Merge branch 'master' into upstream
[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  */ 
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/bootsetup.h>
15 #include <asm/pda.h>
16 #include <asm/pgtable.h>
17 #include <asm/processor.h>
18 #include <asm/desc.h>
19 #include <asm/atomic.h>
20 #include <asm/mmu_context.h>
21 #include <asm/smp.h>
22 #include <asm/i387.h>
23 #include <asm/percpu.h>
24 #include <asm/proto.h>
25 #include <asm/sections.h>
26
27 char x86_boot_params[BOOT_PARAM_SIZE] __initdata;
28
29 cpumask_t cpu_initialized __cpuinitdata = CPU_MASK_NONE;
30
31 struct x8664_pda *_cpu_pda[NR_CPUS] __read_mostly;
32 EXPORT_SYMBOL(_cpu_pda);
33 struct x8664_pda boot_cpu_pda[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
34
35 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
36
37 char boot_cpu_stack[IRQSTACKSIZE] __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
38
39 unsigned long __supported_pte_mask __read_mostly = ~0UL;
40 EXPORT_SYMBOL(__supported_pte_mask);
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 static int __init nonx_setup(char *str)
50 {
51         if (!str)
52                 return -EINVAL;
53         if (!strncmp(str, "on", 2)) {
54                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX; 
55                 do_not_nx = 0; 
56         } else if (!strncmp(str, "off", 3)) {
57                 do_not_nx = 1;
58                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
59         }
60         return 0;
61
62 early_param("noexec", nonx_setup);
63
64 int force_personality32 = 0; 
65
66 /* noexec32=on|off
67 Control non executable heap for 32bit processes.
68 To control the stack too use noexec=off
69
70 on      PROT_READ does not imply PROT_EXEC for 32bit processes
71 off     PROT_READ implies PROT_EXEC (default)
72 */
73 static int __init nonx32_setup(char *str)
74 {
75         if (!strcmp(str, "on"))
76                 force_personality32 &= ~READ_IMPLIES_EXEC;
77         else if (!strcmp(str, "off"))
78                 force_personality32 |= READ_IMPLIES_EXEC;
79         return 1;
80 }
81 __setup("noexec32=", nonx32_setup);
82
83 /*
84  * Great future plan:
85  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
86  * Always point %gs to its beginning
87  */
88 void __init setup_per_cpu_areas(void)
89
90         int i;
91         unsigned long size;
92
93 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
94         prefill_possible_map();
95 #endif
96
97         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
98         size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
99
100         printk(KERN_INFO "PERCPU: Allocating %lu bytes of per cpu data\n", size);
101         for_each_cpu_mask (i, cpu_possible_map) {
102                 char *ptr;
103
104                 if (!NODE_DATA(cpu_to_node(i))) {
105                         printk("cpu with no node %d, num_online_nodes %d\n",
106                                i, num_online_nodes());
107                         ptr = alloc_bootmem(size);
108                 } else { 
109                         ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
110                 }
111                 if (!ptr)
112                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
113                 cpu_pda(i)->data_offset = ptr - __per_cpu_start;
114                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
115         }
116
117
118 void pda_init(int cpu)
119
120         struct x8664_pda *pda = cpu_pda(cpu);
121
122         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
123         asm volatile("movl %0,%%fs ; movl %0,%%gs" :: "r" (0)); 
124         /* Memory clobbers used to order PDA accessed */
125         mb();
126         wrmsrl(MSR_GS_BASE, pda);
127         mb();
128
129         pda->cpunumber = cpu; 
130         pda->irqcount = -1;
131         pda->kernelstack = 
132                 (unsigned long)stack_thread_info() - PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE; 
133         pda->active_mm = &init_mm;
134         pda->mmu_state = 0;
135
136         if (cpu == 0) {
137                 /* others are initialized in smpboot.c */
138                 pda->pcurrent = &init_task;
139                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack; 
140         } else {
141                 pda->irqstackptr = (char *)
142                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
143                 if (!pda->irqstackptr)
144                         panic("cannot allocate irqstack for cpu %d", cpu); 
145         }
146
147
148         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE-64;
149
150
151 char boot_exception_stacks[(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]
152 __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
153
154 /* May not be marked __init: used by software suspend */
155 void syscall_init(void)
156 {
157         /* 
158          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
159          * They both write to the same internal register. STAR allows to set CS/DS
160          * but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.    
161          */ 
162         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32); 
163         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call); 
164
165 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION            
166         syscall32_cpu_init ();
167 #endif
168
169         /* Flags to clear on syscall */
170         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK, EF_TF|EF_DF|EF_IE|0x3000); 
171 }
172
173 void __cpuinit check_efer(void)
174 {
175         unsigned long efer;
176
177         rdmsrl(MSR_EFER, efer); 
178         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx) { 
179                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX; 
180         }       
181 }
182
183 unsigned long kernel_eflags;
184
185 /*
186  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
187  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
188  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
189  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
190  * A lot of state is already set up in PDA init.
191  */
192 void __cpuinit cpu_init (void)
193 {
194         int cpu = stack_smp_processor_id();
195         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
196         struct orig_ist *orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
197         unsigned long v; 
198         char *estacks = NULL; 
199         struct task_struct *me;
200         int i;
201
202         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
203         if (cpu != 0) {
204                 pda_init(cpu);
205                 zap_low_mappings(cpu);
206         } else 
207                 estacks = boot_exception_stacks; 
208
209         me = current;
210
211         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
212                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
213
214         printk("Initializing CPU#%d\n", cpu);
215
216         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
217
218         /*
219          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
220          * and set up the GDT descriptor:
221          */
222         if (cpu)
223                 memcpy(cpu_gdt(cpu), cpu_gdt_table, GDT_SIZE);
224
225         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE;
226         asm volatile("lgdt %0" :: "m" (cpu_gdt_descr[cpu]));
227         asm volatile("lidt %0" :: "m" (idt_descr));
228
229         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
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                 static const unsigned int order[N_EXCEPTION_STACKS] = {
243                         [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STACK_ORDER,
244                         [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STACK_ORDER
245                 };
246                 if (cpu) {
247                         estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order[v]);
248                         if (!estacks)
249                                 panic("Cannot allocate exception stack %ld %d\n",
250                                       v, cpu); 
251                 }
252                 estacks += PAGE_SIZE << order[v];
253                 orig_ist->ist[v] = t->ist[v] = (unsigned long)estacks;
254         }
255
256         t->io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
257         /*
258          * <= is required because the CPU will access up to
259          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
260          */
261         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
262                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
263
264         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
265         me->active_mm = &init_mm;
266         if (me->mm)
267                 BUG();
268         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
269
270         set_tss_desc(cpu, t);
271         load_TR_desc();
272         load_LDT(&init_mm.context);
273
274         /*
275          * Clear all 6 debug registers:
276          */
277
278         set_debugreg(0UL, 0);
279         set_debugreg(0UL, 1);
280         set_debugreg(0UL, 2);
281         set_debugreg(0UL, 3);
282         set_debugreg(0UL, 6);
283         set_debugreg(0UL, 7);
284
285         fpu_init(); 
286
287         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
288 }