Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/davem/sparc-2.6
[linux-2.6] / 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 <linux/kgdb.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 #include <asm/setup.h>
27 #include <asm/genapic.h>
28
29 #ifndef CONFIG_DEBUG_BOOT_PARAMS
30 struct boot_params __initdata boot_params;
31 #else
32 struct boot_params boot_params;
33 #endif
34
35 cpumask_t cpu_initialized __cpuinitdata = CPU_MASK_NONE;
36
37 struct x8664_pda *_cpu_pda[NR_CPUS] __read_mostly;
38 EXPORT_SYMBOL(_cpu_pda);
39 struct x8664_pda boot_cpu_pda[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
40
41 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
42
43 char boot_cpu_stack[IRQSTACKSIZE] __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
44
45 unsigned long __supported_pte_mask __read_mostly = ~0UL;
46 EXPORT_SYMBOL_GPL(__supported_pte_mask);
47
48 static int do_not_nx __cpuinitdata = 0;
49
50 /* noexec=on|off
51 Control non executable mappings for 64bit processes.
52
53 on      Enable(default)
54 off     Disable
55 */ 
56 static int __init nonx_setup(char *str)
57 {
58         if (!str)
59                 return -EINVAL;
60         if (!strncmp(str, "on", 2)) {
61                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX; 
62                 do_not_nx = 0; 
63         } else if (!strncmp(str, "off", 3)) {
64                 do_not_nx = 1;
65                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
66         }
67         return 0;
68
69 early_param("noexec", nonx_setup);
70
71 int force_personality32 = 0; 
72
73 /* noexec32=on|off
74 Control non executable heap for 32bit processes.
75 To control the stack too use noexec=off
76
77 on      PROT_READ does not imply PROT_EXEC for 32bit processes (default)
78 off     PROT_READ implies PROT_EXEC
79 */
80 static int __init nonx32_setup(char *str)
81 {
82         if (!strcmp(str, "on"))
83                 force_personality32 &= ~READ_IMPLIES_EXEC;
84         else if (!strcmp(str, "off"))
85                 force_personality32 |= READ_IMPLIES_EXEC;
86         return 1;
87 }
88 __setup("noexec32=", nonx32_setup);
89
90 void pda_init(int cpu)
91
92         struct x8664_pda *pda = cpu_pda(cpu);
93
94         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
95         asm volatile("movl %0,%%fs ; movl %0,%%gs" :: "r" (0)); 
96         /* Memory clobbers used to order PDA accessed */
97         mb();
98         wrmsrl(MSR_GS_BASE, pda);
99         mb();
100
101         pda->cpunumber = cpu; 
102         pda->irqcount = -1;
103         pda->kernelstack = 
104                 (unsigned long)stack_thread_info() - PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE; 
105         pda->active_mm = &init_mm;
106         pda->mmu_state = 0;
107
108         if (cpu == 0) {
109                 /* others are initialized in smpboot.c */
110                 pda->pcurrent = &init_task;
111                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack; 
112         } else {
113                 pda->irqstackptr = (char *)
114                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
115                 if (!pda->irqstackptr)
116                         panic("cannot allocate irqstack for cpu %d", cpu); 
117         }
118
119
120         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE-64;
121
122
123 char boot_exception_stacks[(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]
124 __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
125
126 extern asmlinkage void ignore_sysret(void);
127
128 /* May not be marked __init: used by software suspend */
129 void syscall_init(void)
130 {
131         /* 
132          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
133          * They both write to the same internal register. STAR allows to set CS/DS
134          * but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.    
135          */ 
136         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32); 
137         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call); 
138         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
139
140 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION            
141         syscall32_cpu_init ();
142 #endif
143
144         /* Flags to clear on syscall */
145         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
146                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|X86_EFLAGS_IOPL);
147 }
148
149 void __cpuinit check_efer(void)
150 {
151         unsigned long efer;
152
153         rdmsrl(MSR_EFER, efer); 
154         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx) { 
155                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX; 
156         }       
157 }
158
159 unsigned long kernel_eflags;
160
161 /*
162  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
163  * debugging, no special alignment required.
164  */
165 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
166
167 /*
168  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
169  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
170  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
171  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
172  * A lot of state is already set up in PDA init.
173  */
174 void __cpuinit cpu_init (void)
175 {
176         int cpu = stack_smp_processor_id();
177         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
178         struct orig_ist *orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
179         unsigned long v; 
180         char *estacks = NULL; 
181         struct task_struct *me;
182         int i;
183
184         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
185         if (cpu != 0) {
186                 pda_init(cpu);
187         } else 
188                 estacks = boot_exception_stacks; 
189
190         me = current;
191
192         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
193                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
194
195         printk("Initializing CPU#%d\n", cpu);
196
197         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
198
199         /*
200          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
201          * and set up the GDT descriptor:
202          */
203         if (cpu)
204                 memcpy(get_cpu_gdt_table(cpu), cpu_gdt_table, GDT_SIZE);
205
206         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE;
207         load_gdt((const struct desc_ptr *)&cpu_gdt_descr[cpu]);
208         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
209
210         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
211         syscall_init();
212
213         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
214         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
215         barrier(); 
216
217         check_efer();
218
219         /*
220          * set up and load the per-CPU TSS
221          */
222         for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
223                 static const unsigned int order[N_EXCEPTION_STACKS] = {
224                         [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STACK_ORDER,
225                         [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STACK_ORDER
226                 };
227                 if (cpu) {
228                         estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order[v]);
229                         if (!estacks)
230                                 panic("Cannot allocate exception stack %ld %d\n",
231                                       v, cpu); 
232                 }
233                 estacks += PAGE_SIZE << order[v];
234                 orig_ist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] = (unsigned long)estacks;
235         }
236
237         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
238         /*
239          * <= is required because the CPU will access up to
240          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
241          */
242         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
243                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
244
245         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
246         me->active_mm = &init_mm;
247         if (me->mm)
248                 BUG();
249         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
250
251         set_tss_desc(cpu, t);
252         load_TR_desc();
253         load_LDT(&init_mm.context);
254
255 #ifdef CONFIG_KGDB
256         /*
257          * If the kgdb is connected no debug regs should be altered.  This
258          * is only applicable when KGDB and a KGDB I/O module are built
259          * into the kernel and you are using early debugging with
260          * kgdbwait. KGDB will control the kernel HW breakpoint registers.
261          */
262         if (kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break)
263                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
264         else {
265 #endif
266         /*
267          * Clear all 6 debug registers:
268          */
269
270         set_debugreg(0UL, 0);
271         set_debugreg(0UL, 1);
272         set_debugreg(0UL, 2);
273         set_debugreg(0UL, 3);
274         set_debugreg(0UL, 6);
275         set_debugreg(0UL, 7);
276 #ifdef CONFIG_KGDB
277         /* If the kgdb is connected no debug regs should be altered. */
278         }
279 #endif
280
281         fpu_init(); 
282
283         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
284
285         if (is_uv_system())
286                 uv_cpu_init();
287 }