Merge branch 'net-2.6.26-isatap-20080403' of git://git.linux-ipv6.org/gitroot/yoshfuj...
[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 <asm/pda.h>
15 #include <asm/pgtable.h>
16 #include <asm/processor.h>
17 #include <asm/desc.h>
18 #include <asm/atomic.h>
19 #include <asm/mmu_context.h>
20 #include <asm/smp.h>
21 #include <asm/i387.h>
22 #include <asm/percpu.h>
23 #include <asm/proto.h>
24 #include <asm/sections.h>
25 #include <asm/setup.h>
26
27 #ifndef CONFIG_DEBUG_BOOT_PARAMS
28 struct boot_params __initdata boot_params;
29 #else
30 struct boot_params boot_params;
31 #endif
32
33 cpumask_t cpu_initialized __cpuinitdata = CPU_MASK_NONE;
34
35 struct x8664_pda *_cpu_pda[NR_CPUS] __read_mostly;
36 EXPORT_SYMBOL(_cpu_pda);
37 struct x8664_pda boot_cpu_pda[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
38
39 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
40
41 char boot_cpu_stack[IRQSTACKSIZE] __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
42
43 unsigned long __supported_pte_mask __read_mostly = ~0UL;
44 EXPORT_SYMBOL_GPL(__supported_pte_mask);
45
46 static int do_not_nx __cpuinitdata = 0;
47
48 /* noexec=on|off
49 Control non executable mappings for 64bit processes.
50
51 on      Enable(default)
52 off     Disable
53 */ 
54 static int __init nonx_setup(char *str)
55 {
56         if (!str)
57                 return -EINVAL;
58         if (!strncmp(str, "on", 2)) {
59                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX; 
60                 do_not_nx = 0; 
61         } else if (!strncmp(str, "off", 3)) {
62                 do_not_nx = 1;
63                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
64         }
65         return 0;
66
67 early_param("noexec", nonx_setup);
68
69 int force_personality32 = 0; 
70
71 /* noexec32=on|off
72 Control non executable heap for 32bit processes.
73 To control the stack too use noexec=off
74
75 on      PROT_READ does not imply PROT_EXEC for 32bit processes
76 off     PROT_READ implies PROT_EXEC (default)
77 */
78 static int __init nonx32_setup(char *str)
79 {
80         if (!strcmp(str, "on"))
81                 force_personality32 &= ~READ_IMPLIES_EXEC;
82         else if (!strcmp(str, "off"))
83                 force_personality32 |= READ_IMPLIES_EXEC;
84         return 1;
85 }
86 __setup("noexec32=", nonx32_setup);
87
88 /*
89  * Copy data used in early init routines from the initial arrays to the
90  * per cpu data areas.  These arrays then become expendable and the
91  * *_early_ptr's are zeroed indicating that the static arrays are gone.
92  */
93 static void __init setup_per_cpu_maps(void)
94 {
95         int cpu;
96
97         for_each_possible_cpu(cpu) {
98 #ifdef CONFIG_SMP
99                 if (per_cpu_offset(cpu)) {
100 #endif
101                         per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu) =
102                                                 x86_cpu_to_apicid_init[cpu];
103                         per_cpu(x86_bios_cpu_apicid, cpu) =
104                                                 x86_bios_cpu_apicid_init[cpu];
105 #ifdef CONFIG_NUMA
106                         per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) =
107                                                 x86_cpu_to_node_map_init[cpu];
108 #endif
109 #ifdef CONFIG_SMP
110                 }
111                 else
112                         printk(KERN_NOTICE "per_cpu_offset zero for cpu %d\n",
113                                                                         cpu);
114 #endif
115         }
116
117         /* indicate the early static arrays will soon be gone */
118         x86_cpu_to_apicid_early_ptr = NULL;
119         x86_bios_cpu_apicid_early_ptr = NULL;
120 #ifdef CONFIG_NUMA
121         x86_cpu_to_node_map_early_ptr = NULL;
122 #endif
123 }
124
125 /*
126  * Great future plan:
127  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
128  * Always point %gs to its beginning
129  */
130 void __init setup_per_cpu_areas(void)
131
132         int i;
133         unsigned long size;
134
135 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
136         prefill_possible_map();
137 #endif
138
139         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
140         size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
141
142         printk(KERN_INFO "PERCPU: Allocating %lu bytes of per cpu data\n", size);
143         for_each_cpu_mask (i, cpu_possible_map) {
144                 char *ptr;
145 #ifndef CONFIG_NEED_MULTIPLE_NODES
146                 ptr = alloc_bootmem_pages(size);
147 #else
148                 int node = early_cpu_to_node(i);
149
150                 if (!node_online(node) || !NODE_DATA(node))
151                         ptr = alloc_bootmem_pages(size);
152                 else
153                         ptr = alloc_bootmem_pages_node(NODE_DATA(node), size);
154 #endif
155                 if (!ptr)
156                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
157                 cpu_pda(i)->data_offset = ptr - __per_cpu_start;
158                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
159         }
160
161         /* setup percpu data maps early */
162         setup_per_cpu_maps();
163
164
165 void pda_init(int cpu)
166
167         struct x8664_pda *pda = cpu_pda(cpu);
168
169         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
170         asm volatile("movl %0,%%fs ; movl %0,%%gs" :: "r" (0)); 
171         /* Memory clobbers used to order PDA accessed */
172         mb();
173         wrmsrl(MSR_GS_BASE, pda);
174         mb();
175
176         pda->cpunumber = cpu; 
177         pda->irqcount = -1;
178         pda->kernelstack = 
179                 (unsigned long)stack_thread_info() - PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE; 
180         pda->active_mm = &init_mm;
181         pda->mmu_state = 0;
182
183         if (cpu == 0) {
184                 /* others are initialized in smpboot.c */
185                 pda->pcurrent = &init_task;
186                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack; 
187         } else {
188                 pda->irqstackptr = (char *)
189                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
190                 if (!pda->irqstackptr)
191                         panic("cannot allocate irqstack for cpu %d", cpu); 
192         }
193
194
195         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE-64;
196
197
198 char boot_exception_stacks[(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]
199 __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
200
201 extern asmlinkage void ignore_sysret(void);
202
203 /* May not be marked __init: used by software suspend */
204 void syscall_init(void)
205 {
206         /* 
207          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
208          * They both write to the same internal register. STAR allows to set CS/DS
209          * but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.    
210          */ 
211         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32); 
212         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call); 
213         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
214
215 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION            
216         syscall32_cpu_init ();
217 #endif
218
219         /* Flags to clear on syscall */
220         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
221                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|X86_EFLAGS_IOPL);
222 }
223
224 void __cpuinit check_efer(void)
225 {
226         unsigned long efer;
227
228         rdmsrl(MSR_EFER, efer); 
229         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx) { 
230                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX; 
231         }       
232 }
233
234 unsigned long kernel_eflags;
235
236 /*
237  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
238  * debugging, no special alignment required.
239  */
240 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
241
242 /*
243  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
244  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
245  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
246  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
247  * A lot of state is already set up in PDA init.
248  */
249 void __cpuinit cpu_init (void)
250 {
251         int cpu = stack_smp_processor_id();
252         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
253         struct orig_ist *orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
254         unsigned long v; 
255         char *estacks = NULL; 
256         struct task_struct *me;
257         int i;
258
259         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
260         if (cpu != 0) {
261                 pda_init(cpu);
262         } else 
263                 estacks = boot_exception_stacks; 
264
265         me = current;
266
267         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
268                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
269
270         printk("Initializing CPU#%d\n", cpu);
271
272         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
273
274         /*
275          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
276          * and set up the GDT descriptor:
277          */
278         if (cpu)
279                 memcpy(get_cpu_gdt_table(cpu), cpu_gdt_table, GDT_SIZE);
280
281         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE;
282         load_gdt((const struct desc_ptr *)&cpu_gdt_descr[cpu]);
283         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
284
285         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
286         syscall_init();
287
288         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
289         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
290         barrier(); 
291
292         check_efer();
293
294         /*
295          * set up and load the per-CPU TSS
296          */
297         for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
298                 static const unsigned int order[N_EXCEPTION_STACKS] = {
299                         [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STACK_ORDER,
300                         [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STACK_ORDER
301                 };
302                 if (cpu) {
303                         estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order[v]);
304                         if (!estacks)
305                                 panic("Cannot allocate exception stack %ld %d\n",
306                                       v, cpu); 
307                 }
308                 estacks += PAGE_SIZE << order[v];
309                 orig_ist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] = (unsigned long)estacks;
310         }
311
312         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
313         /*
314          * <= is required because the CPU will access up to
315          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
316          */
317         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
318                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
319
320         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
321         me->active_mm = &init_mm;
322         if (me->mm)
323                 BUG();
324         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
325
326         set_tss_desc(cpu, t);
327         load_TR_desc();
328         load_LDT(&init_mm.context);
329
330         /*
331          * Clear all 6 debug registers:
332          */
333
334         set_debugreg(0UL, 0);
335         set_debugreg(0UL, 1);
336         set_debugreg(0UL, 2);
337         set_debugreg(0UL, 3);
338         set_debugreg(0UL, 6);
339         set_debugreg(0UL, 7);
340
341         fpu_init(); 
342
343         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
344 }