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  * $Id: setup64.c,v 1.12 2002/03/21 10:09:17 ak Exp $
   7  */
   8 #include <linux/config.h>
   9 #include <linux/init.h>
  10 #include <linux/kernel.h>
  11 #include <linux/sched.h>
  12 #include <linux/string.h>
  13 #include <linux/bootmem.h>
  14 #include <linux/bitops.h>
  15 #include <linux/module.h>
  16 #include <asm/bootsetup.h>
  17 #include <asm/pda.h>
  18 #include <asm/pgtable.h>
  19 #include <asm/processor.h>
  20 #include <asm/desc.h>
  21 #include <asm/atomic.h>
  22 #include <asm/mmu_context.h>
  23 #include <asm/smp.h>
  24 #include <asm/i387.h>
  25 #include <asm/percpu.h>
  26 #include <asm/proto.h>
  27 #include <asm/sections.h>
  28
  29 char x86_boot_params[BOOT_PARAM_SIZE] __initdata = {0,};
  30
  31 cpumask_t cpu_initialized __cpuinitdata = CPU_MASK_NONE;
  32
  33 struct x8664_pda *_cpu_pda[NR_CPUS] __read_mostly;
  34 struct x8664_pda boot_cpu_pda[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
  35
  36 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
  37
  38 char boot_cpu_stack[IRQSTACKSIZE] __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
  39
  40 unsigned long __supported_pte_mask __read_mostly = ~0UL;
  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 void __init nonx_setup(const char *str)
  50 {
  51         if (!strncmp(str, "on", 2)) {
  52                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX;
  53                 do_not_nx = 0;
  54         } else if (!strncmp(str, "off", 3)) {
  55                 do_not_nx = 1;
  56                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
  57         }
  58 }
  59
  60 /*
  61  * Great future plan:
  62  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
  63  * Always point %gs to its beginning
  64  */
  65 void __init setup_per_cpu_areas(void)
  66 {
  67         int i;
  68         unsigned long size;
  69
  70 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
  71         prefill_possible_map();
  72 #endif
  73
  74         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
  75         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
  76 #ifdef CONFIG_MODULES
  77         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
  78                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
  79 #endif
  80
  81         for_each_cpu_mask (i, cpu_possible_map) {
  82                 char *ptr;
  83
  84                 if (!NODE_DATA(cpu_to_node(i))) {
  85                         printk("cpu with no node %d, num_online_nodes %d\n",
  86                                i, num_online_nodes());
  87                         ptr = alloc_bootmem(size);
  88                 } else {
  89                         ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
  90                 }
  91                 if (!ptr)
  92                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
  93                 cpu_pda(i)->data_offset = ptr - __per_cpu_start;
  94                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
  95         }
  96 }
  97
  98 void pda_init(int cpu)
  99 {
 100         struct x8664_pda *pda = cpu_pda(cpu);
 101
 102         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
 103         asm volatile("movl %0,%%fs ; movl %0,%%gs" :: "r" (0));
 104         wrmsrl(MSR_GS_BASE, pda);
 105
 106         pda->cpunumber = cpu;
 107         pda->irqcount = -1;
 108         pda->kernelstack =
 109                 (unsigned long)stack_thread_info() - PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE;
 110         pda->active_mm = &init_mm;
 111         pda->mmu_state = 0;
 112
 113         if (cpu == 0) {
 114                 /* others are initialized in smpboot.c */
 115                 pda->pcurrent = &init_task;
 116                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack;
 117         } else {
 118                 pda->irqstackptr = (char *)
 119                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
 120                 if (!pda->irqstackptr)
 121                         panic("cannot allocate irqstack for cpu %d", cpu);
 122         }
 123
 124
 125         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE-64;
 126 }
 127
 128 char boot_exception_stacks[(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]
 129 __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
 130
 131 /* May not be marked __init: used by software suspend */
 132 void syscall_init(void)
 133 {
 134         /*
 135          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
 136          * They both write to the same internal register. STAR allows to set CS/DS
 137          * but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.
 138          */
 139         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32);
 140         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call);
 141
 142 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
 143         syscall32_cpu_init ();
 144 #endif
 145
 146         /* Flags to clear on syscall */
 147         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK, EF_TF|EF_DF|EF_IE|0x3000);
 148 }
 149
 150 void __cpuinit check_efer(void)
 151 {
 152         unsigned long efer;
 153
 154         rdmsrl(MSR_EFER, efer);
 155         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx) {
 156                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
 157         }
 158 }
 159
 160 /*
 161  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
 162  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
 163  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
 164  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
 165  * A lot of state is already set up in PDA init.
 166  */
 167 void __cpuinit cpu_init (void)
 168 {
 169         int cpu = stack_smp_processor_id();
 170         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
 171         unsigned long v;
 172         char *estacks = NULL;
 173         struct task_struct *me;
 174         int i;
 175
 176         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
 177         if (cpu != 0) {
 178                 pda_init(cpu);
 179                 zap_low_mappings(cpu);
 180         } else
 181                 estacks = boot_exception_stacks;
 182
 183         me = current;
 184
 185         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
 186                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
 187
 188         printk("Initializing CPU#%d\n", cpu);
 189
 190         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
 191
 192         /*
 193          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
 194          * and set up the GDT descriptor:
 195          */
 196         if (cpu)
 197                 memcpy(cpu_gdt(cpu), cpu_gdt_table, GDT_SIZE);
 198
 199         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE;
 200         asm volatile("lgdt %0" :: "m" (cpu_gdt_descr[cpu]));
 201         asm volatile("lidt %0" :: "m" (idt_descr));
 202
 203         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
 204         syscall_init();
 205
 206         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
 207         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
 208         barrier();
 209
 210         check_efer();
 211
 212         /*
 213          * set up and load the per-CPU TSS
 214          */
 215         for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
 216                 if (cpu) {
 217                         static const unsigned int order[N_EXCEPTION_STACKS] = {
 218                                 [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STACK_ORDER,
 219                                 [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STACK_ORDER
 220                         };
 221
 222                         estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order[v]);
 223                         if (!estacks)
 224                                 panic("Cannot allocate exception stack %ld %d\n",
 225                                       v, cpu);
 226                 }
 227                 switch (v + 1) {
 228 #if DEBUG_STKSZ > EXCEPTION_STKSZ
 229                 case DEBUG_STACK:
 230                         cpu_pda(cpu)->debugstack = (unsigned long)estacks;
 231                         estacks += DEBUG_STKSZ;
 232                         break;
 233 #endif
 234                 default:
 235                         estacks += EXCEPTION_STKSZ;
 236                         break;
 237                 }
 238                 t->ist[v] = (unsigned long)estacks;
 239         }
 240
 241         t->io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
 242         /*
 243          * <= is required because the CPU will access up to
 244          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
 245          */
 246         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
 247                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
 248
 249         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
 250         me->active_mm = &init_mm;
 251         if (me->mm)
 252                 BUG();
 253         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
 254
 255         set_tss_desc(cpu, t);
 256         load_TR_desc();
 257         load_LDT(&init_mm.context);
 258
 259         /*
 260          * Clear all 6 debug registers:
 261          */
 262
 263         set_debugreg(0UL, 0);
 264         set_debugreg(0UL, 1);
 265         set_debugreg(0UL, 2);
 266         set_debugreg(0UL, 3);
 267         set_debugreg(0UL, 6);
 268         set_debugreg(0UL, 7);
 269
 270         fpu_init();
 271 }