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 <asm/semaphore.h>
   6 #include <asm/processor.h>
   7 #include <asm/i387.h>
   8 #include <asm/msr.h>
   9 #include <asm/io.h>
  10 #include <asm/mmu_context.h>
  11
  12 #include "cpu.h"
  13
  14 static int cachesize_override __initdata = -1;
  15 static int disable_x86_fxsr __initdata = 0;
  16 static int disable_x86_serial_nr __initdata = 1;
  17
  18 struct cpu_dev * cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
  19
  20 extern void mcheck_init(struct cpuinfo_x86 *c);
  21
  22 extern int disable_pse;
  23
  24 static void default_init(struct cpuinfo_x86 * c)
  25 {
  26         /* Not much we can do here... */
  27         /* Check if at least it has cpuid */
  28         if (c->cpuid_level == -1) {
  29                 /* No cpuid. It must be an ancient CPU */
  30                 if (c->x86 == 4)
  31                         strcpy(c->x86_model_id, "486");
  32                 else if (c->x86 == 3)
  33                         strcpy(c->x86_model_id, "386");
  34         }
  35 }
  36
  37 static struct cpu_dev default_cpu = {
  38         .c_init = default_init,
  39 };
  40 static struct cpu_dev * this_cpu = &default_cpu;
  41
  42 static int __init cachesize_setup(char *str)
  43 {
  44         get_option (&str, &cachesize_override);
  45         return 1;
  46 }
  47 __setup("cachesize=", cachesize_setup);
  48
  49 int __init get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
  50 {
  51         unsigned int *v;
  52         char *p, *q;
  53
  54         if (cpuid_eax(0x80000000) < 0x80000004)
  55                 return 0;
  56
  57         v = (unsigned int *) c->x86_model_id;
  58         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
  59         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
  60         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
  61         c->x86_model_id[48] = 0;
  62
  63         /* Intel chips right-justify this string for some dumb reason;
  64            undo that brain damage */
  65         p = q = &c->x86_model_id[0];
  66         while ( *p == ' ' )
  67              p++;
  68         if ( p != q ) {
  69              while ( *p )
  70                   *q++ = *p++;
  71              while ( q <= &c->x86_model_id[48] )
  72                   *q++ = '\0';  /* Zero-pad the rest */
  73         }
  74
  75         return 1;
  76 }
  77
  78
  79 void __init display_cacheinfo(struct cpuinfo_x86 *c)
  80 {
  81         unsigned int n, dummy, ecx, edx, l2size;
  82
  83         n = cpuid_eax(0x80000000);
  84
  85         if (n >= 0x80000005) {
  86                 cpuid(0x80000005, &dummy, &dummy, &ecx, &edx);
  87                 printk(KERN_INFO "CPU: L1 I Cache: %dK (%d bytes/line), D cache %dK (%d bytes/line)\n",
  88                         edx>>24, edx&0xFF, ecx>>24, ecx&0xFF);
  89                 c->x86_cache_size=(ecx>>24)+(edx>>24);
  90         }
  91
  92         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
  93                 return;
  94
  95         ecx = cpuid_ecx(0x80000006);
  96         l2size = ecx >> 16;
  97
  98         /* do processor-specific cache resizing */
  99         if (this_cpu->c_size_cache)
 100                 l2size = this_cpu->c_size_cache(c,l2size);
 101
 102         /* Allow user to override all this if necessary. */
 103         if (cachesize_override != -1)
 104                 l2size = cachesize_override;
 105
 106         if ( l2size == 0 )
 107                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
 108
 109         c->x86_cache_size = l2size;
 110
 111         printk(KERN_INFO "CPU: L2 Cache: %dK (%d bytes/line)\n",
 112                l2size, ecx & 0xFF);
 113 }
 114
 115 /* Naming convention should be: <Name> [(<Codename>)] */
 116 /* This table only is used unless init_<vendor>() below doesn't set it; */
 117 /* in particular, if CPUID levels 0x80000002..4 are supported, this isn't used */
 118
 119 /* Look up CPU names by table lookup. */
 120 static char __init *table_lookup_model(struct cpuinfo_x86 *c)
 121 {
 122         struct cpu_model_info *info;
 123
 124         if ( c->x86_model >= 16 )
 125                 return NULL;    /* Range check */
 126
 127         if (!this_cpu)
 128                 return NULL;
 129
 130         info = this_cpu->c_models;
 131
 132         while (info && info->family) {
 133                 if (info->family == c->x86)
 134                         return info->model_names[c->x86_model];
 135                 info++;
 136         }
 137         return NULL;            /* Not found */
 138 }
 139
 140
 141 void __init get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c, int early)
 142 {
 143         char *v = c->x86_vendor_id;
 144         int i;
 145
 146         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
 147                 if (cpu_devs[i]) {
 148                         if (!strcmp(v,cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
 149                             (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
 150                              !strcmp(v,cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
 151                                 c->x86_vendor = i;
 152                                 if (!early)
 153                                         this_cpu = cpu_devs[i];
 154                                 break;
 155                         }
 156                 }
 157         }
 158 }
 159
 160
 161 static int __init x86_fxsr_setup(char * s)
 162 {
 163         disable_x86_fxsr = 1;
 164         return 1;
 165 }
 166 __setup("nofxsr", x86_fxsr_setup);
 167
 168
 169 /* Standard macro to see if a specific flag is changeable */
 170 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
 171 {
 172         u32 f1, f2;
 173
 174         asm("pushfl\n\t"
 175             "pushfl\n\t"
 176             "popl %0\n\t"
 177             "movl %0,%1\n\t"
 178             "xorl %2,%0\n\t"
 179             "pushl %0\n\t"
 180             "popfl\n\t"
 181             "pushfl\n\t"
 182             "popl %0\n\t"
 183             "popfl\n\t"
 184             : "=&r" (f1), "=&r" (f2)
 185             : "ir" (flag));
 186
 187         return ((f1^f2) & flag) != 0;
 188 }
 189
 190
 191 /* Probe for the CPUID instruction */
 192 int __init have_cpuid_p(void)
 193 {
 194         return flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_ID);
 195 }
 196
 197 /* Do minimum CPU detection early.
 198    Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask, cache alignment.
 199    The others are not touched to avoid unwanted side effects. */
 200 void __init early_cpu_detect(void)
 201 {
 202         struct cpuinfo_x86 *c = &boot_cpu_data;
 203
 204         c->x86_cache_alignment = 32;
 205
 206         if (!have_cpuid_p())
 207                 return;
 208
 209         /* Get vendor name */
 210         cpuid(0x00000000, &c->cpuid_level,
 211               (int *)&c->x86_vendor_id[0],
 212               (int *)&c->x86_vendor_id[8],
 213               (int *)&c->x86_vendor_id[4]);
 214
 215         get_cpu_vendor(c, 1);
 216
 217         c->x86 = 4;
 218         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 219                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
 220                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
 221                 c->x86 = (tfms >> 8) & 15;
 222                 c->x86_model = (tfms >> 4) & 15;
 223                 if (c->x86 == 0xf) {
 224                         c->x86 += (tfms >> 20) & 0xff;
 225                         c->x86_model += ((tfms >> 16) & 0xF) << 4;
 226                 }
 227                 c->x86_mask = tfms & 15;
 228                 if (cap0 & (1<<19))
 229                         c->x86_cache_alignment = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
 230         }
 231
 232         early_intel_workaround(c);
 233 }
 234
 235 void __init generic_identify(struct cpuinfo_x86 * c)
 236 {
 237         u32 tfms, xlvl;
 238         int junk;
 239
 240         if (have_cpuid_p()) {
 241                 /* Get vendor name */
 242                 cpuid(0x00000000, &c->cpuid_level,
 243                       (int *)&c->x86_vendor_id[0],
 244                       (int *)&c->x86_vendor_id[8],
 245                       (int *)&c->x86_vendor_id[4]);
 246
 247                 get_cpu_vendor(c, 0);
 248                 /* Initialize the standard set of capabilities */
 249                 /* Note that the vendor-specific code below might override */
 250
 251                 /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 252                 if ( c->cpuid_level >= 0x00000001 ) {
 253                         u32 capability, excap;
 254                         cpuid(0x00000001, &tfms, &junk, &excap, &capability);
 255                         c->x86_capability[0] = capability;
 256                         c->x86_capability[4] = excap;
 257                         c->x86 = (tfms >> 8) & 15;
 258                         c->x86_model = (tfms >> 4) & 15;
 259                         if (c->x86 == 0xf) {
 260                                 c->x86 += (tfms >> 20) & 0xff;
 261                                 c->x86_model += ((tfms >> 16) & 0xF) << 4;
 262                         }
 263                         c->x86_mask = tfms & 15;
 264                 } else {
 265                         /* Have CPUID level 0 only - unheard of */
 266                         c->x86 = 4;
 267                 }
 268
 269                 /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
 270                 xlvl = cpuid_eax(0x80000000);
 271                 if ( (xlvl & 0xffff0000) == 0x80000000 ) {
 272                         if ( xlvl >= 0x80000001 )
 273                                 c->x86_capability[1] = cpuid_edx(0x80000001);
 274                         if ( xlvl >= 0x80000004 )
 275                                 get_model_name(c); /* Default name */
 276                 }
 277         }
 278 }
 279
 280 static void __init squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
 281 {
 282         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PN) && disable_x86_serial_nr ) {
 283                 /* Disable processor serial number */
 284                 unsigned long lo,hi;
 285                 rdmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL,lo,hi);
 286                 lo |= 0x200000;
 287                 wrmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL,lo,hi);
 288                 printk(KERN_NOTICE "CPU serial number disabled.\n");
 289                 clear_bit(X86_FEATURE_PN, c->x86_capability);
 290
 291                 /* Disabling the serial number may affect the cpuid level */
 292                 c->cpuid_level = cpuid_eax(0);
 293         }
 294 }
 295
 296 static int __init x86_serial_nr_setup(char *s)
 297 {
 298         disable_x86_serial_nr = 0;
 299         return 1;
 300 }
 301 __setup("serialnumber", x86_serial_nr_setup);
 302
 303
 304
 305 /*
 306  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
 307  */
 308 void __init identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
 309 {
 310         int i;
 311
 312         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
 313         c->x86_cache_size = -1;
 314         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 315         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
 316         c->x86_model = c->x86_mask = 0; /* So far unknown... */
 317         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
 318         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
 319         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof c->x86_capability);
 320
 321         if (!have_cpuid_p()) {
 322                 /* First of all, decide if this is a 486 or higher */
 323                 /* It's a 486 if we can modify the AC flag */
 324                 if ( flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC) )
 325                         c->x86 = 4;
 326                 else
 327                         c->x86 = 3;
 328         }
 329
 330         generic_identify(c);
 331
 332         printk(KERN_DEBUG "CPU:     After generic identify, caps: %08lx %08lx %08lx %08lx\n",
 333                 c->x86_capability[0],
 334                 c->x86_capability[1],
 335                 c->x86_capability[2],
 336                 c->x86_capability[3]);
 337
 338         if (this_cpu->c_identify) {
 339                 this_cpu->c_identify(c);
 340
 341         printk(KERN_DEBUG "CPU:     After vendor identify, caps: %08lx %08lx %08lx %08lx\n",
 342                 c->x86_capability[0],
 343                 c->x86_capability[1],
 344                 c->x86_capability[2],
 345                 c->x86_capability[3]);
 346 }
 347
 348         /*
 349          * Vendor-specific initialization.  In this section we
 350          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
 351          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
 352          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
 353          * we handle them here.
 354          *
 355          * At the end of this section, c->x86_capability better
 356          * indicate the features this CPU genuinely supports!
 357          */
 358         if (this_cpu->c_init)
 359                 this_cpu->c_init(c);
 360
 361         /* Disable the PN if appropriate */
 362         squash_the_stupid_serial_number(c);
 363
 364         /*
 365          * The vendor-specific functions might have changed features.  Now
 366          * we do "generic changes."
 367          */
 368
 369         /* TSC disabled? */
 370         if ( tsc_disable )
 371                 clear_bit(X86_FEATURE_TSC, c->x86_capability);
 372
 373         /* FXSR disabled? */
 374         if (disable_x86_fxsr) {
 375                 clear_bit(X86_FEATURE_FXSR, c->x86_capability);
 376                 clear_bit(X86_FEATURE_XMM, c->x86_capability);
 377         }
 378
 379         if (disable_pse)
 380                 clear_bit(X86_FEATURE_PSE, c->x86_capability);
 381
 382         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
 383         if ( !c->x86_model_id[0] ) {
 384                 char *p;
 385                 p = table_lookup_model(c);
 386                 if ( p )
 387                         strcpy(c->x86_model_id, p);
 388                 else
 389                         /* Last resort... */
 390                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
 391                                 c->x86_vendor, c->x86_model);
 392         }
 393
 394         /* Now the feature flags better reflect actual CPU features! */
 395
 396         printk(KERN_DEBUG "CPU:     After all inits, caps: %08lx %08lx %08lx %08lx\n",
 397                c->x86_capability[0],
 398                c->x86_capability[1],
 399                c->x86_capability[2],
 400                c->x86_capability[3]);
 401
 402         /*
 403          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
 404          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
 405          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
 406          * executed, c == &boot_cpu_data.
 407          */
 408         if ( c != &boot_cpu_data ) {
 409                 /* AND the already accumulated flags with these */
 410                 for ( i = 0 ; i < NCAPINTS ; i++ )
 411                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
 412         }
 413
 414         /* Init Machine Check Exception if available. */
 415 #ifdef CONFIG_X86_MCE
 416         mcheck_init(c);
 417 #endif
 418 }
 419 /*
 420  *      Perform early boot up checks for a valid TSC. See arch/i386/kernel/time.c
 421  */
 422
 423 void __init dodgy_tsc(void)
 424 {
 425         if (( boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_CYRIX ) ||
 426             ( boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_NSC   ))
 427                 cpu_devs[X86_VENDOR_CYRIX]->c_init(&boot_cpu_data);
 428 }
 429
 430 void __init print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
 431 {
 432         char *vendor = NULL;
 433
 434         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM)
 435                 vendor = this_cpu->c_vendor;
 436         else if (c->cpuid_level >= 0)
 437                 vendor = c->x86_vendor_id;
 438
 439         if (vendor && strncmp(c->x86_model_id, vendor, strlen(vendor)))
 440                 printk("%s ", vendor);
 441
 442         if (!c->x86_model_id[0])
 443                 printk("%d86", c->x86);
 444         else
 445                 printk("%s", c->x86_model_id);
 446
 447         if (c->x86_mask || c->cpuid_level >= 0)
 448                 printk(" stepping %02x\n", c->x86_mask);
 449         else
 450                 printk("\n");
 451 }
 452
 453 unsigned long cpu_initialized __initdata = 0;
 454
 455 /* This is hacky. :)
 456  * We're emulating future behavior.
 457  * In the future, the cpu-specific init functions will be called implicitly
 458  * via the magic of initcalls.
 459  * They will insert themselves into the cpu_devs structure.
 460  * Then, when cpu_init() is called, we can just iterate over that array.
 461  */
 462
 463 extern int intel_cpu_init(void);
 464 extern int cyrix_init_cpu(void);
 465 extern int nsc_init_cpu(void);
 466 extern int amd_init_cpu(void);
 467 extern int centaur_init_cpu(void);
 468 extern int transmeta_init_cpu(void);
 469 extern int rise_init_cpu(void);
 470 extern int nexgen_init_cpu(void);
 471 extern int umc_init_cpu(void);
 472 void early_cpu_detect(void);
 473
 474 void __init early_cpu_init(void)
 475 {
 476         early_cpu_detect();
 477         intel_cpu_init();
 478         cyrix_init_cpu();
 479         nsc_init_cpu();
 480         amd_init_cpu();
 481         centaur_init_cpu();
 482         transmeta_init_cpu();
 483         rise_init_cpu();
 484         nexgen_init_cpu();
 485         umc_init_cpu();
 486
 487 #ifdef CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC
 488         /* pse is not compatible with on-the-fly unmapping,
 489          * disable it even if the cpus claim to support it.
 490          */
 491         clear_bit(X86_FEATURE_PSE, boot_cpu_data.x86_capability);
 492         disable_pse = 1;
 493 #endif
 494 }
 495 /*
 496  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
 497  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
 498  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
 499  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
 500  */
 501 void __init cpu_init (void)
 502 {
 503         int cpu = smp_processor_id();
 504         struct tss_struct * t = init_tss + cpu;
 505         struct thread_struct *thread = &current->thread;
 506
 507         if (test_and_set_bit(cpu, &cpu_initialized)) {
 508                 printk(KERN_WARNING "CPU#%d already initialized!\n", cpu);
 509                 for (;;) local_irq_enable();
 510         }
 511         printk(KERN_INFO "Initializing CPU#%d\n", cpu);
 512
 513         if (cpu_has_vme || cpu_has_tsc || cpu_has_de)
 514                 clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
 515         if (tsc_disable && cpu_has_tsc) {
 516                 printk(KERN_NOTICE "Disabling TSC...\n");
 517                 /**** FIX-HPA: DOES THIS REALLY BELONG HERE? ****/
 518                 clear_bit(X86_FEATURE_TSC, boot_cpu_data.x86_capability);
 519                 set_in_cr4(X86_CR4_TSD);
 520         }
 521
 522         /*
 523          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
 524          * and set up the GDT descriptor:
 525          */
 526         if (cpu) {
 527                 memcpy(cpu_gdt_table[cpu], cpu_gdt_table[0], GDT_SIZE);
 528                 cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE - 1;
 529                 cpu_gdt_descr[cpu].address = (unsigned long)cpu_gdt_table[cpu];
 530         }
 531         /*
 532          * Set up the per-thread TLS descriptor cache:
 533          */
 534         memcpy(thread->tls_array, cpu_gdt_table[cpu], GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
 535
 536         __asm__ __volatile__("lgdt %0" : : "m" (cpu_gdt_descr[cpu]));
 537         __asm__ __volatile__("lidt %0" : : "m" (idt_descr));
 538
 539         /*
 540          * Delete NT
 541          */
 542         __asm__("pushfl ; andl $0xffffbfff,(%esp) ; popfl");
 543
 544         /*
 545          * Set up and load the per-CPU TSS and LDT
 546          */
 547         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
 548         current->active_mm = &init_mm;
 549         if (current->mm)
 550                 BUG();
 551         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
 552
 553         load_esp0(t, thread);
 554         set_tss_desc(cpu,t);
 555         cpu_gdt_table[cpu][GDT_ENTRY_TSS].b &= 0xfffffdff;
 556         load_TR_desc();
 557         load_LDT(&init_mm.context);
 558
 559         /* Set up doublefault TSS pointer in the GDT */
 560         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
 561         cpu_gdt_table[cpu][GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS].b &= 0xfffffdff;
 562
 563         /* Clear %fs and %gs. */
 564         asm volatile ("xorl %eax, %eax; movl %eax, %fs; movl %eax, %gs");
 565
 566         /* Clear all 6 debug registers: */
 567
 568 #define CD(register) __asm__("movl %0,%%db" #register ::"r"(0) );
 569
 570         CD(0); CD(1); CD(2); CD(3); /* no db4 and db5 */; CD(6); CD(7);
 571
 572 #undef CD
 573
 574         /*
 575          * Force FPU initialization:
 576          */
 577         current_thread_info()->status = 0;
 578         current->used_math = 0;
 579         mxcsr_feature_mask_init();
 580 }