x86, percpu: Collect hot percpu variables into one cacheline
[linux-3.10.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/module.h>
6 #include <linux/percpu.h>
7 #include <linux/string.h>
8 #include <linux/delay.h>
9 #include <linux/sched.h>
10 #include <linux/init.h>
11 #include <linux/kgdb.h>
12 #include <linux/smp.h>
13 #include <linux/io.h>
14
15 #include <asm/stackprotector.h>
16 #include <asm/perf_counter.h>
17 #include <asm/mmu_context.h>
18 #include <asm/hypervisor.h>
19 #include <asm/processor.h>
20 #include <asm/sections.h>
21 #include <asm/topology.h>
22 #include <asm/cpumask.h>
23 #include <asm/pgtable.h>
24 #include <asm/atomic.h>
25 #include <asm/proto.h>
26 #include <asm/setup.h>
27 #include <asm/apic.h>
28 #include <asm/desc.h>
29 #include <asm/i387.h>
30 #include <asm/mtrr.h>
31 #include <asm/numa.h>
32 #include <asm/asm.h>
33 #include <asm/cpu.h>
34 #include <asm/mce.h>
35 #include <asm/msr.h>
36 #include <asm/pat.h>
37 #include <asm/smp.h>
38
39 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
40 #include <asm/uv/uv.h>
41 #endif
42
43 #include "cpu.h"
44
45 /* all of these masks are initialized in setup_cpu_local_masks() */
46 cpumask_var_t cpu_initialized_mask;
47 cpumask_var_t cpu_callout_mask;
48 cpumask_var_t cpu_callin_mask;
49
50 /* representing cpus for which sibling maps can be computed */
51 cpumask_var_t cpu_sibling_setup_mask;
52
53 /* correctly size the local cpu masks */
54 void __init setup_cpu_local_masks(void)
55 {
56         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_initialized_mask);
57         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callin_mask);
58         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callout_mask);
59         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_sibling_setup_mask);
60 }
61
62 static const struct cpu_dev *this_cpu __cpuinitdata;
63
64 DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(struct gdt_page, gdt_page) = { .gdt = {
65 #ifdef CONFIG_X86_64
66         /*
67          * We need valid kernel segments for data and code in long mode too
68          * IRET will check the segment types  kkeil 2000/10/28
69          * Also sysret mandates a special GDT layout
70          *
71          * TLS descriptors are currently at a different place compared to i386.
72          * Hopefully nobody expects them at a fixed place (Wine?)
73          */
74         [GDT_ENTRY_KERNEL32_CS]         = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9b00 } } },
75         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = { { { 0x0000ffff, 0x00af9b00 } } },
76         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9300 } } },
77         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER32_CS]   = { { { 0x0000ffff, 0x00cffb00 } } },
78         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = { { { 0x0000ffff, 0x00cff300 } } },
79         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = { { { 0x0000ffff, 0x00affb00 } } },
80 #else
81         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9a00 } } },
82         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9200 } } },
83         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = { { { 0x0000ffff, 0x00cffa00 } } },
84         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = { { { 0x0000ffff, 0x00cff200 } } },
85         /*
86          * Segments used for calling PnP BIOS have byte granularity.
87          * They code segments and data segments have fixed 64k limits,
88          * the transfer segment sizes are set at run time.
89          */
90         /* 32-bit code */
91         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS32]        = { { { 0x0000ffff, 0x00409a00 } } },
92         /* 16-bit code */
93         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS16]        = { { { 0x0000ffff, 0x00009a00 } } },
94         /* 16-bit data */
95         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_DS]          = { { { 0x0000ffff, 0x00009200 } } },
96         /* 16-bit data */
97         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS1]         = { { { 0x00000000, 0x00009200 } } },
98         /* 16-bit data */
99         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS2]         = { { { 0x00000000, 0x00009200 } } },
100         /*
101          * The APM segments have byte granularity and their bases
102          * are set at run time.  All have 64k limits.
103          */
104         /* 32-bit code */
105         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE]        = { { { 0x0000ffff, 0x00409a00 } } },
106         /* 16-bit code */
107         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+1]      = { { { 0x0000ffff, 0x00009a00 } } },
108         /* data */
109         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+2]      = { { { 0x0000ffff, 0x00409200 } } },
110
111         [GDT_ENTRY_ESPFIX_SS]           = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9200 } } },
112         [GDT_ENTRY_PERCPU]              = { { { 0x0000ffff, 0x00cf9200 } } },
113         GDT_STACK_CANARY_INIT
114 #endif
115 } };
116 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(gdt_page);
117
118 static int __init x86_xsave_setup(char *s)
119 {
120         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_XSAVE);
121         return 1;
122 }
123 __setup("noxsave", x86_xsave_setup);
124
125 #ifdef CONFIG_X86_32
126 static int cachesize_override __cpuinitdata = -1;
127 static int disable_x86_serial_nr __cpuinitdata = 1;
128
129 static int __init cachesize_setup(char *str)
130 {
131         get_option(&str, &cachesize_override);
132         return 1;
133 }
134 __setup("cachesize=", cachesize_setup);
135
136 static int __init x86_fxsr_setup(char *s)
137 {
138         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_FXSR);
139         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_XMM);
140         return 1;
141 }
142 __setup("nofxsr", x86_fxsr_setup);
143
144 static int __init x86_sep_setup(char *s)
145 {
146         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEP);
147         return 1;
148 }
149 __setup("nosep", x86_sep_setup);
150
151 /* Standard macro to see if a specific flag is changeable */
152 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
153 {
154         u32 f1, f2;
155
156         /*
157          * Cyrix and IDT cpus allow disabling of CPUID
158          * so the code below may return different results
159          * when it is executed before and after enabling
160          * the CPUID. Add "volatile" to not allow gcc to
161          * optimize the subsequent calls to this function.
162          */
163         asm volatile ("pushfl           \n\t"
164                       "pushfl           \n\t"
165                       "popl %0          \n\t"
166                       "movl %0, %1      \n\t"
167                       "xorl %2, %0      \n\t"
168                       "pushl %0         \n\t"
169                       "popfl            \n\t"
170                       "pushfl           \n\t"
171                       "popl %0          \n\t"
172                       "popfl            \n\t"
173
174                       : "=&r" (f1), "=&r" (f2)
175                       : "ir" (flag));
176
177         return ((f1^f2) & flag) != 0;
178 }
179
180 /* Probe for the CPUID instruction */
181 static int __cpuinit have_cpuid_p(void)
182 {
183         return flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_ID);
184 }
185
186 static void __cpuinit squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
187 {
188         unsigned long lo, hi;
189
190         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_PN) || !disable_x86_serial_nr)
191                 return;
192
193         /* Disable processor serial number: */
194
195         rdmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
196         lo |= 0x200000;
197         wrmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
198
199         printk(KERN_NOTICE "CPU serial number disabled.\n");
200         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PN);
201
202         /* Disabling the serial number may affect the cpuid level */
203         c->cpuid_level = cpuid_eax(0);
204 }
205
206 static int __init x86_serial_nr_setup(char *s)
207 {
208         disable_x86_serial_nr = 0;
209         return 1;
210 }
211 __setup("serialnumber", x86_serial_nr_setup);
212 #else
213 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
214 {
215         return 1;
216 }
217 /* Probe for the CPUID instruction */
218 static inline int have_cpuid_p(void)
219 {
220         return 1;
221 }
222 static inline void squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
223 {
224 }
225 #endif
226
227 /*
228  * Some CPU features depend on higher CPUID levels, which may not always
229  * be available due to CPUID level capping or broken virtualization
230  * software.  Add those features to this table to auto-disable them.
231  */
232 struct cpuid_dependent_feature {
233         u32 feature;
234         u32 level;
235 };
236
237 static const struct cpuid_dependent_feature __cpuinitconst
238 cpuid_dependent_features[] = {
239         { X86_FEATURE_MWAIT,            0x00000005 },
240         { X86_FEATURE_DCA,              0x00000009 },
241         { X86_FEATURE_XSAVE,            0x0000000d },
242         { 0, 0 }
243 };
244
245 static void __cpuinit filter_cpuid_features(struct cpuinfo_x86 *c, bool warn)
246 {
247         const struct cpuid_dependent_feature *df;
248
249         for (df = cpuid_dependent_features; df->feature; df++) {
250
251                 if (!cpu_has(c, df->feature))
252                         continue;
253                 /*
254                  * Note: cpuid_level is set to -1 if unavailable, but
255                  * extended_extended_level is set to 0 if unavailable
256                  * and the legitimate extended levels are all negative
257                  * when signed; hence the weird messing around with
258                  * signs here...
259                  */
260                 if (!((s32)df->level < 0 ?
261                      (u32)df->level > (u32)c->extended_cpuid_level :
262                      (s32)df->level > (s32)c->cpuid_level))
263                         continue;
264
265                 clear_cpu_cap(c, df->feature);
266                 if (!warn)
267                         continue;
268
269                 printk(KERN_WARNING
270                        "CPU: CPU feature %s disabled, no CPUID level 0x%x\n",
271                                 x86_cap_flags[df->feature], df->level);
272         }
273 }
274
275 /*
276  * Naming convention should be: <Name> [(<Codename>)]
277  * This table only is used unless init_<vendor>() below doesn't set it;
278  * in particular, if CPUID levels 0x80000002..4 are supported, this
279  * isn't used
280  */
281
282 /* Look up CPU names by table lookup. */
283 static const char *__cpuinit table_lookup_model(struct cpuinfo_x86 *c)
284 {
285         const struct cpu_model_info *info;
286
287         if (c->x86_model >= 16)
288                 return NULL;    /* Range check */
289
290         if (!this_cpu)
291                 return NULL;
292
293         info = this_cpu->c_models;
294
295         while (info && info->family) {
296                 if (info->family == c->x86)
297                         return info->model_names[c->x86_model];
298                 info++;
299         }
300         return NULL;            /* Not found */
301 }
302
303 __u32 cpu_caps_cleared[NCAPINTS] __cpuinitdata;
304 __u32 cpu_caps_set[NCAPINTS] __cpuinitdata;
305
306 void load_percpu_segment(int cpu)
307 {
308 #ifdef CONFIG_X86_32
309         loadsegment(fs, __KERNEL_PERCPU);
310 #else
311         loadsegment(gs, 0);
312         wrmsrl(MSR_GS_BASE, (unsigned long)per_cpu(irq_stack_union.gs_base, cpu));
313 #endif
314         load_stack_canary_segment();
315 }
316
317 /*
318  * Current gdt points %fs at the "master" per-cpu area: after this,
319  * it's on the real one.
320  */
321 void switch_to_new_gdt(int cpu)
322 {
323         struct desc_ptr gdt_descr;
324
325         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_table(cpu);
326         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
327         load_gdt(&gdt_descr);
328         /* Reload the per-cpu base */
329
330         load_percpu_segment(cpu);
331 }
332
333 static const struct cpu_dev *__cpuinitdata cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
334
335 static void __cpuinit default_init(struct cpuinfo_x86 *c)
336 {
337 #ifdef CONFIG_X86_64
338         display_cacheinfo(c);
339 #else
340         /* Not much we can do here... */
341         /* Check if at least it has cpuid */
342         if (c->cpuid_level == -1) {
343                 /* No cpuid. It must be an ancient CPU */
344                 if (c->x86 == 4)
345                         strcpy(c->x86_model_id, "486");
346                 else if (c->x86 == 3)
347                         strcpy(c->x86_model_id, "386");
348         }
349 #endif
350 }
351
352 static const struct cpu_dev __cpuinitconst default_cpu = {
353         .c_init = default_init,
354         .c_vendor = "Unknown",
355         .c_x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN,
356 };
357
358 static void __cpuinit get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
359 {
360         unsigned int *v;
361         char *p, *q;
362
363         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000004)
364                 return;
365
366         v = (unsigned int *)c->x86_model_id;
367         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
368         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
369         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
370         c->x86_model_id[48] = 0;
371
372         /*
373          * Intel chips right-justify this string for some dumb reason;
374          * undo that brain damage:
375          */
376         p = q = &c->x86_model_id[0];
377         while (*p == ' ')
378                 p++;
379         if (p != q) {
380                 while (*p)
381                         *q++ = *p++;
382                 while (q <= &c->x86_model_id[48])
383                         *q++ = '\0';    /* Zero-pad the rest */
384         }
385 }
386
387 void __cpuinit display_cacheinfo(struct cpuinfo_x86 *c)
388 {
389         unsigned int n, dummy, ebx, ecx, edx, l2size;
390
391         n = c->extended_cpuid_level;
392
393         if (n >= 0x80000005) {
394                 cpuid(0x80000005, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
395                 printk(KERN_INFO "CPU: L1 I Cache: %dK (%d bytes/line), D cache %dK (%d bytes/line)\n",
396                                 edx>>24, edx&0xFF, ecx>>24, ecx&0xFF);
397                 c->x86_cache_size = (ecx>>24) + (edx>>24);
398 #ifdef CONFIG_X86_64
399                 /* On K8 L1 TLB is inclusive, so don't count it */
400                 c->x86_tlbsize = 0;
401 #endif
402         }
403
404         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
405                 return;
406
407         cpuid(0x80000006, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
408         l2size = ecx >> 16;
409
410 #ifdef CONFIG_X86_64
411         c->x86_tlbsize += ((ebx >> 16) & 0xfff) + (ebx & 0xfff);
412 #else
413         /* do processor-specific cache resizing */
414         if (this_cpu->c_size_cache)
415                 l2size = this_cpu->c_size_cache(c, l2size);
416
417         /* Allow user to override all this if necessary. */
418         if (cachesize_override != -1)
419                 l2size = cachesize_override;
420
421         if (l2size == 0)
422                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
423 #endif
424
425         c->x86_cache_size = l2size;
426
427         printk(KERN_INFO "CPU: L2 Cache: %dK (%d bytes/line)\n",
428                         l2size, ecx & 0xFF);
429 }
430
431 void __cpuinit detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
432 {
433 #ifdef CONFIG_X86_HT
434         u32 eax, ebx, ecx, edx;
435         int index_msb, core_bits;
436
437         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT))
438                 return;
439
440         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
441                 goto out;
442
443         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XTOPOLOGY))
444                 return;
445
446         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
447
448         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
449
450         if (smp_num_siblings == 1) {
451                 printk(KERN_INFO  "CPU: Hyper-Threading is disabled\n");
452                 goto out;
453         }
454
455         if (smp_num_siblings <= 1)
456                 goto out;
457
458         if (smp_num_siblings > nr_cpu_ids) {
459                 pr_warning("CPU: Unsupported number of siblings %d",
460                            smp_num_siblings);
461                 smp_num_siblings = 1;
462                 return;
463         }
464
465         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
466         c->phys_proc_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb);
467
468         smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
469
470         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
471
472         core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
473
474         c->cpu_core_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb) &
475                                        ((1 << core_bits) - 1);
476
477 out:
478         if ((c->x86_max_cores * smp_num_siblings) > 1) {
479                 printk(KERN_INFO  "CPU: Physical Processor ID: %d\n",
480                        c->phys_proc_id);
481                 printk(KERN_INFO  "CPU: Processor Core ID: %d\n",
482                        c->cpu_core_id);
483         }
484 #endif
485 }
486
487 static void __cpuinit get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c)
488 {
489         char *v = c->x86_vendor_id;
490         int i;
491
492         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
493                 if (!cpu_devs[i])
494                         break;
495
496                 if (!strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
497                     (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
498                      !strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
499
500                         this_cpu = cpu_devs[i];
501                         c->x86_vendor = this_cpu->c_x86_vendor;
502                         return;
503                 }
504         }
505
506         printk_once(KERN_ERR
507                         "CPU: vendor_id '%s' unknown, using generic init.\n" \
508                         "CPU: Your system may be unstable.\n", v);
509
510         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
511         this_cpu = &default_cpu;
512 }
513
514 void __cpuinit cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c)
515 {
516         /* Get vendor name */
517         cpuid(0x00000000, (unsigned int *)&c->cpuid_level,
518               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[0],
519               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[8],
520               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[4]);
521
522         c->x86 = 4;
523         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
524         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
525                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
526
527                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
528                 c->x86 = (tfms >> 8) & 0xf;
529                 c->x86_model = (tfms >> 4) & 0xf;
530                 c->x86_mask = tfms & 0xf;
531
532                 if (c->x86 == 0xf)
533                         c->x86 += (tfms >> 20) & 0xff;
534                 if (c->x86 >= 0x6)
535                         c->x86_model += ((tfms >> 16) & 0xf) << 4;
536
537                 if (cap0 & (1<<19)) {
538                         c->x86_clflush_size = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
539                         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
540                 }
541         }
542 }
543
544 static void __cpuinit get_cpu_cap(struct cpuinfo_x86 *c)
545 {
546         u32 tfms, xlvl;
547         u32 ebx;
548
549         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
550         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
551                 u32 capability, excap;
552
553                 cpuid(0x00000001, &tfms, &ebx, &excap, &capability);
554                 c->x86_capability[0] = capability;
555                 c->x86_capability[4] = excap;
556         }
557
558         /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
559         xlvl = cpuid_eax(0x80000000);
560         c->extended_cpuid_level = xlvl;
561
562         if ((xlvl & 0xffff0000) == 0x80000000) {
563                 if (xlvl >= 0x80000001) {
564                         c->x86_capability[1] = cpuid_edx(0x80000001);
565                         c->x86_capability[6] = cpuid_ecx(0x80000001);
566                 }
567         }
568
569         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
570                 u32 eax = cpuid_eax(0x80000008);
571
572                 c->x86_virt_bits = (eax >> 8) & 0xff;
573                 c->x86_phys_bits = eax & 0xff;
574         }
575 #ifdef CONFIG_X86_32
576         else if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PAE) || cpu_has(c, X86_FEATURE_PSE36))
577                 c->x86_phys_bits = 36;
578 #endif
579
580         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000007)
581                 c->x86_power = cpuid_edx(0x80000007);
582
583 }
584
585 static void __cpuinit identify_cpu_without_cpuid(struct cpuinfo_x86 *c)
586 {
587 #ifdef CONFIG_X86_32
588         int i;
589
590         /*
591          * First of all, decide if this is a 486 or higher
592          * It's a 486 if we can modify the AC flag
593          */
594         if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC))
595                 c->x86 = 4;
596         else
597                 c->x86 = 3;
598
599         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++)
600                 if (cpu_devs[i] && cpu_devs[i]->c_identify) {
601                         c->x86_vendor_id[0] = 0;
602                         cpu_devs[i]->c_identify(c);
603                         if (c->x86_vendor_id[0]) {
604                                 get_cpu_vendor(c);
605                                 break;
606                         }
607                 }
608 #endif
609 }
610
611 /*
612  * Do minimum CPU detection early.
613  * Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask,
614  * cache alignment.
615  * The others are not touched to avoid unwanted side effects.
616  *
617  * WARNING: this function is only called on the BP.  Don't add code here
618  * that is supposed to run on all CPUs.
619  */
620 static void __init early_identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
621 {
622 #ifdef CONFIG_X86_64
623         c->x86_clflush_size = 64;
624         c->x86_phys_bits = 36;
625         c->x86_virt_bits = 48;
626 #else
627         c->x86_clflush_size = 32;
628         c->x86_phys_bits = 32;
629         c->x86_virt_bits = 32;
630 #endif
631         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
632
633         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
634         c->extended_cpuid_level = 0;
635
636         if (!have_cpuid_p())
637                 identify_cpu_without_cpuid(c);
638
639         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
640         if (!have_cpuid_p())
641                 return;
642
643         cpu_detect(c);
644
645         get_cpu_vendor(c);
646
647         get_cpu_cap(c);
648
649         if (this_cpu->c_early_init)
650                 this_cpu->c_early_init(c);
651
652 #ifdef CONFIG_SMP
653         c->cpu_index = boot_cpu_id;
654 #endif
655         filter_cpuid_features(c, false);
656 }
657
658 void __init early_cpu_init(void)
659 {
660         const struct cpu_dev *const *cdev;
661         int count = 0;
662
663         printk(KERN_INFO "KERNEL supported cpus:\n");
664         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
665                 const struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
666                 unsigned int j;
667
668                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
669                         break;
670                 cpu_devs[count] = cpudev;
671                 count++;
672
673                 for (j = 0; j < 2; j++) {
674                         if (!cpudev->c_ident[j])
675                                 continue;
676                         printk(KERN_INFO "  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
677                                 cpudev->c_ident[j]);
678                 }
679         }
680
681         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
682 }
683
684 /*
685  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs with
686  * family >= 6; unfortunately, that's not true in practice because
687  * of early VIA chips and (more importantly) broken virtualizers that
688  * are not easy to detect.  In the latter case it doesn't even *fail*
689  * reliably, so probing for it doesn't even work.  Disable it completely
690  * unless we can find a reliable way to detect all the broken cases.
691  */
692 static void __cpuinit detect_nopl(struct cpuinfo_x86 *c)
693 {
694         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
695 }
696
697 static void __cpuinit generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
698 {
699         c->extended_cpuid_level = 0;
700
701         if (!have_cpuid_p())
702                 identify_cpu_without_cpuid(c);
703
704         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
705         if (!have_cpuid_p())
706                 return;
707
708         cpu_detect(c);
709
710         get_cpu_vendor(c);
711
712         get_cpu_cap(c);
713
714         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
715                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
716 #ifdef CONFIG_X86_32
717 # ifdef CONFIG_X86_HT
718                 c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
719 # else
720                 c->apicid = c->initial_apicid;
721 # endif
722 #endif
723
724 #ifdef CONFIG_X86_HT
725                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
726 #endif
727         }
728
729         get_model_name(c); /* Default name */
730
731         init_scattered_cpuid_features(c);
732         detect_nopl(c);
733 }
734
735 /*
736  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
737  */
738 static void __cpuinit identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
739 {
740         int i;
741
742         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
743         c->x86_cache_size = -1;
744         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
745         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
746         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
747         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
748         c->x86_max_cores = 1;
749         c->x86_coreid_bits = 0;
750 #ifdef CONFIG_X86_64
751         c->x86_clflush_size = 64;
752         c->x86_phys_bits = 36;
753         c->x86_virt_bits = 48;
754 #else
755         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
756         c->x86_clflush_size = 32;
757         c->x86_phys_bits = 32;
758         c->x86_virt_bits = 32;
759 #endif
760         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
761         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
762
763         generic_identify(c);
764
765         if (this_cpu->c_identify)
766                 this_cpu->c_identify(c);
767
768         /* Clear/Set all flags overriden by options, after probe */
769         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++) {
770                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
771                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
772         }
773
774 #ifdef CONFIG_X86_64
775         c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
776 #endif
777
778         /*
779          * Vendor-specific initialization.  In this section we
780          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
781          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
782          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
783          * we handle them here.
784          *
785          * At the end of this section, c->x86_capability better
786          * indicate the features this CPU genuinely supports!
787          */
788         if (this_cpu->c_init)
789                 this_cpu->c_init(c);
790
791         /* Disable the PN if appropriate */
792         squash_the_stupid_serial_number(c);
793
794         /*
795          * The vendor-specific functions might have changed features.
796          * Now we do "generic changes."
797          */
798
799         /* Filter out anything that depends on CPUID levels we don't have */
800         filter_cpuid_features(c, true);
801
802         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
803         if (!c->x86_model_id[0]) {
804                 const char *p;
805                 p = table_lookup_model(c);
806                 if (p)
807                         strcpy(c->x86_model_id, p);
808                 else
809                         /* Last resort... */
810                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
811                                 c->x86, c->x86_model);
812         }
813
814 #ifdef CONFIG_X86_64
815         detect_ht(c);
816 #endif
817
818         init_hypervisor(c);
819
820         /*
821          * Clear/Set all flags overriden by options, need do it
822          * before following smp all cpus cap AND.
823          */
824         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++) {
825                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
826                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
827         }
828
829         /*
830          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
831          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
832          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
833          * executed, c == &boot_cpu_data.
834          */
835         if (c != &boot_cpu_data) {
836                 /* AND the already accumulated flags with these */
837                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
838                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
839         }
840
841 #ifdef CONFIG_X86_MCE
842         /* Init Machine Check Exception if available. */
843         mcheck_init(c);
844 #endif
845
846         select_idle_routine(c);
847
848 #if defined(CONFIG_NUMA) && defined(CONFIG_X86_64)
849         numa_add_cpu(smp_processor_id());
850 #endif
851 }
852
853 #ifdef CONFIG_X86_64
854 static void vgetcpu_set_mode(void)
855 {
856         if (cpu_has(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_RDTSCP))
857                 vgetcpu_mode = VGETCPU_RDTSCP;
858         else
859                 vgetcpu_mode = VGETCPU_LSL;
860 }
861 #endif
862
863 void __init identify_boot_cpu(void)
864 {
865         identify_cpu(&boot_cpu_data);
866         init_c1e_mask();
867 #ifdef CONFIG_X86_32
868         sysenter_setup();
869         enable_sep_cpu();
870 #else
871         vgetcpu_set_mode();
872 #endif
873         init_hw_perf_counters();
874 }
875
876 void __cpuinit identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
877 {
878         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
879         identify_cpu(c);
880 #ifdef CONFIG_X86_32
881         enable_sep_cpu();
882 #endif
883         mtrr_ap_init();
884 }
885
886 struct msr_range {
887         unsigned        min;
888         unsigned        max;
889 };
890
891 static const struct msr_range msr_range_array[] __cpuinitconst = {
892         { 0x00000000, 0x00000418},
893         { 0xc0000000, 0xc000040b},
894         { 0xc0010000, 0xc0010142},
895         { 0xc0011000, 0xc001103b},
896 };
897
898 static void __cpuinit print_cpu_msr(void)
899 {
900         unsigned index_min, index_max;
901         unsigned index;
902         u64 val;
903         int i;
904
905         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(msr_range_array); i++) {
906                 index_min = msr_range_array[i].min;
907                 index_max = msr_range_array[i].max;
908
909                 for (index = index_min; index < index_max; index++) {
910                         if (rdmsrl_amd_safe(index, &val))
911                                 continue;
912                         printk(KERN_INFO " MSR%08x: %016llx\n", index, val);
913                 }
914         }
915 }
916
917 static int show_msr __cpuinitdata;
918
919 static __init int setup_show_msr(char *arg)
920 {
921         int num;
922
923         get_option(&arg, &num);
924
925         if (num > 0)
926                 show_msr = num;
927         return 1;
928 }
929 __setup("show_msr=", setup_show_msr);
930
931 static __init int setup_noclflush(char *arg)
932 {
933         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLSH);
934         return 1;
935 }
936 __setup("noclflush", setup_noclflush);
937
938 void __cpuinit print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
939 {
940         const char *vendor = NULL;
941
942         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM) {
943                 vendor = this_cpu->c_vendor;
944         } else {
945                 if (c->cpuid_level >= 0)
946                         vendor = c->x86_vendor_id;
947         }
948
949         if (vendor && !strstr(c->x86_model_id, vendor))
950                 printk(KERN_CONT "%s ", vendor);
951
952         if (c->x86_model_id[0])
953                 printk(KERN_CONT "%s", c->x86_model_id);
954         else
955                 printk(KERN_CONT "%d86", c->x86);
956
957         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
958                 printk(KERN_CONT " stepping %02x\n", c->x86_mask);
959         else
960                 printk(KERN_CONT "\n");
961
962 #ifdef CONFIG_SMP
963         if (c->cpu_index < show_msr)
964                 print_cpu_msr();
965 #else
966         if (show_msr)
967                 print_cpu_msr();
968 #endif
969 }
970
971 static __init int setup_disablecpuid(char *arg)
972 {
973         int bit;
974
975         if (get_option(&arg, &bit) && bit < NCAPINTS*32)
976                 setup_clear_cpu_cap(bit);
977         else
978                 return 0;
979
980         return 1;
981 }
982 __setup("clearcpuid=", setup_disablecpuid);
983
984 #ifdef CONFIG_X86_64
985 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
986
987 DEFINE_PER_CPU_FIRST(union irq_stack_union,
988                      irq_stack_union) __aligned(PAGE_SIZE);
989
990 /*
991  * The following four percpu variables are hot.  Align current_task to
992  * cacheline size such that all four fall in the same cacheline.
993  */
994 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) ____cacheline_aligned =
995         &init_task;
996 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
997
998 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, kernel_stack) =
999         (unsigned long)&init_thread_union - KERNEL_STACK_OFFSET + THREAD_SIZE;
1000 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_stack);
1001
1002 DEFINE_PER_CPU(char *, irq_stack_ptr) =
1003         init_per_cpu_var(irq_stack_union.irq_stack) + IRQ_STACK_SIZE - 64;
1004
1005 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, irq_count) = -1;
1006
1007 /*
1008  * Special IST stacks which the CPU switches to when it calls
1009  * an IST-marked descriptor entry. Up to 7 stacks (hardware
1010  * limit), all of them are 4K, except the debug stack which
1011  * is 8K.
1012  */
1013 static const unsigned int exception_stack_sizes[N_EXCEPTION_STACKS] = {
1014           [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1]        = EXCEPTION_STKSZ,
1015           [DEBUG_STACK - 1]                     = DEBUG_STKSZ
1016 };
1017
1018 static DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(char, exception_stacks
1019         [(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]);
1020
1021 /* May not be marked __init: used by software suspend */
1022 void syscall_init(void)
1023 {
1024         /*
1025          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
1026          * They both write to the same internal register. STAR allows to
1027          * set CS/DS but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.
1028          */
1029         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32);
1030         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call);
1031         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
1032
1033 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
1034         syscall32_cpu_init();
1035 #endif
1036
1037         /* Flags to clear on syscall */
1038         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
1039                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|X86_EFLAGS_IOPL);
1040 }
1041
1042 unsigned long kernel_eflags;
1043
1044 /*
1045  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
1046  * debugging, no special alignment required.
1047  */
1048 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
1049
1050 #else   /* CONFIG_X86_64 */
1051
1052 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
1053 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1054
1055 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
1056 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, stack_canary);
1057 #endif
1058
1059 /* Make sure %fs and %gs are initialized properly in idle threads */
1060 struct pt_regs * __cpuinit idle_regs(struct pt_regs *regs)
1061 {
1062         memset(regs, 0, sizeof(struct pt_regs));
1063         regs->fs = __KERNEL_PERCPU;
1064         regs->gs = __KERNEL_STACK_CANARY;
1065
1066         return regs;
1067 }
1068 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
1069
1070 /*
1071  * Clear all 6 debug registers:
1072  */
1073 static void clear_all_debug_regs(void)
1074 {
1075         int i;
1076
1077         for (i = 0; i < 8; i++) {
1078                 /* Ignore db4, db5 */
1079                 if ((i == 4) || (i == 5))
1080                         continue;
1081
1082                 set_debugreg(0, i);
1083         }
1084 }
1085
1086 /*
1087  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
1088  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
1089  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
1090  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
1091  * A lot of state is already set up in PDA init for 64 bit
1092  */
1093 #ifdef CONFIG_X86_64
1094
1095 void __cpuinit cpu_init(void)
1096 {
1097         struct orig_ist *orig_ist;
1098         struct task_struct *me;
1099         struct tss_struct *t;
1100         unsigned long v;
1101         int cpu;
1102         int i;
1103
1104         cpu = stack_smp_processor_id();
1105         t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1106         orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
1107
1108 #ifdef CONFIG_NUMA
1109         if (cpu != 0 && percpu_read(node_number) == 0 &&
1110             cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
1111                 percpu_write(node_number, cpu_to_node(cpu));
1112 #endif
1113
1114         me = current;
1115
1116         if (cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask))
1117                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1118
1119         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
1120
1121         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1122
1123         /*
1124          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
1125          * and set up the GDT descriptor:
1126          */
1127
1128         switch_to_new_gdt(cpu);
1129         loadsegment(fs, 0);
1130
1131         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
1132
1133         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
1134         syscall_init();
1135
1136         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
1137         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
1138         barrier();
1139
1140         check_efer();
1141         if (cpu != 0)
1142                 enable_x2apic();
1143
1144         /*
1145          * set up and load the per-CPU TSS
1146          */
1147         if (!orig_ist->ist[0]) {
1148                 char *estacks = per_cpu(exception_stacks, cpu);
1149
1150                 for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
1151                         estacks += exception_stack_sizes[v];
1152                         orig_ist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] =
1153                                         (unsigned long)estacks;
1154                 }
1155         }
1156
1157         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1158
1159         /*
1160          * <= is required because the CPU will access up to
1161          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
1162          */
1163         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
1164                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
1165
1166         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1167         me->active_mm = &init_mm;
1168         BUG_ON(me->mm);
1169         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
1170
1171         load_sp0(t, &current->thread);
1172         set_tss_desc(cpu, t);
1173         load_TR_desc();
1174         load_LDT(&init_mm.context);
1175
1176 #ifdef CONFIG_KGDB
1177         /*
1178          * If the kgdb is connected no debug regs should be altered.  This
1179          * is only applicable when KGDB and a KGDB I/O module are built
1180          * into the kernel and you are using early debugging with
1181          * kgdbwait. KGDB will control the kernel HW breakpoint registers.
1182          */
1183         if (kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break)
1184                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1185         else
1186 #endif
1187                 clear_all_debug_regs();
1188
1189         fpu_init();
1190
1191         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
1192
1193         if (is_uv_system())
1194                 uv_cpu_init();
1195 }
1196
1197 #else
1198
1199 void __cpuinit cpu_init(void)
1200 {
1201         int cpu = smp_processor_id();
1202         struct task_struct *curr = current;
1203         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
1204         struct thread_struct *thread = &curr->thread;
1205
1206         if (cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask)) {
1207                 printk(KERN_WARNING "CPU#%d already initialized!\n", cpu);
1208                 for (;;)
1209                         local_irq_enable();
1210         }
1211
1212         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
1213
1214         if (cpu_has_vme || cpu_has_tsc || cpu_has_de)
1215                 clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1216
1217         load_idt(&idt_descr);
1218         switch_to_new_gdt(cpu);
1219
1220         /*
1221          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
1222          */
1223         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1224         curr->active_mm = &init_mm;
1225         BUG_ON(curr->mm);
1226         enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
1227
1228         load_sp0(t, thread);
1229         set_tss_desc(cpu, t);
1230         load_TR_desc();
1231         load_LDT(&init_mm.context);
1232
1233         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1234
1235 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1236         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
1237         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1238 #endif
1239
1240         clear_all_debug_regs();
1241
1242         /*
1243          * Force FPU initialization:
1244          */
1245         if (cpu_has_xsave)
1246                 current_thread_info()->status = TS_XSAVE;
1247         else
1248                 current_thread_info()->status = 0;
1249         clear_used_math();
1250         mxcsr_feature_mask_init();
1251
1252         /*
1253          * Boot processor to setup the FP and extended state context info.
1254          */
1255         if (smp_processor_id() == boot_cpu_id)
1256                 init_thread_xstate();
1257
1258         xsave_init();
1259 }
1260 #endif