[PATCH] tiny: Make x86 doublefault handling optional
[linux-2.6.git] / arch / i386 / kernel / cpu / common.c
1 #include <linux/init.h>
2 #include <linux/string.h>
3 #include <linux/delay.h>
4 #include <linux/smp.h>
5 #include <linux/module.h>
6 #include <linux/percpu.h>
7 #include <asm/semaphore.h>
8 #include <asm/processor.h>
9 #include <asm/i387.h>
10 #include <asm/msr.h>
11 #include <asm/io.h>
12 #include <asm/mmu_context.h>
13 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
14 #include <asm/mpspec.h>
15 #include <asm/apic.h>
16 #include <mach_apic.h>
17 #endif
18
19 #include "cpu.h"
20
21 DEFINE_PER_CPU(unsigned char, cpu_16bit_stack[CPU_16BIT_STACK_SIZE]);
22 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_16bit_stack);
23
24 static int cachesize_override __devinitdata = -1;
25 static int disable_x86_fxsr __devinitdata = 0;
26 static int disable_x86_serial_nr __devinitdata = 1;
27
28 struct cpu_dev * cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
29
30 extern int disable_pse;
31
32 static void default_init(struct cpuinfo_x86 * c)
33 {
34         /* Not much we can do here... */
35         /* Check if at least it has cpuid */
36         if (c->cpuid_level == -1) {
37                 /* No cpuid. It must be an ancient CPU */
38                 if (c->x86 == 4)
39                         strcpy(c->x86_model_id, "486");
40                 else if (c->x86 == 3)
41                         strcpy(c->x86_model_id, "386");
42         }
43 }
44
45 static struct cpu_dev default_cpu = {
46         .c_init = default_init,
47 };
48 static struct cpu_dev * this_cpu = &default_cpu;
49
50 static int __init cachesize_setup(char *str)
51 {
52         get_option (&str, &cachesize_override);
53         return 1;
54 }
55 __setup("cachesize=", cachesize_setup);
56
57 int __devinit get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
58 {
59         unsigned int *v;
60         char *p, *q;
61
62         if (cpuid_eax(0x80000000) < 0x80000004)
63                 return 0;
64
65         v = (unsigned int *) c->x86_model_id;
66         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
67         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
68         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
69         c->x86_model_id[48] = 0;
70
71         /* Intel chips right-justify this string for some dumb reason;
72            undo that brain damage */
73         p = q = &c->x86_model_id[0];
74         while ( *p == ' ' )
75              p++;
76         if ( p != q ) {
77              while ( *p )
78                   *q++ = *p++;
79              while ( q <= &c->x86_model_id[48] )
80                   *q++ = '\0';  /* Zero-pad the rest */
81         }
82
83         return 1;
84 }
85
86
87 void __devinit display_cacheinfo(struct cpuinfo_x86 *c)
88 {
89         unsigned int n, dummy, ecx, edx, l2size;
90
91         n = cpuid_eax(0x80000000);
92
93         if (n >= 0x80000005) {
94                 cpuid(0x80000005, &dummy, &dummy, &ecx, &edx);
95                 printk(KERN_INFO "CPU: L1 I Cache: %dK (%d bytes/line), D cache %dK (%d bytes/line)\n",
96                         edx>>24, edx&0xFF, ecx>>24, ecx&0xFF);
97                 c->x86_cache_size=(ecx>>24)+(edx>>24);  
98         }
99
100         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
101                 return;
102
103         ecx = cpuid_ecx(0x80000006);
104         l2size = ecx >> 16;
105         
106         /* do processor-specific cache resizing */
107         if (this_cpu->c_size_cache)
108                 l2size = this_cpu->c_size_cache(c,l2size);
109
110         /* Allow user to override all this if necessary. */
111         if (cachesize_override != -1)
112                 l2size = cachesize_override;
113
114         if ( l2size == 0 )
115                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
116
117         c->x86_cache_size = l2size;
118
119         printk(KERN_INFO "CPU: L2 Cache: %dK (%d bytes/line)\n",
120                l2size, ecx & 0xFF);
121 }
122
123 /* Naming convention should be: <Name> [(<Codename>)] */
124 /* This table only is used unless init_<vendor>() below doesn't set it; */
125 /* in particular, if CPUID levels 0x80000002..4 are supported, this isn't used */
126
127 /* Look up CPU names by table lookup. */
128 static char __devinit *table_lookup_model(struct cpuinfo_x86 *c)
129 {
130         struct cpu_model_info *info;
131
132         if ( c->x86_model >= 16 )
133                 return NULL;    /* Range check */
134
135         if (!this_cpu)
136                 return NULL;
137
138         info = this_cpu->c_models;
139
140         while (info && info->family) {
141                 if (info->family == c->x86)
142                         return info->model_names[c->x86_model];
143                 info++;
144         }
145         return NULL;            /* Not found */
146 }
147
148
149 static void __devinit get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c, int early)
150 {
151         char *v = c->x86_vendor_id;
152         int i;
153
154         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
155                 if (cpu_devs[i]) {
156                         if (!strcmp(v,cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
157                             (cpu_devs[i]->c_ident[1] && 
158                              !strcmp(v,cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
159                                 c->x86_vendor = i;
160                                 if (!early)
161                                         this_cpu = cpu_devs[i];
162                                 break;
163                         }
164                 }
165         }
166 }
167
168
169 static int __init x86_fxsr_setup(char * s)
170 {
171         disable_x86_fxsr = 1;
172         return 1;
173 }
174 __setup("nofxsr", x86_fxsr_setup);
175
176
177 /* Standard macro to see if a specific flag is changeable */
178 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
179 {
180         u32 f1, f2;
181
182         asm("pushfl\n\t"
183             "pushfl\n\t"
184             "popl %0\n\t"
185             "movl %0,%1\n\t"
186             "xorl %2,%0\n\t"
187             "pushl %0\n\t"
188             "popfl\n\t"
189             "pushfl\n\t"
190             "popl %0\n\t"
191             "popfl\n\t"
192             : "=&r" (f1), "=&r" (f2)
193             : "ir" (flag));
194
195         return ((f1^f2) & flag) != 0;
196 }
197
198
199 /* Probe for the CPUID instruction */
200 static int __devinit have_cpuid_p(void)
201 {
202         return flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_ID);
203 }
204
205 /* Do minimum CPU detection early.
206    Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask, cache alignment.
207    The others are not touched to avoid unwanted side effects. */
208 static void __init early_cpu_detect(void)
209 {
210         struct cpuinfo_x86 *c = &boot_cpu_data;
211
212         c->x86_cache_alignment = 32;
213
214         if (!have_cpuid_p())
215                 return;
216
217         /* Get vendor name */
218         cpuid(0x00000000, &c->cpuid_level,
219               (int *)&c->x86_vendor_id[0],
220               (int *)&c->x86_vendor_id[8],
221               (int *)&c->x86_vendor_id[4]);
222
223         get_cpu_vendor(c, 1);
224
225         c->x86 = 4;
226         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
227                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
228                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
229                 c->x86 = (tfms >> 8) & 15;
230                 c->x86_model = (tfms >> 4) & 15;
231                 if (c->x86 == 0xf)
232                         c->x86 += (tfms >> 20) & 0xff;
233                 if (c->x86 >= 0x6)
234                         c->x86_model += ((tfms >> 16) & 0xF) << 4;
235                 c->x86_mask = tfms & 15;
236                 if (cap0 & (1<<19))
237                         c->x86_cache_alignment = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
238         }
239
240         early_intel_workaround(c);
241
242 #ifdef CONFIG_X86_HT
243         phys_proc_id[smp_processor_id()] = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xff;
244 #endif
245 }
246
247 void __devinit generic_identify(struct cpuinfo_x86 * c)
248 {
249         u32 tfms, xlvl;
250         int junk;
251
252         if (have_cpuid_p()) {
253                 /* Get vendor name */
254                 cpuid(0x00000000, &c->cpuid_level,
255                       (int *)&c->x86_vendor_id[0],
256                       (int *)&c->x86_vendor_id[8],
257                       (int *)&c->x86_vendor_id[4]);
258                 
259                 get_cpu_vendor(c, 0);
260                 /* Initialize the standard set of capabilities */
261                 /* Note that the vendor-specific code below might override */
262         
263                 /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
264                 if ( c->cpuid_level >= 0x00000001 ) {
265                         u32 capability, excap;
266                         cpuid(0x00000001, &tfms, &junk, &excap, &capability);
267                         c->x86_capability[0] = capability;
268                         c->x86_capability[4] = excap;
269                         c->x86 = (tfms >> 8) & 15;
270                         c->x86_model = (tfms >> 4) & 15;
271                         if (c->x86 == 0xf) {
272                                 c->x86 += (tfms >> 20) & 0xff;
273                                 c->x86_model += ((tfms >> 16) & 0xF) << 4;
274                         } 
275                         c->x86_mask = tfms & 15;
276                 } else {
277                         /* Have CPUID level 0 only - unheard of */
278                         c->x86 = 4;
279                 }
280
281                 /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
282                 xlvl = cpuid_eax(0x80000000);
283                 if ( (xlvl & 0xffff0000) == 0x80000000 ) {
284                         if ( xlvl >= 0x80000001 ) {
285                                 c->x86_capability[1] = cpuid_edx(0x80000001);
286                                 c->x86_capability[6] = cpuid_ecx(0x80000001);
287                         }
288                         if ( xlvl >= 0x80000004 )
289                                 get_model_name(c); /* Default name */
290                 }
291         }
292 }
293
294 static void __devinit squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
295 {
296         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PN) && disable_x86_serial_nr ) {
297                 /* Disable processor serial number */
298                 unsigned long lo,hi;
299                 rdmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL,lo,hi);
300                 lo |= 0x200000;
301                 wrmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL,lo,hi);
302                 printk(KERN_NOTICE "CPU serial number disabled.\n");
303                 clear_bit(X86_FEATURE_PN, c->x86_capability);
304
305                 /* Disabling the serial number may affect the cpuid level */
306                 c->cpuid_level = cpuid_eax(0);
307         }
308 }
309
310 static int __init x86_serial_nr_setup(char *s)
311 {
312         disable_x86_serial_nr = 0;
313         return 1;
314 }
315 __setup("serialnumber", x86_serial_nr_setup);
316
317
318
319 /*
320  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
321  */
322 void __devinit identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
323 {
324         int i;
325
326         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
327         c->x86_cache_size = -1;
328         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
329         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
330         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
331         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
332         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
333         c->x86_max_cores = 1;
334         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
335
336         if (!have_cpuid_p()) {
337                 /* First of all, decide if this is a 486 or higher */
338                 /* It's a 486 if we can modify the AC flag */
339                 if ( flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC) )
340                         c->x86 = 4;
341                 else
342                         c->x86 = 3;
343         }
344
345         generic_identify(c);
346
347         printk(KERN_DEBUG "CPU: After generic identify, caps:");
348         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
349                 printk(" %08lx", c->x86_capability[i]);
350         printk("\n");
351
352         if (this_cpu->c_identify) {
353                 this_cpu->c_identify(c);
354
355                 printk(KERN_DEBUG "CPU: After vendor identify, caps:");
356                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
357                         printk(" %08lx", c->x86_capability[i]);
358                 printk("\n");
359         }
360
361         /*
362          * Vendor-specific initialization.  In this section we
363          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
364          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
365          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
366          * we handle them here.
367          *
368          * At the end of this section, c->x86_capability better
369          * indicate the features this CPU genuinely supports!
370          */
371         if (this_cpu->c_init)
372                 this_cpu->c_init(c);
373
374         /* Disable the PN if appropriate */
375         squash_the_stupid_serial_number(c);
376
377         /*
378          * The vendor-specific functions might have changed features.  Now
379          * we do "generic changes."
380          */
381
382         /* TSC disabled? */
383         if ( tsc_disable )
384                 clear_bit(X86_FEATURE_TSC, c->x86_capability);
385
386         /* FXSR disabled? */
387         if (disable_x86_fxsr) {
388                 clear_bit(X86_FEATURE_FXSR, c->x86_capability);
389                 clear_bit(X86_FEATURE_XMM, c->x86_capability);
390         }
391
392         if (disable_pse)
393                 clear_bit(X86_FEATURE_PSE, c->x86_capability);
394
395         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
396         if ( !c->x86_model_id[0] ) {
397                 char *p;
398                 p = table_lookup_model(c);
399                 if ( p )
400                         strcpy(c->x86_model_id, p);
401                 else
402                         /* Last resort... */
403                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
404                                 c->x86_vendor, c->x86_model);
405         }
406
407         /* Now the feature flags better reflect actual CPU features! */
408
409         printk(KERN_DEBUG "CPU: After all inits, caps:");
410         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
411                 printk(" %08lx", c->x86_capability[i]);
412         printk("\n");
413
414         /*
415          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
416          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
417          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
418          * executed, c == &boot_cpu_data.
419          */
420         if ( c != &boot_cpu_data ) {
421                 /* AND the already accumulated flags with these */
422                 for ( i = 0 ; i < NCAPINTS ; i++ )
423                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
424         }
425
426         /* Init Machine Check Exception if available. */
427         mcheck_init(c);
428
429         if (c == &boot_cpu_data)
430                 sysenter_setup();
431         enable_sep_cpu();
432
433         if (c == &boot_cpu_data)
434                 mtrr_bp_init();
435         else
436                 mtrr_ap_init();
437 }
438
439 #ifdef CONFIG_X86_HT
440 void __devinit detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
441 {
442         u32     eax, ebx, ecx, edx;
443         int     index_msb, core_bits;
444         int     cpu = smp_processor_id();
445
446         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
447
448         c->apicid = phys_pkg_id((ebx >> 24) & 0xFF, 0);
449
450         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT) || cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
451                 return;
452
453         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
454
455         if (smp_num_siblings == 1) {
456                 printk(KERN_INFO  "CPU: Hyper-Threading is disabled\n");
457         } else if (smp_num_siblings > 1 ) {
458
459                 if (smp_num_siblings > NR_CPUS) {
460                         printk(KERN_WARNING "CPU: Unsupported number of the siblings %d", smp_num_siblings);
461                         smp_num_siblings = 1;
462                         return;
463                 }
464
465                 index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
466                 phys_proc_id[cpu] = phys_pkg_id((ebx >> 24) & 0xFF, index_msb);
467
468                 printk(KERN_INFO  "CPU: Physical Processor ID: %d\n",
469                        phys_proc_id[cpu]);
470
471                 smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
472
473                 index_msb = get_count_order(smp_num_siblings) ;
474
475                 core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
476
477                 cpu_core_id[cpu] = phys_pkg_id((ebx >> 24) & 0xFF, index_msb) &
478                                                ((1 << core_bits) - 1);
479
480                 if (c->x86_max_cores > 1)
481                         printk(KERN_INFO  "CPU: Processor Core ID: %d\n",
482                                cpu_core_id[cpu]);
483         }
484 }
485 #endif
486
487 void __devinit print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
488 {
489         char *vendor = NULL;
490
491         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM)
492                 vendor = this_cpu->c_vendor;
493         else if (c->cpuid_level >= 0)
494                 vendor = c->x86_vendor_id;
495
496         if (vendor && strncmp(c->x86_model_id, vendor, strlen(vendor)))
497                 printk("%s ", vendor);
498
499         if (!c->x86_model_id[0])
500                 printk("%d86", c->x86);
501         else
502                 printk("%s", c->x86_model_id);
503
504         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0) 
505                 printk(" stepping %02x\n", c->x86_mask);
506         else
507                 printk("\n");
508 }
509
510 cpumask_t cpu_initialized __devinitdata = CPU_MASK_NONE;
511
512 /* This is hacky. :)
513  * We're emulating future behavior.
514  * In the future, the cpu-specific init functions will be called implicitly
515  * via the magic of initcalls.
516  * They will insert themselves into the cpu_devs structure.
517  * Then, when cpu_init() is called, we can just iterate over that array.
518  */
519
520 extern int intel_cpu_init(void);
521 extern int cyrix_init_cpu(void);
522 extern int nsc_init_cpu(void);
523 extern int amd_init_cpu(void);
524 extern int centaur_init_cpu(void);
525 extern int transmeta_init_cpu(void);
526 extern int rise_init_cpu(void);
527 extern int nexgen_init_cpu(void);
528 extern int umc_init_cpu(void);
529
530 void __init early_cpu_init(void)
531 {
532         intel_cpu_init();
533         cyrix_init_cpu();
534         nsc_init_cpu();
535         amd_init_cpu();
536         centaur_init_cpu();
537         transmeta_init_cpu();
538         rise_init_cpu();
539         nexgen_init_cpu();
540         umc_init_cpu();
541         early_cpu_detect();
542
543 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
544         /* pse is not compatible with on-the-fly unmapping,
545          * disable it even if the cpus claim to support it.
546          */
547         clear_bit(X86_FEATURE_PSE, boot_cpu_data.x86_capability);
548         disable_pse = 1;
549 #endif
550 }
551 /*
552  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
553  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
554  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
555  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
556  */
557 void __devinit cpu_init(void)
558 {
559         int cpu = smp_processor_id();
560         struct tss_struct * t = &per_cpu(init_tss, cpu);
561         struct thread_struct *thread = &current->thread;
562         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
563         __u32 stk16_off = (__u32)&per_cpu(cpu_16bit_stack, cpu);
564
565         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized)) {
566                 printk(KERN_WARNING "CPU#%d already initialized!\n", cpu);
567                 for (;;) local_irq_enable();
568         }
569         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
570
571         if (cpu_has_vme || cpu_has_tsc || cpu_has_de)
572                 clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
573         if (tsc_disable && cpu_has_tsc) {
574                 printk(KERN_NOTICE "Disabling TSC...\n");
575                 /**** FIX-HPA: DOES THIS REALLY BELONG HERE? ****/
576                 clear_bit(X86_FEATURE_TSC, boot_cpu_data.x86_capability);
577                 set_in_cr4(X86_CR4_TSD);
578         }
579
580         /*
581          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
582          * and set up the GDT descriptor:
583          */
584         memcpy(gdt, cpu_gdt_table, GDT_SIZE);
585
586         /* Set up GDT entry for 16bit stack */
587         *(__u64 *)(&gdt[GDT_ENTRY_ESPFIX_SS]) |=
588                 ((((__u64)stk16_off) << 16) & 0x000000ffffff0000ULL) |
589                 ((((__u64)stk16_off) << 32) & 0xff00000000000000ULL) |
590                 (CPU_16BIT_STACK_SIZE - 1);
591
592         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE - 1;
593         cpu_gdt_descr[cpu].address = (unsigned long)gdt;
594
595         load_gdt(&cpu_gdt_descr[cpu]);
596         load_idt(&idt_descr);
597
598         /*
599          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
600          */
601         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
602         current->active_mm = &init_mm;
603         if (current->mm)
604                 BUG();
605         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
606
607         load_esp0(t, thread);
608         set_tss_desc(cpu,t);
609         load_TR_desc();
610         load_LDT(&init_mm.context);
611
612 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
613         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
614         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
615 #endif
616
617         /* Clear %fs and %gs. */
618         asm volatile ("xorl %eax, %eax; movl %eax, %fs; movl %eax, %gs");
619
620         /* Clear all 6 debug registers: */
621         set_debugreg(0, 0);
622         set_debugreg(0, 1);
623         set_debugreg(0, 2);
624         set_debugreg(0, 3);
625         set_debugreg(0, 6);
626         set_debugreg(0, 7);
627
628         /*
629          * Force FPU initialization:
630          */
631         current_thread_info()->status = 0;
632         clear_used_math();
633         mxcsr_feature_mask_init();
634 }
635
636 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
637 void __devinit cpu_uninit(void)
638 {
639         int cpu = raw_smp_processor_id();
640         cpu_clear(cpu, cpu_initialized);
641
642         /* lazy TLB state */
643         per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state = 0;
644         per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).active_mm = &init_mm;
645 }
646 #endif