8fa0de810d0b169ffd0a6b1a9fb012b6b4575a67
[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  * Great future plan:
88  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
89  * Always point %gs to its beginning
90  */
91 void __init setup_per_cpu_areas(void)
92
93         int i;
94         unsigned long size;
95
96 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
97         prefill_possible_map();
98 #endif
99
100         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
101         size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
102
103         printk(KERN_INFO "PERCPU: Allocating %lu bytes of per cpu data\n", size);
104         for_each_cpu_mask (i, cpu_possible_map) {
105                 char *ptr;
106
107                 if (!NODE_DATA(cpu_to_node(i))) {
108                         printk("cpu with no node %d, num_online_nodes %d\n",
109                                i, num_online_nodes());
110                         ptr = alloc_bootmem_pages(size);
111                 } else { 
112                         ptr = alloc_bootmem_pages_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
113                 }
114                 if (!ptr)
115                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
116                 cpu_pda(i)->data_offset = ptr - __per_cpu_start;
117                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
118         }
119
120
121 void pda_init(int cpu)
122
123         struct x8664_pda *pda = cpu_pda(cpu);
124
125         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
126         asm volatile("movl %0,%%fs ; movl %0,%%gs" :: "r" (0)); 
127         /* Memory clobbers used to order PDA accessed */
128         mb();
129         wrmsrl(MSR_GS_BASE, pda);
130         mb();
131
132         pda->cpunumber = cpu; 
133         pda->irqcount = -1;
134         pda->kernelstack = 
135                 (unsigned long)stack_thread_info() - PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE; 
136         pda->active_mm = &init_mm;
137         pda->mmu_state = 0;
138
139         if (cpu == 0) {
140                 /* others are initialized in smpboot.c */
141                 pda->pcurrent = &init_task;
142                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack; 
143         } else {
144                 pda->irqstackptr = (char *)
145                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
146                 if (!pda->irqstackptr)
147                         panic("cannot allocate irqstack for cpu %d", cpu); 
148         }
149
150
151         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE-64;
152
153
154 char boot_exception_stacks[(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]
155 __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
156
157 extern asmlinkage void ignore_sysret(void);
158
159 /* May not be marked __init: used by software suspend */
160 void syscall_init(void)
161 {
162         /* 
163          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
164          * They both write to the same internal register. STAR allows to set CS/DS
165          * but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.    
166          */ 
167         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32); 
168         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call); 
169         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
170
171 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION            
172         syscall32_cpu_init ();
173 #endif
174
175         /* Flags to clear on syscall */
176         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
177                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|X86_EFLAGS_IOPL);
178 }
179
180 void __cpuinit check_efer(void)
181 {
182         unsigned long efer;
183
184         rdmsrl(MSR_EFER, efer); 
185         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx) { 
186                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX; 
187         }       
188 }
189
190 unsigned long kernel_eflags;
191
192 /*
193  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
194  * debugging, no special alignment required.
195  */
196 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
197
198 /*
199  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
200  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
201  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
202  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
203  * A lot of state is already set up in PDA init.
204  */
205 void __cpuinit cpu_init (void)
206 {
207         int cpu = stack_smp_processor_id();
208         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
209         struct orig_ist *orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
210         unsigned long v; 
211         char *estacks = NULL; 
212         struct task_struct *me;
213         int i;
214
215         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
216         if (cpu != 0) {
217                 pda_init(cpu);
218         } else 
219                 estacks = boot_exception_stacks; 
220
221         me = current;
222
223         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
224                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
225
226         printk("Initializing CPU#%d\n", cpu);
227
228         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
229
230         /*
231          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
232          * and set up the GDT descriptor:
233          */
234         if (cpu)
235                 memcpy(get_cpu_gdt_table(cpu), cpu_gdt_table, GDT_SIZE);
236
237         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE;
238         load_gdt((const struct desc_ptr *)&cpu_gdt_descr[cpu]);
239         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
240
241         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
242         syscall_init();
243
244         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
245         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
246         barrier(); 
247
248         check_efer();
249
250         /*
251          * set up and load the per-CPU TSS
252          */
253         for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
254                 static const unsigned int order[N_EXCEPTION_STACKS] = {
255                         [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STACK_ORDER,
256                         [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STACK_ORDER
257                 };
258                 if (cpu) {
259                         estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order[v]);
260                         if (!estacks)
261                                 panic("Cannot allocate exception stack %ld %d\n",
262                                       v, cpu); 
263                 }
264                 estacks += PAGE_SIZE << order[v];
265                 orig_ist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] = (unsigned long)estacks;
266         }
267
268         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
269         /*
270          * <= is required because the CPU will access up to
271          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
272          */
273         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
274                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
275
276         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
277         me->active_mm = &init_mm;
278         if (me->mm)
279                 BUG();
280         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
281
282         set_tss_desc(cpu, t);
283         load_TR_desc();
284         load_LDT(&init_mm.context);
285
286         /*
287          * Clear all 6 debug registers:
288          */
289
290         set_debugreg(0UL, 0);
291         set_debugreg(0UL, 1);
292         set_debugreg(0UL, 2);
293         set_debugreg(0UL, 3);
294         set_debugreg(0UL, 6);
295         set_debugreg(0UL, 7);
296
297         fpu_init(); 
298
299         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
300 }