #endif
1579
1580         me = current;
1581
1582         pr_debug("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1583
1584         cr4_clear_bits(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1585
1586         /*
1587          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
1588          * and set up the GDT descriptor:
1589          */
1590
1591         switch_to_new_gdt(cpu);
1592         loadsegment(fs, 0);
1593
1594         load_current_idt();
1595
1596         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
1597         syscall_init();
1598
1599         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
1600         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
1601         barrier();
1602
1603         x86_configure_nx();
1604         x2apic_setup();
1605
1606         /*
1607          * set up and load the per-CPU TSS
1608          */
1609         if (!oist->ist[0]) {
1610                 char *estacks = per_cpu(exception_stacks, cpu);
1611
1612                 for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
1613                         estacks += exception_stack_sizes[v];
1614                         oist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] =
1615                                         (unsigned long)estacks;
1616                         if (v == DEBUG_STACK-1)
1617                                 per_cpu(debug_stack_addr, cpu) = (unsigned long)estacks;
1618                 }
1619         }
1620
1621         t->x86_tss.io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET;
1622
1623         /*
1624          * <= is required because the CPU will access up to
1625          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
1626          */
1627         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
1628                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
1629
1630         mmgrab(&init_mm);
1631         me->active_mm = &init_mm;
1632         BUG_ON(me->mm);
1633         initialize_tlbstate_and_flush();
1634         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
1635
1636         setup_cpu_entry_area(cpu);
1637
1638         /*
1639          * Initialize the TSS.  sp0 points to the entry trampoline stack
1640          * regardless of what task is running.
1641          */
1642         set_tss_desc(cpu, &get_cpu_entry_area(cpu)->tss.x86_tss);
1643         load_TR_desc();
1644         load_sp0((unsigned long)&get_cpu_entry_area(cpu)->tss +
1645                  offsetofend(struct tss_struct, SYSENTER_stack));
1646
1647         load_mm_ldt(&init_mm);
1648
1649         clear_all_debug_regs();
1650         dbg_restore_debug_regs();
1651
1652         fpu__init_cpu();
1653
1654         if (is_uv_system())
1655                 uv_cpu_init();
1656
1657         load_fixmap_gdt(cpu);
1658 }
1659
1660 #else
1661
1662 void cpu_init(void)
1663 {
1664         int cpu = smp_processor_id();
1665         struct task_struct *curr = current;
1666         struct tss_struct *t = &per_cpu(cpu_tss, cpu);
1667
1668         wait_for_master_cpu(cpu);
1669
1670         /*
1671          * Initialize the CR4 shadow before doing anything that could
1672          * try to read it.
1673          */
1674         cr4_init_shadow();
1675
1676         show_ucode_info_early();
1677
1678         pr_info("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1679
1680         if (cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_VME) ||
1681             boot_cpu_has(X86_FEATURE_TSC) ||
1682             boot_cpu_has(X86_FEATURE_DE))
1683                 cr4_clear_bits(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1684
1685         load_current_idt();
1686         switch_to_new_gdt(cpu);
1687
1688         /*
1689          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
1690          */
1691         mmgrab(&init_mm);
1692         curr->active_mm = &init_mm;
1693         BUG_ON(curr->mm);
1694         initialize_tlbstate_and_flush();
1695         enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
1696
1697         setup_cpu_entry_area(cpu);
1698
1699         /*
1700          * Initialize the TSS.  Don't bother initializing sp0, as the initial
1701          * task never enters user mode.
1702          */
1703         set_tss_desc(cpu, &get_cpu_entry_area(cpu)->tss.x86_tss);
1704         load_TR_desc();
1705
1706         load_mm_ldt(&init_mm);
1707
1708         t->x86_tss.io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET;
1709
1710 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1711         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
1712         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1713 #endif
1714
1715         clear_all_debug_regs();
1716         dbg_restore_debug_regs();
1717
1718         fpu__init_cpu();
1719
1720         load_fixmap_gdt(cpu);
1721 }
1722 #endif
1723
1724 static void bsp_resume(void)
1725 {
1726         if (this_cpu->c_bsp_resume)
1727                 this_cpu->c_bsp_resume(&boot_cpu_data);
1728 }
1729
1730 static struct syscore_ops cpu_syscore_ops = {
1731         .resume         = bsp_resume,
1732 };
1733
1734 static int __init init_cpu_syscore(void)
1735 {
1736         register_syscore_ops(&cpu_syscore_ops);
1737         return 0;
1738 }
1739 core_initcall(init_cpu_syscore);