[PATCH] x86_64: Some cleanup in setup64.c
[linux-2.6.git] / arch / x86_64 / 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  * $Id: setup64.c,v 1.12 2002/03/21 10:09:17 ak Exp $
7  */ 
8 #include <linux/config.h>
9 #include <linux/init.h>
10 #include <linux/kernel.h>
11 #include <linux/sched.h>
12 #include <linux/string.h>
13 #include <linux/bootmem.h>
14 #include <linux/bitops.h>
15 #include <linux/module.h>
16 #include <asm/bootsetup.h>
17 #include <asm/pda.h>
18 #include <asm/pgtable.h>
19 #include <asm/processor.h>
20 #include <asm/desc.h>
21 #include <asm/atomic.h>
22 #include <asm/mmu_context.h>
23 #include <asm/smp.h>
24 #include <asm/i387.h>
25 #include <asm/percpu.h>
26 #include <asm/proto.h>
27 #include <asm/sections.h>
28
29 char x86_boot_params[BOOT_PARAM_SIZE] __initdata = {0,};
30
31 cpumask_t cpu_initialized __cpuinitdata = CPU_MASK_NONE;
32
33 struct x8664_pda cpu_pda[NR_CPUS] __cacheline_aligned; 
34
35 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16, (unsigned long) idt_table }; 
36
37 char boot_cpu_stack[IRQSTACKSIZE] __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
38
39 unsigned long __supported_pte_mask = ~0UL;
40 static int do_not_nx __initdata = 0;
41
42 /* noexec=on|off
43 Control non executable mappings for 64bit processes.
44
45 on      Enable(default)
46 off     Disable
47 */ 
48 int __init nonx_setup(char *str)
49 {
50         if (!strncmp(str, "on", 2)) {
51                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX; 
52                 do_not_nx = 0; 
53         } else if (!strncmp(str, "off", 3)) {
54                 do_not_nx = 1;
55                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
56         }
57         return 0;
58
59 __setup("noexec=", nonx_setup); /* parsed early actually */
60
61 int force_personality32 = READ_IMPLIES_EXEC;
62
63 /* noexec32=on|off
64 Control non executable heap for 32bit processes.
65 To control the stack too use noexec=off
66
67 on      PROT_READ does not imply PROT_EXEC for 32bit processes
68 off     PROT_READ implies PROT_EXEC (default)
69 */
70 static int __init nonx32_setup(char *str)
71 {
72         if (!strcmp(str, "on"))
73                 force_personality32 &= ~READ_IMPLIES_EXEC;
74         else if (!strcmp(str, "off"))
75                 force_personality32 |= READ_IMPLIES_EXEC;
76         return 0;
77 }
78 __setup("noexec32=", nonx32_setup);
79
80 /*
81  * Great future plan:
82  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
83  * Always point %gs to its beginning
84  */
85 void __init setup_per_cpu_areas(void)
86
87         int i;
88         unsigned long size;
89
90         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
91         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
92 #ifdef CONFIG_MODULES
93         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
94                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
95 #endif
96
97         for (i = 0; i < NR_CPUS; i++) { 
98                 char *ptr;
99
100                 if (!NODE_DATA(cpu_to_node(i))) {
101                         printk("cpu with no node %d, num_online_nodes %d\n",
102                                i, num_online_nodes());
103                         ptr = alloc_bootmem(size);
104                 } else { 
105                         ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
106                 }
107                 if (!ptr)
108                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
109                 cpu_pda[i].data_offset = ptr - __per_cpu_start;
110                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
111         }
112
113
114 void pda_init(int cpu)
115
116         struct x8664_pda *pda = &cpu_pda[cpu];
117
118         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
119         asm volatile("movl %0,%%fs ; movl %0,%%gs" :: "r" (0)); 
120         wrmsrl(MSR_GS_BASE, cpu_pda + cpu);
121
122         pda->me = pda;
123         pda->cpunumber = cpu; 
124         pda->irqcount = -1;
125         pda->kernelstack = 
126                 (unsigned long)stack_thread_info() - PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE; 
127         pda->active_mm = &init_mm;
128         pda->mmu_state = 0;
129
130         if (cpu == 0) {
131                 /* others are initialized in smpboot.c */
132                 pda->pcurrent = &init_task;
133                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack; 
134         } else {
135                 pda->irqstackptr = (char *)
136                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
137                 if (!pda->irqstackptr)
138                         panic("cannot allocate irqstack for cpu %d", cpu); 
139         }
140
141         asm volatile("movq %0,%%cr3" :: "r" (__pa_symbol(&init_level4_pgt)));
142
143         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE-64;
144
145
146 char boot_exception_stacks[N_EXCEPTION_STACKS * EXCEPTION_STKSZ] 
147 __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
148
149 /* May not be marked __init: used by software suspend */
150 void syscall_init(void)
151 {
152         /* 
153          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
154          * They both write to the same internal register. STAR allows to set CS/DS
155          * but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.    
156          */ 
157         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32); 
158         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call); 
159
160 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION            
161         syscall32_cpu_init ();
162 #endif
163
164         /* Flags to clear on syscall */
165         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK, EF_TF|EF_DF|EF_IE|0x3000); 
166 }
167
168 void __cpuinit check_efer(void)
169 {
170         unsigned long efer;
171
172         rdmsrl(MSR_EFER, efer); 
173         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx) { 
174                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX; 
175         }       
176 }
177
178 /*
179  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
180  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
181  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
182  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
183  * A lot of state is already set up in PDA init.
184  */
185 void __cpuinit cpu_init (void)
186 {
187         int cpu = stack_smp_processor_id();
188         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
189         unsigned long v; 
190         char *estacks = NULL; 
191         struct task_struct *me;
192         int i;
193
194         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
195         if (cpu != 0) {
196                 pda_init(cpu);
197         } else 
198                 estacks = boot_exception_stacks; 
199
200         me = current;
201
202         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
203                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
204
205         printk("Initializing CPU#%d\n", cpu);
206
207         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
208
209         /*
210          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
211          * and set up the GDT descriptor:
212          */
213         if (cpu) {
214                 memcpy(cpu_gdt_table[cpu], cpu_gdt_table[0], GDT_SIZE);
215         }       
216
217         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE;
218         cpu_gdt_descr[cpu].address = (unsigned long)cpu_gdt_table[cpu];
219         asm volatile("lgdt %0" :: "m" (cpu_gdt_descr[cpu]));
220         asm volatile("lidt %0" :: "m" (idt_descr));
221
222         memcpy(me->thread.tls_array, cpu_gdt_table[cpu], GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
223
224         /*
225          * Delete NT
226          */
227
228         asm volatile("pushfq ; popq %%rax ; btr $14,%%rax ; pushq %%rax ; popfq" ::: "eax");
229
230         syscall_init();
231
232         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
233         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
234         barrier(); 
235
236         check_efer();
237
238         /*
239          * set up and load the per-CPU TSS
240          */
241         for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
242                 if (cpu) {
243                         estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, 
244                                                    EXCEPTION_STACK_ORDER);
245                         if (!estacks)
246                                 panic("Cannot allocate exception stack %ld %d\n",
247                                       v, cpu); 
248                 }
249                 estacks += EXCEPTION_STKSZ;
250                 t->ist[v] = (unsigned long)estacks;
251         }
252
253         t->io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
254         /*
255          * <= is required because the CPU will access up to
256          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
257          */
258         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
259                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
260
261         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
262         me->active_mm = &init_mm;
263         if (me->mm)
264                 BUG();
265         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
266
267         set_tss_desc(cpu, t);
268         load_TR_desc();
269         load_LDT(&init_mm.context);
270
271         /*
272          * Clear all 6 debug registers:
273          */
274
275         set_debug(0UL, 0);
276         set_debug(0UL, 1);
277         set_debug(0UL, 2);
278         set_debug(0UL, 3);
279         set_debug(0UL, 6);
280         set_debug(0UL, 7);
281
282         fpu_init(); 
283 }