Merge branch 'master'
[linux-2.6] / 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] __read_mostly;
34 struct x8664_pda boot_cpu_pda[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
35
36 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16, (unsigned long) idt_table }; 
37
38 char boot_cpu_stack[IRQSTACKSIZE] __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
39
40 unsigned long __supported_pte_mask __read_mostly = ~0UL;
41 static int do_not_nx __cpuinitdata = 0;
42
43 /* noexec=on|off
44 Control non executable mappings for 64bit processes.
45
46 on      Enable(default)
47 off     Disable
48 */ 
49 int __init nonx_setup(char *str)
50 {
51         if (!strncmp(str, "on", 2)) {
52                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX; 
53                 do_not_nx = 0; 
54         } else if (!strncmp(str, "off", 3)) {
55                 do_not_nx = 1;
56                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
57         }
58         return 0;
59
60 __setup("noexec=", nonx_setup); /* parsed early actually */
61
62 int force_personality32 = READ_IMPLIES_EXEC;
63
64 /* noexec32=on|off
65 Control non executable heap for 32bit processes.
66 To control the stack too use noexec=off
67
68 on      PROT_READ does not imply PROT_EXEC for 32bit processes
69 off     PROT_READ implies PROT_EXEC (default)
70 */
71 static int __init nonx32_setup(char *str)
72 {
73         if (!strcmp(str, "on"))
74                 force_personality32 &= ~READ_IMPLIES_EXEC;
75         else if (!strcmp(str, "off"))
76                 force_personality32 |= READ_IMPLIES_EXEC;
77         return 0;
78 }
79 __setup("noexec32=", nonx32_setup);
80
81 /*
82  * Great future plan:
83  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
84  * Always point %gs to its beginning
85  */
86 void __init setup_per_cpu_areas(void)
87
88         int i;
89         unsigned long size;
90
91 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
92         prefill_possible_map();
93 #endif
94
95         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
96         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
97 #ifdef CONFIG_MODULES
98         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
99                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
100 #endif
101
102         for_each_cpu_mask (i, cpu_possible_map) {
103                 char *ptr;
104
105                 if (!NODE_DATA(cpu_to_node(i))) {
106                         printk("cpu with no node %d, num_online_nodes %d\n",
107                                i, num_online_nodes());
108                         ptr = alloc_bootmem(size);
109                 } else { 
110                         ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
111                 }
112                 if (!ptr)
113                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
114                 cpu_pda(i)->data_offset = ptr - __per_cpu_start;
115                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
116         }
117
118
119 void pda_init(int cpu)
120
121         struct x8664_pda *pda = cpu_pda(cpu);
122
123         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
124         asm volatile("movl %0,%%fs ; movl %0,%%gs" :: "r" (0)); 
125         wrmsrl(MSR_GS_BASE, pda);
126
127         pda->cpunumber = cpu; 
128         pda->irqcount = -1;
129         pda->kernelstack = 
130                 (unsigned long)stack_thread_info() - PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE; 
131         pda->active_mm = &init_mm;
132         pda->mmu_state = 0;
133
134         if (cpu == 0) {
135                 /* others are initialized in smpboot.c */
136                 pda->pcurrent = &init_task;
137                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack; 
138         } else {
139                 pda->irqstackptr = (char *)
140                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
141                 if (!pda->irqstackptr)
142                         panic("cannot allocate irqstack for cpu %d", cpu); 
143         }
144
145
146         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE-64;
147
148
149 char boot_exception_stacks[(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]
150 __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
151
152 /* May not be marked __init: used by software suspend */
153 void syscall_init(void)
154 {
155         /* 
156          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
157          * They both write to the same internal register. STAR allows to set CS/DS
158          * but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.    
159          */ 
160         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32); 
161         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call); 
162
163 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION            
164         syscall32_cpu_init ();
165 #endif
166
167         /* Flags to clear on syscall */
168         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK, EF_TF|EF_DF|EF_IE|0x3000); 
169 }
170
171 void __cpuinit check_efer(void)
172 {
173         unsigned long efer;
174
175         rdmsrl(MSR_EFER, efer); 
176         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx) { 
177                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX; 
178         }       
179 }
180
181 /*
182  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
183  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
184  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
185  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
186  * A lot of state is already set up in PDA init.
187  */
188 void __cpuinit cpu_init (void)
189 {
190         int cpu = stack_smp_processor_id();
191         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
192         unsigned long v; 
193         char *estacks = NULL; 
194         struct task_struct *me;
195         int i;
196
197         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
198         if (cpu != 0) {
199                 pda_init(cpu);
200                 zap_low_mappings(cpu);
201         } else 
202                 estacks = boot_exception_stacks; 
203
204         me = current;
205
206         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
207                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
208
209         printk("Initializing CPU#%d\n", cpu);
210
211         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
212
213         /*
214          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
215          * and set up the GDT descriptor:
216          */
217         if (cpu)
218                 memcpy(cpu_gdt(cpu), cpu_gdt_table, GDT_SIZE);
219
220         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE;
221         asm volatile("lgdt %0" :: "m" (cpu_gdt_descr[cpu]));
222         asm volatile("lidt %0" :: "m" (idt_descr));
223
224         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
225         syscall_init();
226
227         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
228         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
229         barrier(); 
230
231         check_efer();
232
233         /*
234          * set up and load the per-CPU TSS
235          */
236         for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
237                 if (cpu) {
238                         static const unsigned int order[N_EXCEPTION_STACKS] = {
239                                 [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STACK_ORDER,
240                                 [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STACK_ORDER
241                         };
242
243                         estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order[v]);
244                         if (!estacks)
245                                 panic("Cannot allocate exception stack %ld %d\n",
246                                       v, cpu); 
247                 }
248                 switch (v + 1) {
249 #if DEBUG_STKSZ > EXCEPTION_STKSZ
250                 case DEBUG_STACK:
251                         cpu_pda[cpu].debugstack = (unsigned long)estacks;
252                         estacks += DEBUG_STKSZ;
253                         break;
254 #endif
255                 default:
256                         estacks += EXCEPTION_STKSZ;
257                         break;
258                 }
259                 t->ist[v] = (unsigned long)estacks;
260         }
261
262         t->io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
263         /*
264          * <= is required because the CPU will access up to
265          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
266          */
267         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
268                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
269
270         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
271         me->active_mm = &init_mm;
272         if (me->mm)
273                 BUG();
274         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
275
276         set_tss_desc(cpu, t);
277         load_TR_desc();
278         load_LDT(&init_mm.context);
279
280         /*
281          * Clear all 6 debug registers:
282          */
283
284         set_debug(0UL, 0);
285         set_debug(0UL, 1);
286         set_debug(0UL, 2);
287         set_debug(0UL, 3);
288         set_debug(0UL, 6);
289         set_debug(0UL, 7);
290
291         fpu_init(); 
292 }