Merge branch 'master'
[linux-2.6] / arch / i386 / kernel / cpu / common.c
1 #include <linux/init.h>
2 #include <linux/string.h>
3 #include <linux/delay.h>
4 #include <linux/smp.h>
5 #include <linux/module.h>
6 #include <linux/percpu.h>
7 #include <asm/semaphore.h>
8 #include <asm/processor.h>
9 #include <asm/i387.h>
10 #include <asm/msr.h>
11 #include <asm/io.h>
12 #include <asm/mmu_context.h>
13 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
14 #include <asm/mpspec.h>
15 #include <asm/apic.h>
16 #include <mach_apic.h>
17 #endif
18
19 #include "cpu.h"
20
21 DEFINE_PER_CPU(struct desc_struct, cpu_gdt_table[GDT_ENTRIES]);
22 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_gdt_table);
23
24 DEFINE_PER_CPU(unsigned char, cpu_16bit_stack[CPU_16BIT_STACK_SIZE]);
25 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_16bit_stack);
26
27 static int cachesize_override __devinitdata = -1;
28 static int disable_x86_fxsr __devinitdata = 0;
29 static int disable_x86_serial_nr __devinitdata = 1;
30
31 struct cpu_dev * cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
32
33 extern int disable_pse;
34
35 static void default_init(struct cpuinfo_x86 * c)
36 {
37         /* Not much we can do here... */
38         /* Check if at least it has cpuid */
39         if (c->cpuid_level == -1) {
40                 /* No cpuid. It must be an ancient CPU */
41                 if (c->x86 == 4)
42                         strcpy(c->x86_model_id, "486");
43                 else if (c->x86 == 3)
44                         strcpy(c->x86_model_id, "386");
45         }
46 }
47
48 static struct cpu_dev default_cpu = {
49         .c_init = default_init,
50 };
51 static struct cpu_dev * this_cpu = &default_cpu;
52
53 static int __init cachesize_setup(char *str)
54 {
55         get_option (&str, &cachesize_override);
56         return 1;
57 }
58 __setup("cachesize=", cachesize_setup);
59
60 int __devinit get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
61 {
62         unsigned int *v;
63         char *p, *q;
64
65         if (cpuid_eax(0x80000000) < 0x80000004)
66                 return 0;
67
68         v = (unsigned int *) c->x86_model_id;
69         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
70         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
71         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
72         c->x86_model_id[48] = 0;
73
74         /* Intel chips right-justify this string for some dumb reason;
75            undo that brain damage */
76         p = q = &c->x86_model_id[0];
77         while ( *p == ' ' )
78              p++;
79         if ( p != q ) {
80              while ( *p )
81                   *q++ = *p++;
82              while ( q <= &c->x86_model_id[48] )
83                   *q++ = '\0';  /* Zero-pad the rest */
84         }
85
86         return 1;
87 }
88
89
90 void __devinit display_cacheinfo(struct cpuinfo_x86 *c)
91 {
92         unsigned int n, dummy, ecx, edx, l2size;
93
94         n = cpuid_eax(0x80000000);
95
96         if (n >= 0x80000005) {
97                 cpuid(0x80000005, &dummy, &dummy, &ecx, &edx);
98                 printk(KERN_INFO "CPU: L1 I Cache: %dK (%d bytes/line), D cache %dK (%d bytes/line)\n",
99                         edx>>24, edx&0xFF, ecx>>24, ecx&0xFF);
100                 c->x86_cache_size=(ecx>>24)+(edx>>24);  
101         }
102
103         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
104                 return;
105
106         ecx = cpuid_ecx(0x80000006);
107         l2size = ecx >> 16;
108         
109         /* do processor-specific cache resizing */
110         if (this_cpu->c_size_cache)
111                 l2size = this_cpu->c_size_cache(c,l2size);
112
113         /* Allow user to override all this if necessary. */
114         if (cachesize_override != -1)
115                 l2size = cachesize_override;
116
117         if ( l2size == 0 )
118                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
119
120         c->x86_cache_size = l2size;
121
122         printk(KERN_INFO "CPU: L2 Cache: %dK (%d bytes/line)\n",
123                l2size, ecx & 0xFF);
124 }
125
126 /* Naming convention should be: <Name> [(<Codename>)] */
127 /* This table only is used unless init_<vendor>() below doesn't set it; */
128 /* in particular, if CPUID levels 0x80000002..4 are supported, this isn't used */
129
130 /* Look up CPU names by table lookup. */
131 static char __devinit *table_lookup_model(struct cpuinfo_x86 *c)
132 {
133         struct cpu_model_info *info;
134
135         if ( c->x86_model >= 16 )
136                 return NULL;    /* Range check */
137
138         if (!this_cpu)
139                 return NULL;
140
141         info = this_cpu->c_models;
142
143         while (info && info->family) {
144                 if (info->family == c->x86)
145                         return info->model_names[c->x86_model];
146                 info++;
147         }
148         return NULL;            /* Not found */
149 }
150
151
152 static void __devinit get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c, int early)
153 {
154         char *v = c->x86_vendor_id;
155         int i;
156
157         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
158                 if (cpu_devs[i]) {
159                         if (!strcmp(v,cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
160                             (cpu_devs[i]->c_ident[1] && 
161                              !strcmp(v,cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
162                                 c->x86_vendor = i;
163                                 if (!early)
164                                         this_cpu = cpu_devs[i];
165                                 break;
166                         }
167                 }
168         }
169 }
170
171
172 static int __init x86_fxsr_setup(char * s)
173 {
174         disable_x86_fxsr = 1;
175         return 1;
176 }
177 __setup("nofxsr", x86_fxsr_setup);
178
179
180 /* Standard macro to see if a specific flag is changeable */
181 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
182 {
183         u32 f1, f2;
184
185         asm("pushfl\n\t"
186             "pushfl\n\t"
187             "popl %0\n\t"
188             "movl %0,%1\n\t"
189             "xorl %2,%0\n\t"
190             "pushl %0\n\t"
191             "popfl\n\t"
192             "pushfl\n\t"
193             "popl %0\n\t"
194             "popfl\n\t"
195             : "=&r" (f1), "=&r" (f2)
196             : "ir" (flag));
197
198         return ((f1^f2) & flag) != 0;
199 }
200
201
202 /* Probe for the CPUID instruction */
203 static int __devinit have_cpuid_p(void)
204 {
205         return flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_ID);
206 }
207
208 /* Do minimum CPU detection early.
209    Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask, cache alignment.
210    The others are not touched to avoid unwanted side effects. */
211 static void __init early_cpu_detect(void)
212 {
213         struct cpuinfo_x86 *c = &boot_cpu_data;
214
215         c->x86_cache_alignment = 32;
216
217         if (!have_cpuid_p())
218                 return;
219
220         /* Get vendor name */
221         cpuid(0x00000000, &c->cpuid_level,
222               (int *)&c->x86_vendor_id[0],
223               (int *)&c->x86_vendor_id[8],
224               (int *)&c->x86_vendor_id[4]);
225
226         get_cpu_vendor(c, 1);
227
228         c->x86 = 4;
229         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
230                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
231                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
232                 c->x86 = (tfms >> 8) & 15;
233                 c->x86_model = (tfms >> 4) & 15;
234                 if (c->x86 == 0xf) {
235                         c->x86 += (tfms >> 20) & 0xff;
236                         c->x86_model += ((tfms >> 16) & 0xF) << 4;
237                 }
238                 c->x86_mask = tfms & 15;
239                 if (cap0 & (1<<19))
240                         c->x86_cache_alignment = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
241         }
242
243         early_intel_workaround(c);
244
245 #ifdef CONFIG_X86_HT
246         phys_proc_id[smp_processor_id()] = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xff;
247 #endif
248 }
249
250 void __devinit generic_identify(struct cpuinfo_x86 * c)
251 {
252         u32 tfms, xlvl;
253         int junk;
254
255         if (have_cpuid_p()) {
256                 /* Get vendor name */
257                 cpuid(0x00000000, &c->cpuid_level,
258                       (int *)&c->x86_vendor_id[0],
259                       (int *)&c->x86_vendor_id[8],
260                       (int *)&c->x86_vendor_id[4]);
261                 
262                 get_cpu_vendor(c, 0);
263                 /* Initialize the standard set of capabilities */
264                 /* Note that the vendor-specific code below might override */
265         
266                 /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
267                 if ( c->cpuid_level >= 0x00000001 ) {
268                         u32 capability, excap;
269                         cpuid(0x00000001, &tfms, &junk, &excap, &capability);
270                         c->x86_capability[0] = capability;
271                         c->x86_capability[4] = excap;
272                         c->x86 = (tfms >> 8) & 15;
273                         c->x86_model = (tfms >> 4) & 15;
274                         if (c->x86 == 0xf) {
275                                 c->x86 += (tfms >> 20) & 0xff;
276                                 c->x86_model += ((tfms >> 16) & 0xF) << 4;
277                         } 
278                         c->x86_mask = tfms & 15;
279                 } else {
280                         /* Have CPUID level 0 only - unheard of */
281                         c->x86 = 4;
282                 }
283
284                 /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
285                 xlvl = cpuid_eax(0x80000000);
286                 if ( (xlvl & 0xffff0000) == 0x80000000 ) {
287                         if ( xlvl >= 0x80000001 ) {
288                                 c->x86_capability[1] = cpuid_edx(0x80000001);
289                                 c->x86_capability[6] = cpuid_ecx(0x80000001);
290                         }
291                         if ( xlvl >= 0x80000004 )
292                                 get_model_name(c); /* Default name */
293                 }
294         }
295 }
296
297 static void __devinit squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
298 {
299         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PN) && disable_x86_serial_nr ) {
300                 /* Disable processor serial number */
301                 unsigned long lo,hi;
302                 rdmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL,lo,hi);
303                 lo |= 0x200000;
304                 wrmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL,lo,hi);
305                 printk(KERN_NOTICE "CPU serial number disabled.\n");
306                 clear_bit(X86_FEATURE_PN, c->x86_capability);
307
308                 /* Disabling the serial number may affect the cpuid level */
309                 c->cpuid_level = cpuid_eax(0);
310         }
311 }
312
313 static int __init x86_serial_nr_setup(char *s)
314 {
315         disable_x86_serial_nr = 0;
316         return 1;
317 }
318 __setup("serialnumber", x86_serial_nr_setup);
319
320
321
322 /*
323  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
324  */
325 void __devinit identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
326 {
327         int i;
328
329         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
330         c->x86_cache_size = -1;
331         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
332         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
333         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
334         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
335         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
336         c->x86_num_cores = 1;
337         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
338
339         if (!have_cpuid_p()) {
340                 /* First of all, decide if this is a 486 or higher */
341                 /* It's a 486 if we can modify the AC flag */
342                 if ( flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC) )
343                         c->x86 = 4;
344                 else
345                         c->x86 = 3;
346         }
347
348         generic_identify(c);
349
350         printk(KERN_DEBUG "CPU: After generic identify, caps:");
351         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
352                 printk(" %08lx", c->x86_capability[i]);
353         printk("\n");
354
355         if (this_cpu->c_identify) {
356                 this_cpu->c_identify(c);
357
358                 printk(KERN_DEBUG "CPU: After vendor identify, caps:");
359                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
360                         printk(" %08lx", c->x86_capability[i]);
361                 printk("\n");
362         }
363
364         /*
365          * Vendor-specific initialization.  In this section we
366          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
367          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
368          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
369          * we handle them here.
370          *
371          * At the end of this section, c->x86_capability better
372          * indicate the features this CPU genuinely supports!
373          */
374         if (this_cpu->c_init)
375                 this_cpu->c_init(c);
376
377         /* Disable the PN if appropriate */
378         squash_the_stupid_serial_number(c);
379
380         /*
381          * The vendor-specific functions might have changed features.  Now
382          * we do "generic changes."
383          */
384
385         /* TSC disabled? */
386         if ( tsc_disable )
387                 clear_bit(X86_FEATURE_TSC, c->x86_capability);
388
389         /* FXSR disabled? */
390         if (disable_x86_fxsr) {
391                 clear_bit(X86_FEATURE_FXSR, c->x86_capability);
392                 clear_bit(X86_FEATURE_XMM, c->x86_capability);
393         }
394
395         if (disable_pse)
396                 clear_bit(X86_FEATURE_PSE, c->x86_capability);
397
398         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
399         if ( !c->x86_model_id[0] ) {
400                 char *p;
401                 p = table_lookup_model(c);
402                 if ( p )
403                         strcpy(c->x86_model_id, p);
404                 else
405                         /* Last resort... */
406                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
407                                 c->x86_vendor, c->x86_model);
408         }
409
410         /* Now the feature flags better reflect actual CPU features! */
411
412         printk(KERN_DEBUG "CPU: After all inits, caps:");
413         for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
414                 printk(" %08lx", c->x86_capability[i]);
415         printk("\n");
416
417         /*
418          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
419          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
420          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
421          * executed, c == &boot_cpu_data.
422          */
423         if ( c != &boot_cpu_data ) {
424                 /* AND the already accumulated flags with these */
425                 for ( i = 0 ; i < NCAPINTS ; i++ )
426                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
427         }
428
429         /* Init Machine Check Exception if available. */
430         mcheck_init(c);
431
432         if (c == &boot_cpu_data)
433                 sysenter_setup();
434         enable_sep_cpu();
435
436         if (c == &boot_cpu_data)
437                 mtrr_bp_init();
438         else
439                 mtrr_ap_init();
440 }
441
442 #ifdef CONFIG_X86_HT
443 void __devinit detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
444 {
445         u32     eax, ebx, ecx, edx;
446         int     index_msb, tmp;
447         int     cpu = smp_processor_id();
448
449         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT) || cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
450                 return;
451
452         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
453         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
454
455         if (smp_num_siblings == 1) {
456                 printk(KERN_INFO  "CPU: Hyper-Threading is disabled\n");
457         } else if (smp_num_siblings > 1 ) {
458                 index_msb = 31;
459
460                 if (smp_num_siblings > NR_CPUS) {
461                         printk(KERN_WARNING "CPU: Unsupported number of the siblings %d", smp_num_siblings);
462                         smp_num_siblings = 1;
463                         return;
464                 }
465                 tmp = smp_num_siblings;
466                 while ((tmp & 0x80000000 ) == 0) {
467                         tmp <<=1 ;
468                         index_msb--;
469                 }
470                 if (smp_num_siblings & (smp_num_siblings - 1))
471                         index_msb++;
472                 phys_proc_id[cpu] = phys_pkg_id((ebx >> 24) & 0xFF, index_msb);
473
474                 printk(KERN_INFO  "CPU: Physical Processor ID: %d\n",
475                        phys_proc_id[cpu]);
476
477                 smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_num_cores;
478
479                 tmp = smp_num_siblings;
480                 index_msb = 31;
481                 while ((tmp & 0x80000000) == 0) {
482                         tmp <<=1 ;
483                         index_msb--;
484                 }
485
486                 if (smp_num_siblings & (smp_num_siblings - 1))
487                         index_msb++;
488
489                 cpu_core_id[cpu] = phys_pkg_id((ebx >> 24) & 0xFF, index_msb);
490
491                 if (c->x86_num_cores > 1)
492                         printk(KERN_INFO  "CPU: Processor Core ID: %d\n",
493                                cpu_core_id[cpu]);
494         }
495 }
496 #endif
497
498 void __devinit print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
499 {
500         char *vendor = NULL;
501
502         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM)
503                 vendor = this_cpu->c_vendor;
504         else if (c->cpuid_level >= 0)
505                 vendor = c->x86_vendor_id;
506
507         if (vendor && strncmp(c->x86_model_id, vendor, strlen(vendor)))
508                 printk("%s ", vendor);
509
510         if (!c->x86_model_id[0])
511                 printk("%d86", c->x86);
512         else
513                 printk("%s", c->x86_model_id);
514
515         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0) 
516                 printk(" stepping %02x\n", c->x86_mask);
517         else
518                 printk("\n");
519 }
520
521 cpumask_t cpu_initialized __devinitdata = CPU_MASK_NONE;
522
523 /* This is hacky. :)
524  * We're emulating future behavior.
525  * In the future, the cpu-specific init functions will be called implicitly
526  * via the magic of initcalls.
527  * They will insert themselves into the cpu_devs structure.
528  * Then, when cpu_init() is called, we can just iterate over that array.
529  */
530
531 extern int intel_cpu_init(void);
532 extern int cyrix_init_cpu(void);
533 extern int nsc_init_cpu(void);
534 extern int amd_init_cpu(void);
535 extern int centaur_init_cpu(void);
536 extern int transmeta_init_cpu(void);
537 extern int rise_init_cpu(void);
538 extern int nexgen_init_cpu(void);
539 extern int umc_init_cpu(void);
540
541 void __init early_cpu_init(void)
542 {
543         intel_cpu_init();
544         cyrix_init_cpu();
545         nsc_init_cpu();
546         amd_init_cpu();
547         centaur_init_cpu();
548         transmeta_init_cpu();
549         rise_init_cpu();
550         nexgen_init_cpu();
551         umc_init_cpu();
552         early_cpu_detect();
553
554 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
555         /* pse is not compatible with on-the-fly unmapping,
556          * disable it even if the cpus claim to support it.
557          */
558         clear_bit(X86_FEATURE_PSE, boot_cpu_data.x86_capability);
559         disable_pse = 1;
560 #endif
561 }
562 /*
563  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
564  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
565  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
566  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
567  */
568 void __devinit cpu_init(void)
569 {
570         int cpu = smp_processor_id();
571         struct tss_struct * t = &per_cpu(init_tss, cpu);
572         struct thread_struct *thread = &current->thread;
573         struct desc_struct *gdt = get_cpu_gdt_table(cpu);
574         __u32 stk16_off = (__u32)&per_cpu(cpu_16bit_stack, cpu);
575
576         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized)) {
577                 printk(KERN_WARNING "CPU#%d already initialized!\n", cpu);
578                 for (;;) local_irq_enable();
579         }
580         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
581
582         if (cpu_has_vme || cpu_has_tsc || cpu_has_de)
583                 clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
584         if (tsc_disable && cpu_has_tsc) {
585                 printk(KERN_NOTICE "Disabling TSC...\n");
586                 /**** FIX-HPA: DOES THIS REALLY BELONG HERE? ****/
587                 clear_bit(X86_FEATURE_TSC, boot_cpu_data.x86_capability);
588                 set_in_cr4(X86_CR4_TSD);
589         }
590
591         /*
592          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
593          * and set up the GDT descriptor:
594          */
595         memcpy(gdt, cpu_gdt_table, GDT_SIZE);
596
597         /* Set up GDT entry for 16bit stack */
598         *(__u64 *)(&gdt[GDT_ENTRY_ESPFIX_SS]) |=
599                 ((((__u64)stk16_off) << 16) & 0x000000ffffff0000ULL) |
600                 ((((__u64)stk16_off) << 32) & 0xff00000000000000ULL) |
601                 (CPU_16BIT_STACK_SIZE - 1);
602
603         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE - 1;
604         cpu_gdt_descr[cpu].address = (unsigned long)gdt;
605
606         load_gdt(&cpu_gdt_descr[cpu]);
607         load_idt(&idt_descr);
608
609         /*
610          * Delete NT
611          */
612         __asm__("pushfl ; andl $0xffffbfff,(%esp) ; popfl");
613
614         /*
615          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
616          */
617         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
618         current->active_mm = &init_mm;
619         if (current->mm)
620                 BUG();
621         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
622
623         load_esp0(t, thread);
624         set_tss_desc(cpu,t);
625         load_TR_desc();
626         load_LDT(&init_mm.context);
627
628         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
629         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
630
631         /* Clear %fs and %gs. */
632         asm volatile ("xorl %eax, %eax; movl %eax, %fs; movl %eax, %gs");
633
634         /* Clear all 6 debug registers: */
635         set_debugreg(0, 0);
636         set_debugreg(0, 1);
637         set_debugreg(0, 2);
638         set_debugreg(0, 3);
639         set_debugreg(0, 6);
640         set_debugreg(0, 7);
641
642         /*
643          * Force FPU initialization:
644          */
645         current_thread_info()->status = 0;
646         clear_used_math();
647         mxcsr_feature_mask_init();
648 }
649
650 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
651 void __devinit cpu_uninit(void)
652 {
653         int cpu = raw_smp_processor_id();
654         cpu_clear(cpu, cpu_initialized);
655
656         /* lazy TLB state */
657         per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).state = 0;
658         per_cpu(cpu_tlbstate, cpu).active_mm = &init_mm;
659 }
660 #endif