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  */
   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/bootsetup.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
  27 char x86_boot_params[BOOT_PARAM_SIZE] __initdata;
  28
  29 cpumask_t cpu_initialized __cpuinitdata = CPU_MASK_NONE;
  30
  31 struct x8664_pda *_cpu_pda[NR_CPUS] __read_mostly;
  32 EXPORT_SYMBOL(_cpu_pda);
  33 struct x8664_pda boot_cpu_pda[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
  34
  35 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
  36
  37 char boot_cpu_stack[IRQSTACKSIZE] __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
  38
  39 unsigned long __supported_pte_mask __read_mostly = ~0UL;
  40 EXPORT_SYMBOL(__supported_pte_mask);
  41 static int do_not_nx __cpuinitdata = 0;
  42
  43 /*
  44  * Great future plan:
  45  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
  46  * Always point %gs to its beginning
  47  */
  48 void __init setup_per_cpu_areas(void)
  49 {
  50         int i;
  51         unsigned long size;
  52
  53 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
  54         prefill_possible_map();
  55 #endif
  56
  57         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
  58         size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
  59
  60         printk(KERN_INFO "PERCPU: Allocating %lu bytes of per cpu data\n", size);
  61         for_each_cpu_mask (i, cpu_possible_map) {
  62                 char *ptr;
  63
  64                 if (!NODE_DATA(cpu_to_node(i))) {
  65                         printk("cpu with no node %d, num_online_nodes %d\n",
  66                                i, num_online_nodes());
  67                         ptr = alloc_bootmem(size);
  68                 } else {
  69                         ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
  70                 }
  71                 if (!ptr)
  72                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
  73                 cpu_pda(i)->data_offset = ptr - __per_cpu_start;
  74                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
  75         }
  76 }
  77
  78 void pda_init(int cpu)
  79 {
  80         struct x8664_pda *pda = cpu_pda(cpu);
  81
  82         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
  83         asm volatile("movl %0,%%fs ; movl %0,%%gs" :: "r" (0));
  84         /* Memory clobbers used to order PDA accessed */
  85         mb();
  86         wrmsrl(MSR_GS_BASE, pda);
  87         mb();
  88
  89         pda->cpunumber = cpu;
  90         pda->irqcount = -1;
  91         pda->kernelstack =
  92                 (unsigned long)stack_thread_info() - PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE;
  93         pda->active_mm = &init_mm;
  94         pda->mmu_state = 0;
  95
  96         if (cpu == 0) {
  97                 /* others are initialized in smpboot.c */
  98                 pda->pcurrent = &init_task;
  99                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack;
 100         } else {
 101                 pda->irqstackptr = (char *)
 102                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
 103                 if (!pda->irqstackptr)
 104                         panic("cannot allocate irqstack for cpu %d", cpu);
 105         }
 106
 107
 108         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE-64;
 109 }
 110
 111 char boot_exception_stacks[(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]
 112 __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
 113
 114 /* May not be marked __init: used by software suspend */
 115 void syscall_init(void)
 116 {
 117         /*
 118          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
 119          * They both write to the same internal register. STAR allows to set CS/DS
 120          * but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.
 121          */
 122         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32);
 123         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call);
 124
 125 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
 126         syscall32_cpu_init ();
 127 #endif
 128
 129         /* Flags to clear on syscall */
 130         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK, EF_TF|EF_DF|EF_IE|0x3000);
 131 }
 132
 133 void __cpuinit check_efer(void)
 134 {
 135         unsigned long efer;
 136
 137         rdmsrl(MSR_EFER, efer);
 138         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx) {
 139                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
 140         }
 141 }
 142
 143 unsigned long kernel_eflags;
 144
 145 /*
 146  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
 147  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
 148  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
 149  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
 150  * A lot of state is already set up in PDA init.
 151  */
 152 void __cpuinit cpu_init (void)
 153 {
 154         int cpu = stack_smp_processor_id();
 155         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
 156         struct orig_ist *orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
 157         unsigned long v;
 158         char *estacks = NULL;
 159         struct task_struct *me;
 160         int i;
 161
 162         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
 163         if (cpu != 0) {
 164                 pda_init(cpu);
 165                 zap_low_mappings(cpu);
 166         } else
 167                 estacks = boot_exception_stacks;
 168
 169         me = current;
 170
 171         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
 172                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
 173
 174         printk("Initializing CPU#%d\n", cpu);
 175
 176         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
 177
 178         /*
 179          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
 180          * and set up the GDT descriptor:
 181          */
 182         if (cpu)
 183                 memcpy(cpu_gdt(cpu), cpu_gdt_table, GDT_SIZE);
 184
 185         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE;
 186         asm volatile("lgdt %0" :: "m" (cpu_gdt_descr[cpu]));
 187         asm volatile("lidt %0" :: "m" (idt_descr));
 188
 189         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
 190         syscall_init();
 191
 192         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
 193         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
 194         barrier();
 195
 196         check_efer();
 197
 198         /*
 199          * set up and load the per-CPU TSS
 200          */
 201         for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
 202                 static const unsigned int order[N_EXCEPTION_STACKS] = {
 203                         [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STACK_ORDER,
 204                         [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STACK_ORDER
 205                 };
 206                 if (cpu) {
 207                         estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order[v]);
 208                         if (!estacks)
 209                                 panic("Cannot allocate exception stack %ld %d\n",
 210                                       v, cpu);
 211                 }
 212                 estacks += PAGE_SIZE << order[v];
 213                 orig_ist->ist[v] = t->ist[v] = (unsigned long)estacks;
 214         }
 215
 216         t->io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
 217         /*
 218          * <= is required because the CPU will access up to
 219          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
 220          */
 221         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
 222                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
 223
 224         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
 225         me->active_mm = &init_mm;
 226         if (me->mm)
 227                 BUG();
 228         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
 229
 230         set_tss_desc(cpu, t);
 231         load_TR_desc();
 232         load_LDT(&init_mm.context);
 233
 234         /*
 235          * Clear all 6 debug registers:
 236          */
 237
 238         set_debugreg(0UL, 0);
 239         set_debugreg(0UL, 1);
 240         set_debugreg(0UL, 2);
 241         set_debugreg(0UL, 3);
 242         set_debugreg(0UL, 6);
 243         set_debugreg(0UL, 7);
 244
 245         fpu_init();
 246
 247         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
 248 }