855ec82e4f76f5270f2a788a366cb79c927a2082
[linux-2.6.git] / arch / x86 / kernel / setup64.c
1 /* 
2  * X86-64 specific CPU setup.
3  * Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
4  * Copyright 2001, 2002, 2003 SuSE Labs / Andi Kleen.
5  * See setup.c for older changelog.
6  */ 
7 #include <linux/init.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/sched.h>
10 #include <linux/string.h>
11 #include <linux/bootmem.h>
12 #include <linux/bitops.h>
13 #include <linux/module.h>
14 #include <asm/pda.h>
15 #include <asm/pgtable.h>
16 #include <asm/processor.h>
17 #include <asm/desc.h>
18 #include <asm/atomic.h>
19 #include <asm/mmu_context.h>
20 #include <asm/smp.h>
21 #include <asm/i387.h>
22 #include <asm/percpu.h>
23 #include <asm/proto.h>
24 #include <asm/sections.h>
25 #include <asm/setup.h>
26
27 #ifndef CONFIG_DEBUG_BOOT_PARAMS
28 struct boot_params __initdata boot_params;
29 #else
30 struct boot_params boot_params;
31 #endif
32
33 cpumask_t cpu_initialized __cpuinitdata = CPU_MASK_NONE;
34
35 struct x8664_pda *_cpu_pda[NR_CPUS] __read_mostly;
36 EXPORT_SYMBOL(_cpu_pda);
37 struct x8664_pda boot_cpu_pda[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
38
39 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
40
41 char boot_cpu_stack[IRQSTACKSIZE] __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
42
43 unsigned long __supported_pte_mask __read_mostly = ~0UL;
44 static int do_not_nx __cpuinitdata = 0;
45
46 /* noexec=on|off
47 Control non executable mappings for 64bit processes.
48
49 on      Enable(default)
50 off     Disable
51 */ 
52 static int __init nonx_setup(char *str)
53 {
54         if (!str)
55                 return -EINVAL;
56         if (!strncmp(str, "on", 2)) {
57                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX; 
58                 do_not_nx = 0; 
59         } else if (!strncmp(str, "off", 3)) {
60                 do_not_nx = 1;
61                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
62         }
63         return 0;
64
65 early_param("noexec", nonx_setup);
66
67 int force_personality32 = 0; 
68
69 /* noexec32=on|off
70 Control non executable heap for 32bit processes.
71 To control the stack too use noexec=off
72
73 on      PROT_READ does not imply PROT_EXEC for 32bit processes
74 off     PROT_READ implies PROT_EXEC (default)
75 */
76 static int __init nonx32_setup(char *str)
77 {
78         if (!strcmp(str, "on"))
79                 force_personality32 &= ~READ_IMPLIES_EXEC;
80         else if (!strcmp(str, "off"))
81                 force_personality32 |= READ_IMPLIES_EXEC;
82         return 1;
83 }
84 __setup("noexec32=", nonx32_setup);
85
86 /*
87  * Copy data used in early init routines from the initial arrays to the
88  * per cpu data areas.  These arrays then become expendable and the *_ptrs
89  * are zeroed indicating that the static arrays are gone.
90  */
91 void __init setup_percpu_maps(void)
92 {
93         int cpu;
94
95         for_each_possible_cpu(cpu) {
96 #ifdef CONFIG_SMP
97                 if (per_cpu_offset(cpu)) {
98 #endif
99                         per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu) =
100                                                 x86_cpu_to_apicid_init[cpu];
101 #ifdef CONFIG_NUMA
102                         per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) =
103                                                 x86_cpu_to_node_map_init[cpu];
104 #endif
105 #ifdef CONFIG_SMP
106                 }
107                 else
108                         printk(KERN_NOTICE "per_cpu_offset zero for cpu %d\n",
109                                                                         cpu);
110 #endif
111         }
112
113         /* indicate the early static arrays are gone */
114         x86_cpu_to_apicid_early_ptr = NULL;
115 #ifdef CONFIG_NUMA
116         x86_cpu_to_node_map_early_ptr = NULL;
117 #endif
118 }
119
120 /*
121  * Great future plan:
122  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
123  * Always point %gs to its beginning
124  */
125 void __init setup_per_cpu_areas(void)
126
127         int i;
128         unsigned long size;
129
130 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
131         prefill_possible_map();
132 #endif
133
134         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
135         size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
136
137         printk(KERN_INFO "PERCPU: Allocating %lu bytes of per cpu data\n", size);
138         for_each_cpu_mask (i, cpu_possible_map) {
139                 char *ptr;
140
141                 if (!NODE_DATA(early_cpu_to_node(i))) {
142                         printk("cpu with no node %d, num_online_nodes %d\n",
143                                i, num_online_nodes());
144                         ptr = alloc_bootmem_pages(size);
145                 } else { 
146                         ptr = alloc_bootmem_pages_node(NODE_DATA(early_cpu_to_node(i)), size);
147                 }
148                 if (!ptr)
149                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
150                 cpu_pda(i)->data_offset = ptr - __per_cpu_start;
151                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
152         }
153
154         /* setup percpu data maps early */
155         setup_percpu_maps();
156
157
158 void pda_init(int cpu)
159
160         struct x8664_pda *pda = cpu_pda(cpu);
161
162         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
163         asm volatile("movl %0,%%fs ; movl %0,%%gs" :: "r" (0)); 
164         /* Memory clobbers used to order PDA accessed */
165         mb();
166         wrmsrl(MSR_GS_BASE, pda);
167         mb();
168
169         pda->cpunumber = cpu; 
170         pda->irqcount = -1;
171         pda->kernelstack = 
172                 (unsigned long)stack_thread_info() - PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE; 
173         pda->active_mm = &init_mm;
174         pda->mmu_state = 0;
175
176         if (cpu == 0) {
177                 /* others are initialized in smpboot.c */
178                 pda->pcurrent = &init_task;
179                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack; 
180         } else {
181                 pda->irqstackptr = (char *)
182                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
183                 if (!pda->irqstackptr)
184                         panic("cannot allocate irqstack for cpu %d", cpu); 
185         }
186
187
188         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE-64;
189
190
191 char boot_exception_stacks[(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]
192 __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
193
194 extern asmlinkage void ignore_sysret(void);
195
196 /* May not be marked __init: used by software suspend */
197 void syscall_init(void)
198 {
199         /* 
200          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
201          * They both write to the same internal register. STAR allows to set CS/DS
202          * but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.    
203          */ 
204         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32); 
205         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call); 
206         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
207
208 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION            
209         syscall32_cpu_init ();
210 #endif
211
212         /* Flags to clear on syscall */
213         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
214                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|X86_EFLAGS_IOPL);
215 }
216
217 void __cpuinit check_efer(void)
218 {
219         unsigned long efer;
220
221         rdmsrl(MSR_EFER, efer); 
222         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx) { 
223                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX; 
224         }       
225 }
226
227 unsigned long kernel_eflags;
228
229 /*
230  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
231  * debugging, no special alignment required.
232  */
233 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
234
235 /*
236  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
237  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
238  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
239  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
240  * A lot of state is already set up in PDA init.
241  */
242 void __cpuinit cpu_init (void)
243 {
244         int cpu = stack_smp_processor_id();
245         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
246         struct orig_ist *orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
247         unsigned long v; 
248         char *estacks = NULL; 
249         struct task_struct *me;
250         int i;
251
252         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
253         if (cpu != 0) {
254                 pda_init(cpu);
255         } else 
256                 estacks = boot_exception_stacks; 
257
258         me = current;
259
260         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
261                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
262
263         printk("Initializing CPU#%d\n", cpu);
264
265         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
266
267         /*
268          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
269          * and set up the GDT descriptor:
270          */
271         if (cpu)
272                 memcpy(get_cpu_gdt_table(cpu), cpu_gdt_table, GDT_SIZE);
273
274         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE;
275         load_gdt((const struct desc_ptr *)&cpu_gdt_descr[cpu]);
276         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
277
278         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
279         syscall_init();
280
281         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
282         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
283         barrier(); 
284
285         check_efer();
286
287         /*
288          * set up and load the per-CPU TSS
289          */
290         for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
291                 static const unsigned int order[N_EXCEPTION_STACKS] = {
292                         [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STACK_ORDER,
293                         [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STACK_ORDER
294                 };
295                 if (cpu) {
296                         estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order[v]);
297                         if (!estacks)
298                                 panic("Cannot allocate exception stack %ld %d\n",
299                                       v, cpu); 
300                 }
301                 estacks += PAGE_SIZE << order[v];
302                 orig_ist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] = (unsigned long)estacks;
303         }
304
305         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
306         /*
307          * <= is required because the CPU will access up to
308          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
309          */
310         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
311                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
312
313         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
314         me->active_mm = &init_mm;
315         if (me->mm)
316                 BUG();
317         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
318
319         set_tss_desc(cpu, t);
320         load_TR_desc();
321         load_LDT(&init_mm.context);
322
323         /*
324          * Clear all 6 debug registers:
325          */
326
327         set_debugreg(0UL, 0);
328         set_debugreg(0UL, 1);
329         set_debugreg(0UL, 2);
330         set_debugreg(0UL, 3);
331         set_debugreg(0UL, 6);
332         set_debugreg(0UL, 7);
333
334         fpu_init(); 
335
336         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
337 }