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/ctype.h>
   9 #include <linux/delay.h>
  10 #include <linux/sched.h>
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/kprobes.h>
  13 #include <linux/kgdb.h>
  14 #include <linux/smp.h>
  15 #include <linux/io.h>
  16 #include <linux/syscore_ops.h>
  17
  18 #include <asm/stackprotector.h>
  19 #include <asm/perf_event.h>
  20 #include <asm/mmu_context.h>
  21 #include <asm/archrandom.h>
  22 #include <asm/hypervisor.h>
  23 #include <asm/processor.h>
  24 #include <asm/tlbflush.h>
  25 #include <asm/debugreg.h>
  26 #include <asm/sections.h>
  27 #include <asm/vsyscall.h>
  28 #include <linux/topology.h>
  29 #include <linux/cpumask.h>
  30 #include <asm/pgtable.h>
  31 #include <linux/atomic.h>
  32 #include <asm/proto.h>
  33 #include <asm/setup.h>
  34 #include <asm/apic.h>
  35 #include <asm/desc.h>
  36 #include <asm/fpu/internal.h>
  37 #include <asm/mtrr.h>
  38 #include <linux/numa.h>
  39 #include <asm/asm.h>
  40 #include <asm/cpu.h>
  41 #include <asm/mce.h>
  42 #include <asm/msr.h>
  43 #include <asm/pat.h>
  44 #include <asm/microcode.h>
  45 #include <asm/microcode_intel.h>
  46
  47 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  48 #include <asm/uv/uv.h>
  49 #endif
  50
  51 #include "cpu.h"
  52
  53 /* all of these masks are initialized in setup_cpu_local_masks() */
  54 cpumask_var_t cpu_initialized_mask;
  55 cpumask_var_t cpu_callout_mask;
  56 cpumask_var_t cpu_callin_mask;
  57
  58 /* representing cpus for which sibling maps can be computed */
  59 cpumask_var_t cpu_sibling_setup_mask;
  60
  61 /* correctly size the local cpu masks */
  62 void __init setup_cpu_local_masks(void)
  63 {
  64         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_initialized_mask);
  65         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callin_mask);
  66         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callout_mask);
  67         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_sibling_setup_mask);
  68 }
  69
  70 static void default_init(struct cpuinfo_x86 *c)
  71 {
  72 #ifdef CONFIG_X86_64
  73         cpu_detect_cache_sizes(c);
  74 #else
  75         /* Not much we can do here... */
  76         /* Check if at least it has cpuid */
  77         if (c->cpuid_level == -1) {
  78                 /* No cpuid. It must be an ancient CPU */
  79                 if (c->x86 == 4)
  80                         strcpy(c->x86_model_id, "486");
  81                 else if (c->x86 == 3)
  82                         strcpy(c->x86_model_id, "386");
  83         }
  84 #endif
  85 }
  86
  87 static const struct cpu_dev default_cpu = {
  88         .c_init         = default_init,
  89         .c_vendor       = "Unknown",
  90         .c_x86_vendor   = X86_VENDOR_UNKNOWN,
  91 };
  92
  93 static const struct cpu_dev *this_cpu = &default_cpu;
  94
  95 DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(struct gdt_page, gdt_page) = { .gdt = {
  96 #ifdef CONFIG_X86_64
  97         /*
  98          * We need valid kernel segments for data and code in long mode too
  99          * IRET will check the segment types  kkeil 2000/10/28
 100          * Also sysret mandates a special GDT layout
 101          *
 102          * TLS descriptors are currently at a different place compared to i386.
 103          * Hopefully nobody expects them at a fixed place (Wine?)
 104          */
 105         [GDT_ENTRY_KERNEL32_CS]         = GDT_ENTRY_INIT(0xc09b, 0, 0xfffff),
 106         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xa09b, 0, 0xfffff),
 107         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc093, 0, 0xfffff),
 108         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER32_CS]   = GDT_ENTRY_INIT(0xc0fb, 0, 0xfffff),
 109         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0f3, 0, 0xfffff),
 110         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xa0fb, 0, 0xfffff),
 111 #else
 112         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc09a, 0, 0xfffff),
 113         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
 114         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0fa, 0, 0xfffff),
 115         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0f2, 0, 0xfffff),
 116         /*
 117          * Segments used for calling PnP BIOS have byte granularity.
 118          * They code segments and data segments have fixed 64k limits,
 119          * the transfer segment sizes are set at run time.
 120          */
 121         /* 32-bit code */
 122         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS32]        = GDT_ENTRY_INIT(0x409a, 0, 0xffff),
 123         /* 16-bit code */
 124         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS16]        = GDT_ENTRY_INIT(0x009a, 0, 0xffff),
 125         /* 16-bit data */
 126         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_DS]          = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0xffff),
 127         /* 16-bit data */
 128         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS1]         = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0),
 129         /* 16-bit data */
 130         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS2]         = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0),
 131         /*
 132          * The APM segments have byte granularity and their bases
 133          * are set at run time.  All have 64k limits.
 134          */
 135         /* 32-bit code */
 136         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE]        = GDT_ENTRY_INIT(0x409a, 0, 0xffff),
 137         /* 16-bit code */
 138         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+1]      = GDT_ENTRY_INIT(0x009a, 0, 0xffff),
 139         /* data */
 140         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+2]      = GDT_ENTRY_INIT(0x4092, 0, 0xffff),
 141
 142         [GDT_ENTRY_ESPFIX_SS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
 143         [GDT_ENTRY_PERCPU]              = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
 144         GDT_STACK_CANARY_INIT
 145 #endif
 146 } };
 147 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(gdt_page);
 148
 149 static int __init x86_mpx_setup(char *s)
 150 {
 151         /* require an exact match without trailing characters */
 152         if (strlen(s))
 153                 return 0;
 154
 155         /* do not emit a message if the feature is not present */
 156         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_MPX))
 157                 return 1;
 158
 159         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_MPX);
 160         pr_info("nompx: Intel Memory Protection Extensions (MPX) disabled\n");
 161         return 1;
 162 }
 163 __setup("nompx", x86_mpx_setup);
 164
 165 static int __init x86_noinvpcid_setup(char *s)
 166 {
 167         /* noinvpcid doesn't accept parameters */
 168         if (s)
 169                 return -EINVAL;
 170
 171         /* do not emit a message if the feature is not present */
 172         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_INVPCID))
 173                 return 0;
 174
 175         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_INVPCID);
 176         pr_info("noinvpcid: INVPCID feature disabled\n");
 177         return 0;
 178 }
 179 early_param("noinvpcid", x86_noinvpcid_setup);
 180
 181 #ifdef CONFIG_X86_32
 182 static int cachesize_override = -1;
 183 static int disable_x86_serial_nr = 1;
 184
 185 static int __init cachesize_setup(char *str)
 186 {
 187         get_option(&str, &cachesize_override);
 188         return 1;
 189 }
 190 __setup("cachesize=", cachesize_setup);
 191
 192 static int __init x86_sep_setup(char *s)
 193 {
 194         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEP);
 195         return 1;
 196 }
 197 __setup("nosep", x86_sep_setup);
 198
 199 /* Standard macro to see if a specific flag is changeable */
 200 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
 201 {
 202         u32 f1, f2;
 203
 204         /*
 205          * Cyrix and IDT cpus allow disabling of CPUID
 206          * so the code below may return different results
 207          * when it is executed before and after enabling
 208          * the CPUID. Add "volatile" to not allow gcc to
 209          * optimize the subsequent calls to this function.
 210          */
 211         asm volatile ("pushfl           \n\t"
 212                       "pushfl           \n\t"
 213                       "popl %0          \n\t"
 214                       "movl %0, %1      \n\t"
 215                       "xorl %2, %0      \n\t"
 216                       "pushl %0         \n\t"
 217                       "popfl            \n\t"
 218                       "pushfl           \n\t"
 219                       "popl %0          \n\t"
 220                       "popfl            \n\t"
 221
 222                       : "=&r" (f1), "=&r" (f2)
 223                       : "ir" (flag));
 224
 225         return ((f1^f2) & flag) != 0;
 226 }
 227
 228 /* Probe for the CPUID instruction */
 229 int have_cpuid_p(void)
 230 {
 231         return flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_ID);
 232 }
 233
 234 static void squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
 235 {
 236         unsigned long lo, hi;
 237
 238         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_PN) || !disable_x86_serial_nr)
 239                 return;
 240
 241         /* Disable processor serial number: */
 242
 243         rdmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
 244         lo |= 0x200000;
 245         wrmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
 246
 247         pr_notice("CPU serial number disabled.\n");
 248         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PN);
 249
 250         /* Disabling the serial number may affect the cpuid level */
 251         c->cpuid_level = cpuid_eax(0);
 252 }
 253
 254 static int __init x86_serial_nr_setup(char *s)
 255 {
 256         disable_x86_serial_nr = 0;
 257         return 1;
 258 }
 259 __setup("serialnumber", x86_serial_nr_setup);
 260 #else
 261 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
 262 {
 263         return 1;
 264 }
 265 static inline void squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
 266 {
 267 }
 268 #endif
 269
 270 static __init int setup_disable_smep(char *arg)
 271 {
 272         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SMEP);
 273         return 1;
 274 }
 275 __setup("nosmep", setup_disable_smep);
 276
 277 static __always_inline void setup_smep(struct cpuinfo_x86 *c)
 278 {
 279         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SMEP))
 280                 cr4_set_bits(X86_CR4_SMEP);
 281 }
 282
 283 static __init int setup_disable_smap(char *arg)
 284 {
 285         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SMAP);
 286         return 1;
 287 }
 288 __setup("nosmap", setup_disable_smap);
 289
 290 static __always_inline void setup_smap(struct cpuinfo_x86 *c)
 291 {
 292         unsigned long eflags = native_save_fl();
 293
 294         /* This should have been cleared long ago */
 295         BUG_ON(eflags & X86_EFLAGS_AC);
 296
 297         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SMAP)) {
 298 #ifdef CONFIG_X86_SMAP
 299                 cr4_set_bits(X86_CR4_SMAP);
 300 #else
 301                 cr4_clear_bits(X86_CR4_SMAP);
 302 #endif
 303         }
 304 }
 305
 306 /*
 307  * Some CPU features depend on higher CPUID levels, which may not always
 308  * be available due to CPUID level capping or broken virtualization
 309  * software.  Add those features to this table to auto-disable them.
 310  */
 311 struct cpuid_dependent_feature {
 312         u32 feature;
 313         u32 level;
 314 };
 315
 316 static const struct cpuid_dependent_feature
 317 cpuid_dependent_features[] = {
 318         { X86_FEATURE_MWAIT,            0x00000005 },
 319         { X86_FEATURE_DCA,              0x00000009 },
 320         { X86_FEATURE_XSAVE,            0x0000000d },
 321         { 0, 0 }
 322 };
 323
 324 static void filter_cpuid_features(struct cpuinfo_x86 *c, bool warn)
 325 {
 326         const struct cpuid_dependent_feature *df;
 327
 328         for (df = cpuid_dependent_features; df->feature; df++) {
 329
 330                 if (!cpu_has(c, df->feature))
 331                         continue;
 332                 /*
 333                  * Note: cpuid_level is set to -1 if unavailable, but
 334                  * extended_extended_level is set to 0 if unavailable
 335                  * and the legitimate extended levels are all negative
 336                  * when signed; hence the weird messing around with
 337                  * signs here...
 338                  */
 339                 if (!((s32)df->level < 0 ?
 340                      (u32)df->level > (u32)c->extended_cpuid_level :
 341                      (s32)df->level > (s32)c->cpuid_level))
 342                         continue;
 343
 344                 clear_cpu_cap(c, df->feature);
 345                 if (!warn)
 346                         continue;
 347
 348                 pr_warn("CPU: CPU feature " X86_CAP_FMT " disabled, no CPUID level 0x%x\n",
 349                         x86_cap_flag(df->feature), df->level);
 350         }
 351 }
 352
 353 /*
 354  * Naming convention should be: <Name> [(<Codename>)]
 355  * This table only is used unless init_<vendor>() below doesn't set it;
 356  * in particular, if CPUID levels 0x80000002..4 are supported, this
 357  * isn't used
 358  */
 359
 360 /* Look up CPU names by table lookup. */
 361 static const char *table_lookup_model(struct cpuinfo_x86 *c)
 362 {
 363 #ifdef CONFIG_X86_32
 364         const struct legacy_cpu_model_info *info;
 365
 366         if (c->x86_model >= 16)
 367                 return NULL;    /* Range check */
 368
 369         if (!this_cpu)
 370                 return NULL;
 371
 372         info = this_cpu->legacy_models;
 373
 374         while (info->family) {
 375                 if (info->family == c->x86)
 376                         return info->model_names[c->x86_model];
 377                 info++;
 378         }
 379 #endif
 380         return NULL;            /* Not found */
 381 }
 382
 383 __u32 cpu_caps_cleared[NCAPINTS];
 384 __u32 cpu_caps_set[NCAPINTS];
 385
 386 void load_percpu_segment(int cpu)
 387 {
 388 #ifdef CONFIG_X86_32
 389         loadsegment(fs, __KERNEL_PERCPU);
 390 #else
 391         loadsegment(gs, 0);
 392         wrmsrl(MSR_GS_BASE, (unsigned long)per_cpu(irq_stack_union.gs_base, cpu));
 393 #endif
 394         load_stack_canary_segment();
 395 }
 396
 397 /*
 398  * Current gdt points %fs at the "master" per-cpu area: after this,
 399  * it's on the real one.
 400  */
 401 void switch_to_new_gdt(int cpu)
 402 {
 403         struct desc_ptr gdt_descr;
 404
 405         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_table(cpu);
 406         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
 407         load_gdt(&gdt_descr);
 408         /* Reload the per-cpu base */
 409
 410         load_percpu_segment(cpu);
 411 }
 412
 413 static const struct cpu_dev *cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
 414
 415 static void get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
 416 {
 417         unsigned int *v;
 418         char *p, *q, *s;
 419
 420         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000004)
 421                 return;
 422
 423         v = (unsigned int *)c->x86_model_id;
 424         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
 425         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
 426         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
 427         c->x86_model_id[48] = 0;
 428
 429         /* Trim whitespace */
 430         p = q = s = &c->x86_model_id[0];
 431
 432         while (*p == ' ')
 433                 p++;
 434
 435         while (*p) {
 436                 /* Note the last non-whitespace index */
 437                 if (!isspace(*p))
 438                         s = q;
 439
 440                 *q++ = *p++;
 441         }
 442
 443         *(s + 1) = '\0';
 444 }
 445
 446 void cpu_detect_cache_sizes(struct cpuinfo_x86 *c)
 447 {
 448         unsigned int n, dummy, ebx, ecx, edx, l2size;
 449
 450         n = c->extended_cpuid_level;
 451
 452         if (n >= 0x80000005) {
 453                 cpuid(0x80000005, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
 454                 c->x86_cache_size = (ecx>>24) + (edx>>24);
 455 #ifdef CONFIG_X86_64
 456                 /* On K8 L1 TLB is inclusive, so don't count it */
 457                 c->x86_tlbsize = 0;
 458 #endif
 459         }
 460
 461         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
 462                 return;
 463
 464         cpuid(0x80000006, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
 465         l2size = ecx >> 16;
 466
 467 #ifdef CONFIG_X86_64
 468         c->x86_tlbsize += ((ebx >> 16) & 0xfff) + (ebx & 0xfff);
 469 #else
 470         /* do processor-specific cache resizing */
 471         if (this_cpu->legacy_cache_size)
 472                 l2size = this_cpu->legacy_cache_size(c, l2size);
 473
 474         /* Allow user to override all this if necessary. */
 475         if (cachesize_override != -1)
 476                 l2size = cachesize_override;
 477
 478         if (l2size == 0)
 479                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
 480 #endif
 481
 482         c->x86_cache_size = l2size;
 483 }
 484
 485 u16 __read_mostly tlb_lli_4k[NR_INFO];
 486 u16 __read_mostly tlb_lli_2m[NR_INFO];
 487 u16 __read_mostly tlb_lli_4m[NR_INFO];
 488 u16 __read_mostly tlb_lld_4k[NR_INFO];
 489 u16 __read_mostly tlb_lld_2m[NR_INFO];
 490 u16 __read_mostly tlb_lld_4m[NR_INFO];
 491 u16 __read_mostly tlb_lld_1g[NR_INFO];
 492
 493 static void cpu_detect_tlb(struct cpuinfo_x86 *c)
 494 {
 495         if (this_cpu->c_detect_tlb)
 496                 this_cpu->c_detect_tlb(c);
 497
 498         pr_info("Last level iTLB entries: 4KB %d, 2MB %d, 4MB %d\n",
 499                 tlb_lli_4k[ENTRIES], tlb_lli_2m[ENTRIES],
 500                 tlb_lli_4m[ENTRIES]);
 501
 502         pr_info("Last level dTLB entries: 4KB %d, 2MB %d, 4MB %d, 1GB %d\n",
 503                 tlb_lld_4k[ENTRIES], tlb_lld_2m[ENTRIES],
 504                 tlb_lld_4m[ENTRIES], tlb_lld_1g[ENTRIES]);
 505 }
 506
 507 void detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
 508 {
 509 #ifdef CONFIG_SMP
 510         u32 eax, ebx, ecx, edx;
 511         int index_msb, core_bits;
 512         static bool printed;
 513
 514         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT))
 515                 return;
 516
 517         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
 518                 goto out;
 519
 520         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XTOPOLOGY))
 521                 return;
 522
 523         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 524
 525         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
 526
 527         if (smp_num_siblings == 1) {
 528                 pr_info_once("CPU0: Hyper-Threading is disabled\n");
 529                 goto out;
 530         }
 531
 532         if (smp_num_siblings <= 1)
 533                 goto out;
 534
 535         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
 536         c->phys_proc_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb);
 537
 538         smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
 539
 540         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
 541
 542         core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
 543
 544         c->cpu_core_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb) &
 545                                        ((1 << core_bits) - 1);
 546
 547 out:
 548         if (!printed && (c->x86_max_cores * smp_num_siblings) > 1) {
 549                 pr_info("CPU: Physical Processor ID: %d\n",
 550                         c->phys_proc_id);
 551                 pr_info("CPU: Processor Core ID: %d\n",
 552                         c->cpu_core_id);
 553                 printed = 1;
 554         }
 555 #endif
 556 }
 557
 558 static void get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c)
 559 {
 560         char *v = c->x86_vendor_id;
 561         int i;
 562
 563         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
 564                 if (!cpu_devs[i])
 565                         break;
 566
 567                 if (!strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
 568                     (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
 569                      !strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
 570
 571                         this_cpu = cpu_devs[i];
 572                         c->x86_vendor = this_cpu->c_x86_vendor;
 573                         return;
 574                 }
 575         }
 576
 577         pr_err_once("CPU: vendor_id '%s' unknown, using generic init.\n" \
 578                     "CPU: Your system may be unstable.\n", v);
 579
 580         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 581         this_cpu = &default_cpu;
 582 }
 583
 584 void cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c)
 585 {
 586         /* Get vendor name */
 587         cpuid(0x00000000, (unsigned int *)&c->cpuid_level,
 588               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[0],
 589               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[8],
 590               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[4]);
 591
 592         c->x86 = 4;
 593         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 594         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 595                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
 596
 597                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
 598                 c->x86          = x86_family(tfms);
 599                 c->x86_model    = x86_model(tfms);
 600                 c->x86_mask     = x86_stepping(tfms);
 601
 602                 if (cap0 & (1<<19)) {
 603                         c->x86_clflush_size = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
 604                         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 605                 }
 606         }
 607 }
 608
 609 void get_cpu_cap(struct cpuinfo_x86 *c)
 610 {
 611         u32 eax, ebx, ecx, edx;
 612
 613         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 614         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 615                 cpuid(0x00000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 616
 617                 c->x86_capability[CPUID_1_ECX] = ecx;
 618                 c->x86_capability[CPUID_1_EDX] = edx;
 619         }
 620
 621         /* Additional Intel-defined flags: level 0x00000007 */
 622         if (c->cpuid_level >= 0x00000007) {
 623                 cpuid_count(0x00000007, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 624
 625                 c->x86_capability[CPUID_7_0_EBX] = ebx;
 626
 627                 c->x86_capability[CPUID_6_EAX] = cpuid_eax(0x00000006);
 628         }
 629
 630         /* Extended state features: level 0x0000000d */
 631         if (c->cpuid_level >= 0x0000000d) {
 632                 cpuid_count(0x0000000d, 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 633
 634                 c->x86_capability[CPUID_D_1_EAX] = eax;
 635         }
 636
 637         /* Additional Intel-defined flags: level 0x0000000F */
 638         if (c->cpuid_level >= 0x0000000F) {
 639
 640                 /* QoS sub-leaf, EAX=0Fh, ECX=0 */
 641                 cpuid_count(0x0000000F, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 642                 c->x86_capability[CPUID_F_0_EDX] = edx;
 643
 644                 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_LLC)) {
 645                         /* will be overridden if occupancy monitoring exists */
 646                         c->x86_cache_max_rmid = ebx;
 647
 648                         /* QoS sub-leaf, EAX=0Fh, ECX=1 */
 649                         cpuid_count(0x0000000F, 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 650                         c->x86_capability[CPUID_F_1_EDX] = edx;
 651
 652                         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_OCCUP_LLC)) {
 653                                 c->x86_cache_max_rmid = ecx;
 654                                 c->x86_cache_occ_scale = ebx;
 655                         }
 656                 } else {
 657                         c->x86_cache_max_rmid = -1;
 658                         c->x86_cache_occ_scale = -1;
 659                 }
 660         }
 661
 662         /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
 663         eax = cpuid_eax(0x80000000);
 664         c->extended_cpuid_level = eax;
 665
 666         if ((eax & 0xffff0000) == 0x80000000) {
 667                 if (eax >= 0x80000001) {
 668                         cpuid(0x80000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 669
 670                         c->x86_capability[CPUID_8000_0001_ECX] = ecx;
 671                         c->x86_capability[CPUID_8000_0001_EDX] = edx;
 672                 }
 673         }
 674
 675         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
 676                 cpuid(0x80000008, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 677
 678                 c->x86_virt_bits = (eax >> 8) & 0xff;
 679                 c->x86_phys_bits = eax & 0xff;
 680                 c->x86_capability[CPUID_8000_0008_EBX] = ebx;
 681         }
 682 #ifdef CONFIG_X86_32
 683         else if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PAE) || cpu_has(c, X86_FEATURE_PSE36))
 684                 c->x86_phys_bits = 36;
 685 #endif
 686
 687         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000007)
 688                 c->x86_power = cpuid_edx(0x80000007);
 689
 690         if (c->extended_cpuid_level >= 0x8000000a)
 691                 c->x86_capability[CPUID_8000_000A_EDX] = cpuid_edx(0x8000000a);
 692
 693         init_scattered_cpuid_features(c);
 694 }
 695
 696 static void identify_cpu_without_cpuid(struct cpuinfo_x86 *c)
 697 {
 698 #ifdef CONFIG_X86_32
 699         int i;
 700
 701         /*
 702          * First of all, decide if this is a 486 or higher
 703          * It's a 486 if we can modify the AC flag
 704          */
 705         if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC))
 706                 c->x86 = 4;
 707         else
 708                 c->x86 = 3;
 709
 710         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++)
 711                 if (cpu_devs[i] && cpu_devs[i]->c_identify) {
 712                         c->x86_vendor_id[0] = 0;
 713                         cpu_devs[i]->c_identify(c);
 714                         if (c->x86_vendor_id[0]) {
 715                                 get_cpu_vendor(c);
 716                                 break;
 717                         }
 718                 }
 719 #endif
 720 }
 721
 722 /*
 723  * Do minimum CPU detection early.
 724  * Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask,
 725  * cache alignment.
 726  * The others are not touched to avoid unwanted side effects.
 727  *
 728  * WARNING: this function is only called on the BP.  Don't add code here
 729  * that is supposed to run on all CPUs.
 730  */
 731 static void __init early_identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 732 {
 733 #ifdef CONFIG_X86_64
 734         c->x86_clflush_size = 64;
 735         c->x86_phys_bits = 36;
 736         c->x86_virt_bits = 48;
 737 #else
 738         c->x86_clflush_size = 32;
 739         c->x86_phys_bits = 32;
 740         c->x86_virt_bits = 32;
 741 #endif
 742         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 743
 744         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
 745         c->extended_cpuid_level = 0;
 746
 747         if (!have_cpuid_p())
 748                 identify_cpu_without_cpuid(c);
 749
 750         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
 751         if (!have_cpuid_p())
 752                 return;
 753
 754         cpu_detect(c);
 755         get_cpu_vendor(c);
 756         get_cpu_cap(c);
 757
 758         if (this_cpu->c_early_init)
 759                 this_cpu->c_early_init(c);
 760
 761         c->cpu_index = 0;
 762         filter_cpuid_features(c, false);
 763
 764         if (this_cpu->c_bsp_init)
 765                 this_cpu->c_bsp_init(c);
 766
 767         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ALWAYS);
 768         fpu__init_system(c);
 769 }
 770
 771 void __init early_cpu_init(void)
 772 {
 773         const struct cpu_dev *const *cdev;
 774         int count = 0;
 775
 776 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
 777         pr_info("KERNEL supported cpus:\n");
 778 #endif
 779
 780         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
 781                 const struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
 782
 783                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
 784                         break;
 785                 cpu_devs[count] = cpudev;
 786                 count++;
 787
 788 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
 789                 {
 790                         unsigned int j;
 791
 792                         for (j = 0; j < 2; j++) {
 793                                 if (!cpudev->c_ident[j])
 794                                         continue;
 795                                 pr_info("  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
 796                                         cpudev->c_ident[j]);
 797                         }
 798                 }
 799 #endif
 800         }
 801         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
 802 }
 803
 804 /*
 805  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs of family >= 6;
 806  * unfortunately, that's not true in practice because of early VIA
 807  * chips and (more importantly) broken virtualizers that are not easy
 808  * to detect. In the latter case it doesn't even *fail* reliably, so
 809  * probing for it doesn't even work. Disable it completely on 32-bit
 810  * unless we can find a reliable way to detect all the broken cases.
 811  * Enable it explicitly on 64-bit for non-constant inputs of cpu_has().
 812  */
 813 static void detect_nopl(struct cpuinfo_x86 *c)
 814 {
 815 #ifdef CONFIG_X86_32
 816         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
 817 #else
 818         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NOPL);
 819 #endif
 820
 821         /*
 822          * ESPFIX is a strange bug.  All real CPUs have it.  Paravirt
 823          * systems that run Linux at CPL > 0 may or may not have the
 824          * issue, but, even if they have the issue, there's absolutely
 825          * nothing we can do about it because we can't use the real IRET
 826          * instruction.
 827          *
 828          * NB: For the time being, only 32-bit kernels support
 829          * X86_BUG_ESPFIX as such.  64-bit kernels directly choose
 830          * whether to apply espfix using paravirt hooks.  If any
 831          * non-paravirt system ever shows up that does *not* have the
 832          * ESPFIX issue, we can change this.
 833          */
 834 #ifdef CONFIG_X86_32
 835 #ifdef CONFIG_PARAVIRT
 836         do {
 837                 extern void native_iret(void);
 838                 if (pv_cpu_ops.iret == native_iret)
 839                         set_cpu_bug(c, X86_BUG_ESPFIX);
 840         } while (0);
 841 #else
 842         set_cpu_bug(c, X86_BUG_ESPFIX);
 843 #endif
 844 #endif
 845 }
 846
 847 static void generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
 848 {
 849         c->extended_cpuid_level = 0;
 850
 851         if (!have_cpuid_p())
 852                 identify_cpu_without_cpuid(c);
 853
 854         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
 855         if (!have_cpuid_p())
 856                 return;
 857
 858         cpu_detect(c);
 859
 860         get_cpu_vendor(c);
 861
 862         get_cpu_cap(c);
 863
 864         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 865                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
 866 #ifdef CONFIG_X86_32
 867 # ifdef CONFIG_SMP
 868                 c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
 869 # else
 870                 c->apicid = c->initial_apicid;
 871 # endif
 872 #endif
 873                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
 874         }
 875
 876         get_model_name(c); /* Default name */
 877
 878         detect_nopl(c);
 879 }
 880
 881 static void x86_init_cache_qos(struct cpuinfo_x86 *c)
 882 {
 883         /*
 884          * The heavy lifting of max_rmid and cache_occ_scale are handled
 885          * in get_cpu_cap().  Here we just set the max_rmid for the boot_cpu
 886          * in case CQM bits really aren't there in this CPU.
 887          */
 888         if (c != &boot_cpu_data) {
 889                 boot_cpu_data.x86_cache_max_rmid =
 890                         min(boot_cpu_data.x86_cache_max_rmid,
 891                             c->x86_cache_max_rmid);
 892         }
 893 }
 894
 895 /*
 896  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
 897  */
 898 static void identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 899 {
 900         int i;
 901
 902         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 903         c->x86_cache_size = -1;
 904         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 905         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
 906         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
 907         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
 908         c->x86_max_cores = 1;
 909         c->x86_coreid_bits = 0;
 910 #ifdef CONFIG_X86_64
 911         c->x86_clflush_size = 64;
 912         c->x86_phys_bits = 36;
 913         c->x86_virt_bits = 48;
 914 #else
 915         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
 916         c->x86_clflush_size = 32;
 917         c->x86_phys_bits = 32;
 918         c->x86_virt_bits = 32;
 919 #endif
 920         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
 921         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
 922
 923         generic_identify(c);
 924
 925         if (this_cpu->c_identify)
 926                 this_cpu->c_identify(c);
 927
 928         /* Clear/Set all flags overriden by options, after probe */
 929         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++) {
 930                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
 931                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
 932         }
 933
 934 #ifdef CONFIG_X86_64
 935         c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
 936 #endif
 937
 938         /*
 939          * Vendor-specific initialization.  In this section we
 940          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
 941          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
 942          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
 943          * we handle them here.
 944          *
 945          * At the end of this section, c->x86_capability better
 946          * indicate the features this CPU genuinely supports!
 947          */
 948         if (this_cpu->c_init)
 949                 this_cpu->c_init(c);
 950
 951         /* Disable the PN if appropriate */
 952         squash_the_stupid_serial_number(c);
 953
 954         /* Set up SMEP/SMAP */
 955         setup_smep(c);
 956         setup_smap(c);
 957
 958         /*
 959          * The vendor-specific functions might have changed features.
 960          * Now we do "generic changes."
 961          */
 962
 963         /* Filter out anything that depends on CPUID levels we don't have */
 964         filter_cpuid_features(c, true);
 965
 966         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
 967         if (!c->x86_model_id[0]) {
 968                 const char *p;
 969                 p = table_lookup_model(c);
 970                 if (p)
 971                         strcpy(c->x86_model_id, p);
 972                 else
 973                         /* Last resort... */
 974                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
 975                                 c->x86, c->x86_model);
 976         }
 977
 978 #ifdef CONFIG_X86_64
 979         detect_ht(c);
 980 #endif
 981
 982         init_hypervisor(c);
 983         x86_init_rdrand(c);
 984         x86_init_cache_qos(c);
 985
 986         /*
 987          * Clear/Set all flags overriden by options, need do it
 988          * before following smp all cpus cap AND.
 989          */
 990         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++) {
 991                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
 992                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
 993         }
 994
 995         /*
 996          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
 997          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
 998          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
 999          * executed, c == &boot_cpu_data.
1000          */
1001         if (c != &boot_cpu_data) {
1002                 /* AND the already accumulated flags with these */
1003                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
1004                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
1005
1006                 /* OR, i.e. replicate the bug flags */
1007                 for (i = NCAPINTS; i < NCAPINTS + NBUGINTS; i++)
1008                         c->x86_capability[i] |= boot_cpu_data.x86_capability[i];
1009         }
1010
1011         /* Init Machine Check Exception if available. */
1012         mcheck_cpu_init(c);
1013
1014         select_idle_routine(c);
1015
1016 #ifdef CONFIG_NUMA
1017         numa_add_cpu(smp_processor_id());
1018 #endif
1019         /* The boot/hotplug time assigment got cleared, restore it */
1020         c->logical_proc_id = topology_phys_to_logical_pkg(c->phys_proc_id);
1021 }
1022
1023 /*
1024  * Set up the CPU state needed to execute SYSENTER/SYSEXIT instructions
1025  * on 32-bit kernels:
1026  */
1027 #ifdef CONFIG_X86_32
1028 void enable_sep_cpu(void)
1029 {
1030         struct tss_struct *tss;
1031         int cpu;
1032
1033         cpu = get_cpu();
1034         tss = &per_cpu(cpu_tss, cpu);
1035
1036         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_SEP))
1037                 goto out;
1038
1039         /*
1040          * We cache MSR_IA32_SYSENTER_CS's value in the TSS's ss1 field --
1041          * see the big comment in struct x86_hw_tss's definition.
1042          */
1043
1044         tss->x86_tss.ss1 = __KERNEL_CS;
1045         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, tss->x86_tss.ss1, 0);
1046
1047         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_ESP,
1048               (unsigned long)tss + offsetofend(struct tss_struct, SYSENTER_stack),
1049               0);
1050
1051         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (unsigned long)entry_SYSENTER_32, 0);
1052
1053 out:
1054         put_cpu();
1055 }
1056 #endif
1057
1058 void __init identify_boot_cpu(void)
1059 {
1060         identify_cpu(&boot_cpu_data);
1061         init_amd_e400_c1e_mask();
1062 #ifdef CONFIG_X86_32
1063         sysenter_setup();
1064         enable_sep_cpu();
1065 #endif
1066         cpu_detect_tlb(&boot_cpu_data);
1067 }
1068
1069 void identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
1070 {
1071         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
1072         identify_cpu(c);
1073 #ifdef CONFIG_X86_32
1074         enable_sep_cpu();
1075 #endif
1076         mtrr_ap_init();
1077 }
1078
1079 struct msr_range {
1080         unsigned        min;
1081         unsigned        max;
1082 };
1083
1084 static const struct msr_range msr_range_array[] = {
1085         { 0x00000000, 0x00000418},
1086         { 0xc0000000, 0xc000040b},
1087         { 0xc0010000, 0xc0010142},
1088         { 0xc0011000, 0xc001103b},
1089 };
1090
1091 static void __print_cpu_msr(void)
1092 {
1093         unsigned index_min, index_max;
1094         unsigned index;
1095         u64 val;
1096         int i;
1097
1098         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(msr_range_array); i++) {
1099                 index_min = msr_range_array[i].min;
1100                 index_max = msr_range_array[i].max;
1101
1102                 for (index = index_min; index < index_max; index++) {
1103                         if (rdmsrl_safe(index, &val))
1104                                 continue;
1105                         pr_info(" MSR%08x: %016llx\n", index, val);
1106                 }
1107         }
1108 }
1109
1110 static int show_msr;
1111
1112 static __init int setup_show_msr(char *arg)
1113 {
1114         int num;
1115
1116         get_option(&arg, &num);
1117
1118         if (num > 0)
1119                 show_msr = num;
1120         return 1;
1121 }
1122 __setup("show_msr=", setup_show_msr);
1123
1124 static __init int setup_noclflush(char *arg)
1125 {
1126         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLUSH);
1127         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLUSHOPT);
1128         return 1;
1129 }
1130 __setup("noclflush", setup_noclflush);
1131
1132 void print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
1133 {
1134         const char *vendor = NULL;
1135
1136         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM) {
1137                 vendor = this_cpu->c_vendor;
1138         } else {
1139                 if (c->cpuid_level >= 0)
1140                         vendor = c->x86_vendor_id;
1141         }
1142
1143         if (vendor && !strstr(c->x86_model_id, vendor))
1144                 pr_cont("%s ", vendor);
1145
1146         if (c->x86_model_id[0])
1147                 pr_cont("%s", c->x86_model_id);
1148         else
1149                 pr_cont("%d86", c->x86);
1150
1151         pr_cont(" (family: 0x%x, model: 0x%x", c->x86, c->x86_model);
1152
1153         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
1154                 pr_cont(", stepping: 0x%x)\n", c->x86_mask);
1155         else
1156                 pr_cont(")\n");
1157
1158         print_cpu_msr(c);
1159 }
1160
1161 void print_cpu_msr(struct cpuinfo_x86 *c)
1162 {
1163         if (c->cpu_index < show_msr)
1164                 __print_cpu_msr();
1165 }
1166
1167 static __init int setup_disablecpuid(char *arg)
1168 {
1169         int bit;
1170
1171         if (get_option(&arg, &bit) && bit < NCAPINTS*32)
1172                 setup_clear_cpu_cap(bit);
1173         else
1174                 return 0;
1175
1176         return 1;
1177 }
1178 __setup("clearcpuid=", setup_disablecpuid);
1179
1180 #ifdef CONFIG_X86_64
1181 struct desc_ptr idt_descr = { NR_VECTORS * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
1182 struct desc_ptr debug_idt_descr = { NR_VECTORS * 16 - 1,
1183                                     (unsigned long) debug_idt_table };
1184
1185 DEFINE_PER_CPU_FIRST(union irq_stack_union,
1186                      irq_stack_union) __aligned(PAGE_SIZE) __visible;
1187
1188 /*
1189  * The following percpu variables are hot.  Align current_task to
1190  * cacheline size such that they fall in the same cacheline.
1191  */
1192 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) ____cacheline_aligned =
1193         &init_task;
1194 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1195
1196 DEFINE_PER_CPU(char *, irq_stack_ptr) =
1197         init_per_cpu_var(irq_stack_union.irq_stack) + IRQ_STACK_SIZE - 64;
1198
1199 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, irq_count) __visible = -1;
1200
1201 DEFINE_PER_CPU(int, __preempt_count) = INIT_PREEMPT_COUNT;
1202 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(__preempt_count);
1203
1204 /*
1205  * Special IST stacks which the CPU switches to when it calls
1206  * an IST-marked descriptor entry. Up to 7 stacks (hardware
1207  * limit), all of them are 4K, except the debug stack which
1208  * is 8K.
1209  */
1210 static const unsigned int exception_stack_sizes[N_EXCEPTION_STACKS] = {
1211           [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1]        = EXCEPTION_STKSZ,
1212           [DEBUG_STACK - 1]                     = DEBUG_STKSZ
1213 };
1214
1215 static DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(char, exception_stacks
1216         [(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]);
1217
1218 /* May not be marked __init: used by software suspend */
1219 void syscall_init(void)
1220 {
1221         /*
1222          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
1223          * They both write to the same internal register. STAR allows to
1224          * set CS/DS but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.
1225          */
1226         wrmsr(MSR_STAR, 0, (__USER32_CS << 16) | __KERNEL_CS);
1227         wrmsrl(MSR_LSTAR, (unsigned long)entry_SYSCALL_64);
1228
1229 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
1230         wrmsrl(MSR_CSTAR, (unsigned long)entry_SYSCALL_compat);
1231         /*
1232          * This only works on Intel CPUs.
1233          * On AMD CPUs these MSRs are 32-bit, CPU truncates MSR_IA32_SYSENTER_EIP.
1234          * This does not cause SYSENTER to jump to the wrong location, because
1235          * AMD doesn't allow SYSENTER in long mode (either 32- or 64-bit).
1236          */
1237         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_CS, (u64)__KERNEL_CS);
1238         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, 0ULL);
1239         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (u64)entry_SYSENTER_compat);
1240 #else
1241         wrmsrl(MSR_CSTAR, (unsigned long)ignore_sysret);
1242         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_CS, (u64)GDT_ENTRY_INVALID_SEG);
1243         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, 0ULL);
1244         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, 0ULL);
1245 #endif
1246
1247         /* Flags to clear on syscall */
1248         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
1249                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|
1250                X86_EFLAGS_IOPL|X86_EFLAGS_AC|X86_EFLAGS_NT);
1251 }
1252
1253 /*
1254  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
1255  * debugging, no special alignment required.
1256  */
1257 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
1258
1259 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, debug_stack_addr);
1260 DEFINE_PER_CPU(int, debug_stack_usage);
1261
1262 int is_debug_stack(unsigned long addr)
1263 {
1264         return __this_cpu_read(debug_stack_usage) ||
1265                 (addr <= __this_cpu_read(debug_stack_addr) &&
1266                  addr > (__this_cpu_read(debug_stack_addr) - DEBUG_STKSZ));
1267 }
1268 NOKPROBE_SYMBOL(is_debug_stack);
1269
1270 DEFINE_PER_CPU(u32, debug_idt_ctr);
1271
1272 void debug_stack_set_zero(void)
1273 {
1274         this_cpu_inc(debug_idt_ctr);
1275         load_current_idt();
1276 }
1277 NOKPROBE_SYMBOL(debug_stack_set_zero);
1278
1279 void debug_stack_reset(void)
1280 {
1281         if (WARN_ON(!this_cpu_read(debug_idt_ctr)))
1282                 return;
1283         if (this_cpu_dec_return(debug_idt_ctr) == 0)
1284                 load_current_idt();
1285 }
1286 NOKPROBE_SYMBOL(debug_stack_reset);
1287
1288 #else   /* CONFIG_X86_64 */
1289
1290 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
1291 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1292 DEFINE_PER_CPU(int, __preempt_count) = INIT_PREEMPT_COUNT;
1293 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(__preempt_count);
1294
1295 /*
1296  * On x86_32, vm86 modifies tss.sp0, so sp0 isn't a reliable way to find
1297  * the top of the kernel stack.  Use an extra percpu variable to track the
1298  * top of the kernel stack directly.
1299  */
1300 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cpu_current_top_of_stack) =
1301         (unsigned long)&init_thread_union + THREAD_SIZE;
1302 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_current_top_of_stack);
1303
1304 #ifdef CONFIG_CC_STACKPROTECTOR
1305 DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct stack_canary, stack_canary);
1306 #endif
1307
1308 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
1309
1310 /*
1311  * Clear all 6 debug registers:
1312  */
1313 static void clear_all_debug_regs(void)
1314 {
1315         int i;
1316
1317         for (i = 0; i < 8; i++) {
1318                 /* Ignore db4, db5 */
1319                 if ((i == 4) || (i == 5))
1320                         continue;
1321
1322                 set_debugreg(0, i);
1323         }
1324 }
1325
1326 #ifdef CONFIG_KGDB
1327 /*
1328  * Restore debug regs if using kgdbwait and you have a kernel debugger
1329  * connection established.
1330  */
1331 static void dbg_restore_debug_regs(void)
1332 {
1333         if (unlikely(kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break))
1334                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1335 }
1336 #else /* ! CONFIG_KGDB */
1337 #define dbg_restore_debug_regs()
1338 #endif /* ! CONFIG_KGDB */
1339
1340 static void wait_for_master_cpu(int cpu)
1341 {
1342 #ifdef CONFIG_SMP
1343         /*
1344          * wait for ACK from master CPU before continuing
1345          * with AP initialization
1346          */
1347         WARN_ON(cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask));
1348         while (!cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callout_mask))
1349                 cpu_relax();
1350 #endif
1351 }
1352
1353 /*
1354  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
1355  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
1356  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
1357  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
1358  * A lot of state is already set up in PDA init for 64 bit
1359  */
1360 #ifdef CONFIG_X86_64
1361
1362 void cpu_init(void)
1363 {
1364         struct orig_ist *oist;
1365         struct task_struct *me;
1366         struct tss_struct *t;
1367         unsigned long v;
1368         int cpu = stack_smp_processor_id();
1369         int i;
1370
1371         wait_for_master_cpu(cpu);
1372
1373         /*
1374          * Initialize the CR4 shadow before doing anything that could
1375          * try to read it.
1376          */
1377         cr4_init_shadow();
1378
1379         /*
1380          * Load microcode on this cpu if a valid microcode is available.
1381          * This is early microcode loading procedure.
1382          */
1383         load_ucode_ap();
1384
1385         t = &per_cpu(cpu_tss, cpu);
1386         oist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
1387
1388 #ifdef CONFIG_NUMA
1389         if (this_cpu_read(numa_node) == 0 &&
1390             early_cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
1391                 set_numa_node(early_cpu_to_node(cpu));
1392 #endif
1393
1394         me = current;
1395
1396         pr_debug("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1397
1398         cr4_clear_bits(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1399
1400         /*
1401          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
1402          * and set up the GDT descriptor:
1403          */
1404
1405         switch_to_new_gdt(cpu);
1406         loadsegment(fs, 0);
1407
1408         load_current_idt();
1409
1410         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
1411         syscall_init();
1412
1413         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
1414         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
1415         barrier();
1416
1417         x86_configure_nx();
1418         x2apic_setup();
1419
1420         /*
1421          * set up and load the per-CPU TSS
1422          */
1423         if (!oist->ist[0]) {
1424                 char *estacks = per_cpu(exception_stacks, cpu);
1425
1426                 for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
1427                         estacks += exception_stack_sizes[v];
1428                         oist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] =
1429                                         (unsigned long)estacks;
1430                         if (v == DEBUG_STACK-1)
1431                                 per_cpu(debug_stack_addr, cpu) = (unsigned long)estacks;
1432                 }
1433         }
1434
1435         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1436
1437         /*
1438          * <= is required because the CPU will access up to
1439          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
1440          */
1441         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
1442                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
1443
1444         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1445         me->active_mm = &init_mm;
1446         BUG_ON(me->mm);
1447         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
1448
1449         load_sp0(t, &current->thread);
1450         set_tss_desc(cpu, t);
1451         load_TR_desc();
1452         load_mm_ldt(&init_mm);
1453
1454         clear_all_debug_regs();
1455         dbg_restore_debug_regs();
1456
1457         fpu__init_cpu();
1458
1459         if (is_uv_system())
1460                 uv_cpu_init();
1461 }
1462
1463 #else
1464
1465 void cpu_init(void)
1466 {
1467         int cpu = smp_processor_id();
1468         struct task_struct *curr = current;
1469         struct tss_struct *t = &per_cpu(cpu_tss, cpu);
1470         struct thread_struct *thread = &curr->thread;
1471
1472         wait_for_master_cpu(cpu);
1473
1474         /*
1475          * Initialize the CR4 shadow before doing anything that could
1476          * try to read it.
1477          */
1478         cr4_init_shadow();
1479
1480         show_ucode_info_early();
1481
1482         pr_info("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1483
1484         if (cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_VME) ||
1485             cpu_has_tsc ||
1486             boot_cpu_has(X86_FEATURE_DE))
1487                 cr4_clear_bits(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1488
1489         load_current_idt();
1490         switch_to_new_gdt(cpu);
1491
1492         /*
1493          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
1494          */
1495         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
1496         curr->active_mm = &init_mm;
1497         BUG_ON(curr->mm);
1498         enter_lazy_tlb(&init_mm, curr);
1499
1500         load_sp0(t, thread);
1501         set_tss_desc(cpu, t);
1502         load_TR_desc();
1503         load_mm_ldt(&init_mm);
1504
1505         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
1506
1507 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1508         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
1509         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1510 #endif
1511
1512         clear_all_debug_regs();
1513         dbg_restore_debug_regs();
1514
1515         fpu__init_cpu();
1516 }
1517 #endif
1518
1519 static void bsp_resume(void)
1520 {
1521         if (this_cpu->c_bsp_resume)
1522                 this_cpu->c_bsp_resume(&boot_cpu_data);
1523 }
1524
1525 static struct syscore_ops cpu_syscore_ops = {
1526         .resume         = bsp_resume,
1527 };
1528
1529 static int __init init_cpu_syscore(void)
1530 {
1531         register_syscore_ops(&cpu_syscore_ops);
1532         return 0;
1533 }
1534 core_initcall(init_cpu_syscore);