Merge branch 'x86-iopl-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[platform/kernel/linux-rpi.git] / arch / x86 / kernel / cpu / common.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* cpu_feature_enabled() cannot be used this early */
3 #define USE_EARLY_PGTABLE_L5
4
5 #include <linux/memblock.h>
6 #include <linux/linkage.h>
7 #include <linux/bitops.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/export.h>
10 #include <linux/percpu.h>
11 #include <linux/string.h>
12 #include <linux/ctype.h>
13 #include <linux/delay.h>
14 #include <linux/sched/mm.h>
15 #include <linux/sched/clock.h>
16 #include <linux/sched/task.h>
17 #include <linux/init.h>
18 #include <linux/kprobes.h>
19 #include <linux/kgdb.h>
20 #include <linux/smp.h>
21 #include <linux/io.h>
22 #include <linux/syscore_ops.h>
23
24 #include <asm/stackprotector.h>
25 #include <asm/perf_event.h>
26 #include <asm/mmu_context.h>
27 #include <asm/archrandom.h>
28 #include <asm/hypervisor.h>
29 #include <asm/processor.h>
30 #include <asm/tlbflush.h>
31 #include <asm/debugreg.h>
32 #include <asm/sections.h>
33 #include <asm/vsyscall.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/cpumask.h>
36 #include <asm/pgtable.h>
37 #include <linux/atomic.h>
38 #include <asm/proto.h>
39 #include <asm/setup.h>
40 #include <asm/apic.h>
41 #include <asm/desc.h>
42 #include <asm/fpu/internal.h>
43 #include <asm/mtrr.h>
44 #include <asm/hwcap2.h>
45 #include <linux/numa.h>
46 #include <asm/asm.h>
47 #include <asm/bugs.h>
48 #include <asm/cpu.h>
49 #include <asm/mce.h>
50 #include <asm/msr.h>
51 #include <asm/pat.h>
52 #include <asm/microcode.h>
53 #include <asm/microcode_intel.h>
54 #include <asm/intel-family.h>
55 #include <asm/cpu_device_id.h>
56 #include <asm/uv/uv.h>
57
58 #include "cpu.h"
59
60 u32 elf_hwcap2 __read_mostly;
61
62 /* all of these masks are initialized in setup_cpu_local_masks() */
63 cpumask_var_t cpu_initialized_mask;
64 cpumask_var_t cpu_callout_mask;
65 cpumask_var_t cpu_callin_mask;
66
67 /* representing cpus for which sibling maps can be computed */
68 cpumask_var_t cpu_sibling_setup_mask;
69
70 /* Number of siblings per CPU package */
71 int smp_num_siblings = 1;
72 EXPORT_SYMBOL(smp_num_siblings);
73
74 /* Last level cache ID of each logical CPU */
75 DEFINE_PER_CPU_READ_MOSTLY(u16, cpu_llc_id) = BAD_APICID;
76
77 /* correctly size the local cpu masks */
78 void __init setup_cpu_local_masks(void)
79 {
80         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_initialized_mask);
81         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callin_mask);
82         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_callout_mask);
83         alloc_bootmem_cpumask_var(&cpu_sibling_setup_mask);
84 }
85
86 static void default_init(struct cpuinfo_x86 *c)
87 {
88 #ifdef CONFIG_X86_64
89         cpu_detect_cache_sizes(c);
90 #else
91         /* Not much we can do here... */
92         /* Check if at least it has cpuid */
93         if (c->cpuid_level == -1) {
94                 /* No cpuid. It must be an ancient CPU */
95                 if (c->x86 == 4)
96                         strcpy(c->x86_model_id, "486");
97                 else if (c->x86 == 3)
98                         strcpy(c->x86_model_id, "386");
99         }
100 #endif
101 }
102
103 static const struct cpu_dev default_cpu = {
104         .c_init         = default_init,
105         .c_vendor       = "Unknown",
106         .c_x86_vendor   = X86_VENDOR_UNKNOWN,
107 };
108
109 static const struct cpu_dev *this_cpu = &default_cpu;
110
111 DEFINE_PER_CPU_PAGE_ALIGNED(struct gdt_page, gdt_page) = { .gdt = {
112 #ifdef CONFIG_X86_64
113         /*
114          * We need valid kernel segments for data and code in long mode too
115          * IRET will check the segment types  kkeil 2000/10/28
116          * Also sysret mandates a special GDT layout
117          *
118          * TLS descriptors are currently at a different place compared to i386.
119          * Hopefully nobody expects them at a fixed place (Wine?)
120          */
121         [GDT_ENTRY_KERNEL32_CS]         = GDT_ENTRY_INIT(0xc09b, 0, 0xfffff),
122         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xa09b, 0, 0xfffff),
123         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc093, 0, 0xfffff),
124         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER32_CS]   = GDT_ENTRY_INIT(0xc0fb, 0, 0xfffff),
125         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0f3, 0, 0xfffff),
126         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xa0fb, 0, 0xfffff),
127 #else
128         [GDT_ENTRY_KERNEL_CS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc09a, 0, 0xfffff),
129         [GDT_ENTRY_KERNEL_DS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
130         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_CS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0fa, 0, 0xfffff),
131         [GDT_ENTRY_DEFAULT_USER_DS]     = GDT_ENTRY_INIT(0xc0f2, 0, 0xfffff),
132         /*
133          * Segments used for calling PnP BIOS have byte granularity.
134          * They code segments and data segments have fixed 64k limits,
135          * the transfer segment sizes are set at run time.
136          */
137         /* 32-bit code */
138         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS32]        = GDT_ENTRY_INIT(0x409a, 0, 0xffff),
139         /* 16-bit code */
140         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_CS16]        = GDT_ENTRY_INIT(0x009a, 0, 0xffff),
141         /* 16-bit data */
142         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_DS]          = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0xffff),
143         /* 16-bit data */
144         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS1]         = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0),
145         /* 16-bit data */
146         [GDT_ENTRY_PNPBIOS_TS2]         = GDT_ENTRY_INIT(0x0092, 0, 0),
147         /*
148          * The APM segments have byte granularity and their bases
149          * are set at run time.  All have 64k limits.
150          */
151         /* 32-bit code */
152         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE]        = GDT_ENTRY_INIT(0x409a, 0, 0xffff),
153         /* 16-bit code */
154         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+1]      = GDT_ENTRY_INIT(0x009a, 0, 0xffff),
155         /* data */
156         [GDT_ENTRY_APMBIOS_BASE+2]      = GDT_ENTRY_INIT(0x4092, 0, 0xffff),
157
158         [GDT_ENTRY_ESPFIX_SS]           = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
159         [GDT_ENTRY_PERCPU]              = GDT_ENTRY_INIT(0xc092, 0, 0xfffff),
160         GDT_STACK_CANARY_INIT
161 #endif
162 } };
163 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(gdt_page);
164
165 static int __init x86_mpx_setup(char *s)
166 {
167         /* require an exact match without trailing characters */
168         if (strlen(s))
169                 return 0;
170
171         /* do not emit a message if the feature is not present */
172         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_MPX))
173                 return 1;
174
175         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_MPX);
176         pr_info("nompx: Intel Memory Protection Extensions (MPX) disabled\n");
177         return 1;
178 }
179 __setup("nompx", x86_mpx_setup);
180
181 #ifdef CONFIG_X86_64
182 static int __init x86_nopcid_setup(char *s)
183 {
184         /* nopcid doesn't accept parameters */
185         if (s)
186                 return -EINVAL;
187
188         /* do not emit a message if the feature is not present */
189         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_PCID))
190                 return 0;
191
192         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PCID);
193         pr_info("nopcid: PCID feature disabled\n");
194         return 0;
195 }
196 early_param("nopcid", x86_nopcid_setup);
197 #endif
198
199 static int __init x86_noinvpcid_setup(char *s)
200 {
201         /* noinvpcid doesn't accept parameters */
202         if (s)
203                 return -EINVAL;
204
205         /* do not emit a message if the feature is not present */
206         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_INVPCID))
207                 return 0;
208
209         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_INVPCID);
210         pr_info("noinvpcid: INVPCID feature disabled\n");
211         return 0;
212 }
213 early_param("noinvpcid", x86_noinvpcid_setup);
214
215 #ifdef CONFIG_X86_32
216 static int cachesize_override = -1;
217 static int disable_x86_serial_nr = 1;
218
219 static int __init cachesize_setup(char *str)
220 {
221         get_option(&str, &cachesize_override);
222         return 1;
223 }
224 __setup("cachesize=", cachesize_setup);
225
226 static int __init x86_sep_setup(char *s)
227 {
228         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEP);
229         return 1;
230 }
231 __setup("nosep", x86_sep_setup);
232
233 /* Standard macro to see if a specific flag is changeable */
234 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
235 {
236         u32 f1, f2;
237
238         /*
239          * Cyrix and IDT cpus allow disabling of CPUID
240          * so the code below may return different results
241          * when it is executed before and after enabling
242          * the CPUID. Add "volatile" to not allow gcc to
243          * optimize the subsequent calls to this function.
244          */
245         asm volatile ("pushfl           \n\t"
246                       "pushfl           \n\t"
247                       "popl %0          \n\t"
248                       "movl %0, %1      \n\t"
249                       "xorl %2, %0      \n\t"
250                       "pushl %0         \n\t"
251                       "popfl            \n\t"
252                       "pushfl           \n\t"
253                       "popl %0          \n\t"
254                       "popfl            \n\t"
255
256                       : "=&r" (f1), "=&r" (f2)
257                       : "ir" (flag));
258
259         return ((f1^f2) & flag) != 0;
260 }
261
262 /* Probe for the CPUID instruction */
263 int have_cpuid_p(void)
264 {
265         return flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_ID);
266 }
267
268 static void squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
269 {
270         unsigned long lo, hi;
271
272         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_PN) || !disable_x86_serial_nr)
273                 return;
274
275         /* Disable processor serial number: */
276
277         rdmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
278         lo |= 0x200000;
279         wrmsr(MSR_IA32_BBL_CR_CTL, lo, hi);
280
281         pr_notice("CPU serial number disabled.\n");
282         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PN);
283
284         /* Disabling the serial number may affect the cpuid level */
285         c->cpuid_level = cpuid_eax(0);
286 }
287
288 static int __init x86_serial_nr_setup(char *s)
289 {
290         disable_x86_serial_nr = 0;
291         return 1;
292 }
293 __setup("serialnumber", x86_serial_nr_setup);
294 #else
295 static inline int flag_is_changeable_p(u32 flag)
296 {
297         return 1;
298 }
299 static inline void squash_the_stupid_serial_number(struct cpuinfo_x86 *c)
300 {
301 }
302 #endif
303
304 static __init int setup_disable_smep(char *arg)
305 {
306         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SMEP);
307         /* Check for things that depend on SMEP being enabled: */
308         check_mpx_erratum(&boot_cpu_data);
309         return 1;
310 }
311 __setup("nosmep", setup_disable_smep);
312
313 static __always_inline void setup_smep(struct cpuinfo_x86 *c)
314 {
315         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SMEP))
316                 cr4_set_bits(X86_CR4_SMEP);
317 }
318
319 static __init int setup_disable_smap(char *arg)
320 {
321         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SMAP);
322         return 1;
323 }
324 __setup("nosmap", setup_disable_smap);
325
326 static __always_inline void setup_smap(struct cpuinfo_x86 *c)
327 {
328         unsigned long eflags = native_save_fl();
329
330         /* This should have been cleared long ago */
331         BUG_ON(eflags & X86_EFLAGS_AC);
332
333         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SMAP)) {
334 #ifdef CONFIG_X86_SMAP
335                 cr4_set_bits(X86_CR4_SMAP);
336 #else
337                 cr4_clear_bits(X86_CR4_SMAP);
338 #endif
339         }
340 }
341
342 static __always_inline void setup_umip(struct cpuinfo_x86 *c)
343 {
344         /* Check the boot processor, plus build option for UMIP. */
345         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_UMIP))
346                 goto out;
347
348         /* Check the current processor's cpuid bits. */
349         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_UMIP))
350                 goto out;
351
352         cr4_set_bits(X86_CR4_UMIP);
353
354         pr_info_once("x86/cpu: User Mode Instruction Prevention (UMIP) activated\n");
355
356         return;
357
358 out:
359         /*
360          * Make sure UMIP is disabled in case it was enabled in a
361          * previous boot (e.g., via kexec).
362          */
363         cr4_clear_bits(X86_CR4_UMIP);
364 }
365
366 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE_RO(cr_pinning);
367 static unsigned long cr4_pinned_bits __ro_after_init;
368
369 void native_write_cr0(unsigned long val)
370 {
371         unsigned long bits_missing = 0;
372
373 set_register:
374         asm volatile("mov %0,%%cr0": "+r" (val), "+m" (__force_order));
375
376         if (static_branch_likely(&cr_pinning)) {
377                 if (unlikely((val & X86_CR0_WP) != X86_CR0_WP)) {
378                         bits_missing = X86_CR0_WP;
379                         val |= bits_missing;
380                         goto set_register;
381                 }
382                 /* Warn after we've set the missing bits. */
383                 WARN_ONCE(bits_missing, "CR0 WP bit went missing!?\n");
384         }
385 }
386 EXPORT_SYMBOL(native_write_cr0);
387
388 void native_write_cr4(unsigned long val)
389 {
390         unsigned long bits_missing = 0;
391
392 set_register:
393         asm volatile("mov %0,%%cr4": "+r" (val), "+m" (cr4_pinned_bits));
394
395         if (static_branch_likely(&cr_pinning)) {
396                 if (unlikely((val & cr4_pinned_bits) != cr4_pinned_bits)) {
397                         bits_missing = ~val & cr4_pinned_bits;
398                         val |= bits_missing;
399                         goto set_register;
400                 }
401                 /* Warn after we've set the missing bits. */
402                 WARN_ONCE(bits_missing, "CR4 bits went missing: %lx!?\n",
403                           bits_missing);
404         }
405 }
406 EXPORT_SYMBOL(native_write_cr4);
407
408 void cr4_init(void)
409 {
410         unsigned long cr4 = __read_cr4();
411
412         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_PCID))
413                 cr4 |= X86_CR4_PCIDE;
414         if (static_branch_likely(&cr_pinning))
415                 cr4 |= cr4_pinned_bits;
416
417         __write_cr4(cr4);
418
419         /* Initialize cr4 shadow for this CPU. */
420         this_cpu_write(cpu_tlbstate.cr4, cr4);
421 }
422
423 /*
424  * Once CPU feature detection is finished (and boot params have been
425  * parsed), record any of the sensitive CR bits that are set, and
426  * enable CR pinning.
427  */
428 static void __init setup_cr_pinning(void)
429 {
430         unsigned long mask;
431
432         mask = (X86_CR4_SMEP | X86_CR4_SMAP | X86_CR4_UMIP);
433         cr4_pinned_bits = this_cpu_read(cpu_tlbstate.cr4) & mask;
434         static_key_enable(&cr_pinning.key);
435 }
436
437 /*
438  * Protection Keys are not available in 32-bit mode.
439  */
440 static bool pku_disabled;
441
442 static __always_inline void setup_pku(struct cpuinfo_x86 *c)
443 {
444         struct pkru_state *pk;
445
446         /* check the boot processor, plus compile options for PKU: */
447         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_PKU))
448                 return;
449         /* checks the actual processor's cpuid bits: */
450         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_PKU))
451                 return;
452         if (pku_disabled)
453                 return;
454
455         cr4_set_bits(X86_CR4_PKE);
456         pk = get_xsave_addr(&init_fpstate.xsave, XFEATURE_PKRU);
457         if (pk)
458                 pk->pkru = init_pkru_value;
459         /*
460          * Seting X86_CR4_PKE will cause the X86_FEATURE_OSPKE
461          * cpuid bit to be set.  We need to ensure that we
462          * update that bit in this CPU's "cpu_info".
463          */
464         get_cpu_cap(c);
465 }
466
467 #ifdef CONFIG_X86_INTEL_MEMORY_PROTECTION_KEYS
468 static __init int setup_disable_pku(char *arg)
469 {
470         /*
471          * Do not clear the X86_FEATURE_PKU bit.  All of the
472          * runtime checks are against OSPKE so clearing the
473          * bit does nothing.
474          *
475          * This way, we will see "pku" in cpuinfo, but not
476          * "ospke", which is exactly what we want.  It shows
477          * that the CPU has PKU, but the OS has not enabled it.
478          * This happens to be exactly how a system would look
479          * if we disabled the config option.
480          */
481         pr_info("x86: 'nopku' specified, disabling Memory Protection Keys\n");
482         pku_disabled = true;
483         return 1;
484 }
485 __setup("nopku", setup_disable_pku);
486 #endif /* CONFIG_X86_64 */
487
488 /*
489  * Some CPU features depend on higher CPUID levels, which may not always
490  * be available due to CPUID level capping or broken virtualization
491  * software.  Add those features to this table to auto-disable them.
492  */
493 struct cpuid_dependent_feature {
494         u32 feature;
495         u32 level;
496 };
497
498 static const struct cpuid_dependent_feature
499 cpuid_dependent_features[] = {
500         { X86_FEATURE_MWAIT,            0x00000005 },
501         { X86_FEATURE_DCA,              0x00000009 },
502         { X86_FEATURE_XSAVE,            0x0000000d },
503         { 0, 0 }
504 };
505
506 static void filter_cpuid_features(struct cpuinfo_x86 *c, bool warn)
507 {
508         const struct cpuid_dependent_feature *df;
509
510         for (df = cpuid_dependent_features; df->feature; df++) {
511
512                 if (!cpu_has(c, df->feature))
513                         continue;
514                 /*
515                  * Note: cpuid_level is set to -1 if unavailable, but
516                  * extended_extended_level is set to 0 if unavailable
517                  * and the legitimate extended levels are all negative
518                  * when signed; hence the weird messing around with
519                  * signs here...
520                  */
521                 if (!((s32)df->level < 0 ?
522                      (u32)df->level > (u32)c->extended_cpuid_level :
523                      (s32)df->level > (s32)c->cpuid_level))
524                         continue;
525
526                 clear_cpu_cap(c, df->feature);
527                 if (!warn)
528                         continue;
529
530                 pr_warn("CPU: CPU feature " X86_CAP_FMT " disabled, no CPUID level 0x%x\n",
531                         x86_cap_flag(df->feature), df->level);
532         }
533 }
534
535 /*
536  * Naming convention should be: <Name> [(<Codename>)]
537  * This table only is used unless init_<vendor>() below doesn't set it;
538  * in particular, if CPUID levels 0x80000002..4 are supported, this
539  * isn't used
540  */
541
542 /* Look up CPU names by table lookup. */
543 static const char *table_lookup_model(struct cpuinfo_x86 *c)
544 {
545 #ifdef CONFIG_X86_32
546         const struct legacy_cpu_model_info *info;
547
548         if (c->x86_model >= 16)
549                 return NULL;    /* Range check */
550
551         if (!this_cpu)
552                 return NULL;
553
554         info = this_cpu->legacy_models;
555
556         while (info->family) {
557                 if (info->family == c->x86)
558                         return info->model_names[c->x86_model];
559                 info++;
560         }
561 #endif
562         return NULL;            /* Not found */
563 }
564
565 /* Aligned to unsigned long to avoid split lock in atomic bitmap ops */
566 __u32 cpu_caps_cleared[NCAPINTS + NBUGINTS] __aligned(sizeof(unsigned long));
567 __u32 cpu_caps_set[NCAPINTS + NBUGINTS] __aligned(sizeof(unsigned long));
568
569 void load_percpu_segment(int cpu)
570 {
571 #ifdef CONFIG_X86_32
572         loadsegment(fs, __KERNEL_PERCPU);
573 #else
574         __loadsegment_simple(gs, 0);
575         wrmsrl(MSR_GS_BASE, cpu_kernelmode_gs_base(cpu));
576 #endif
577         load_stack_canary_segment();
578 }
579
580 #ifdef CONFIG_X86_32
581 /* The 32-bit entry code needs to find cpu_entry_area. */
582 DEFINE_PER_CPU(struct cpu_entry_area *, cpu_entry_area);
583 #endif
584
585 /* Load the original GDT from the per-cpu structure */
586 void load_direct_gdt(int cpu)
587 {
588         struct desc_ptr gdt_descr;
589
590         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_rw(cpu);
591         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
592         load_gdt(&gdt_descr);
593 }
594 EXPORT_SYMBOL_GPL(load_direct_gdt);
595
596 /* Load a fixmap remapping of the per-cpu GDT */
597 void load_fixmap_gdt(int cpu)
598 {
599         struct desc_ptr gdt_descr;
600
601         gdt_descr.address = (long)get_cpu_gdt_ro(cpu);
602         gdt_descr.size = GDT_SIZE - 1;
603         load_gdt(&gdt_descr);
604 }
605 EXPORT_SYMBOL_GPL(load_fixmap_gdt);
606
607 /*
608  * Current gdt points %fs at the "master" per-cpu area: after this,
609  * it's on the real one.
610  */
611 void switch_to_new_gdt(int cpu)
612 {
613         /* Load the original GDT */
614         load_direct_gdt(cpu);
615         /* Reload the per-cpu base */
616         load_percpu_segment(cpu);
617 }
618
619 static const struct cpu_dev *cpu_devs[X86_VENDOR_NUM] = {};
620
621 static void get_model_name(struct cpuinfo_x86 *c)
622 {
623         unsigned int *v;
624         char *p, *q, *s;
625
626         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000004)
627                 return;
628
629         v = (unsigned int *)c->x86_model_id;
630         cpuid(0x80000002, &v[0], &v[1], &v[2], &v[3]);
631         cpuid(0x80000003, &v[4], &v[5], &v[6], &v[7]);
632         cpuid(0x80000004, &v[8], &v[9], &v[10], &v[11]);
633         c->x86_model_id[48] = 0;
634
635         /* Trim whitespace */
636         p = q = s = &c->x86_model_id[0];
637
638         while (*p == ' ')
639                 p++;
640
641         while (*p) {
642                 /* Note the last non-whitespace index */
643                 if (!isspace(*p))
644                         s = q;
645
646                 *q++ = *p++;
647         }
648
649         *(s + 1) = '\0';
650 }
651
652 void detect_num_cpu_cores(struct cpuinfo_x86 *c)
653 {
654         unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
655
656         c->x86_max_cores = 1;
657         if (!IS_ENABLED(CONFIG_SMP) || c->cpuid_level < 4)
658                 return;
659
660         cpuid_count(4, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
661         if (eax & 0x1f)
662                 c->x86_max_cores = (eax >> 26) + 1;
663 }
664
665 void cpu_detect_cache_sizes(struct cpuinfo_x86 *c)
666 {
667         unsigned int n, dummy, ebx, ecx, edx, l2size;
668
669         n = c->extended_cpuid_level;
670
671         if (n >= 0x80000005) {
672                 cpuid(0x80000005, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
673                 c->x86_cache_size = (ecx>>24) + (edx>>24);
674 #ifdef CONFIG_X86_64
675                 /* On K8 L1 TLB is inclusive, so don't count it */
676                 c->x86_tlbsize = 0;
677 #endif
678         }
679
680         if (n < 0x80000006)     /* Some chips just has a large L1. */
681                 return;
682
683         cpuid(0x80000006, &dummy, &ebx, &ecx, &edx);
684         l2size = ecx >> 16;
685
686 #ifdef CONFIG_X86_64
687         c->x86_tlbsize += ((ebx >> 16) & 0xfff) + (ebx & 0xfff);
688 #else
689         /* do processor-specific cache resizing */
690         if (this_cpu->legacy_cache_size)
691                 l2size = this_cpu->legacy_cache_size(c, l2size);
692
693         /* Allow user to override all this if necessary. */
694         if (cachesize_override != -1)
695                 l2size = cachesize_override;
696
697         if (l2size == 0)
698                 return;         /* Again, no L2 cache is possible */
699 #endif
700
701         c->x86_cache_size = l2size;
702 }
703
704 u16 __read_mostly tlb_lli_4k[NR_INFO];
705 u16 __read_mostly tlb_lli_2m[NR_INFO];
706 u16 __read_mostly tlb_lli_4m[NR_INFO];
707 u16 __read_mostly tlb_lld_4k[NR_INFO];
708 u16 __read_mostly tlb_lld_2m[NR_INFO];
709 u16 __read_mostly tlb_lld_4m[NR_INFO];
710 u16 __read_mostly tlb_lld_1g[NR_INFO];
711
712 static void cpu_detect_tlb(struct cpuinfo_x86 *c)
713 {
714         if (this_cpu->c_detect_tlb)
715                 this_cpu->c_detect_tlb(c);
716
717         pr_info("Last level iTLB entries: 4KB %d, 2MB %d, 4MB %d\n",
718                 tlb_lli_4k[ENTRIES], tlb_lli_2m[ENTRIES],
719                 tlb_lli_4m[ENTRIES]);
720
721         pr_info("Last level dTLB entries: 4KB %d, 2MB %d, 4MB %d, 1GB %d\n",
722                 tlb_lld_4k[ENTRIES], tlb_lld_2m[ENTRIES],
723                 tlb_lld_4m[ENTRIES], tlb_lld_1g[ENTRIES]);
724 }
725
726 int detect_ht_early(struct cpuinfo_x86 *c)
727 {
728 #ifdef CONFIG_SMP
729         u32 eax, ebx, ecx, edx;
730
731         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HT))
732                 return -1;
733
734         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CMP_LEGACY))
735                 return -1;
736
737         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XTOPOLOGY))
738                 return -1;
739
740         cpuid(1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
741
742         smp_num_siblings = (ebx & 0xff0000) >> 16;
743         if (smp_num_siblings == 1)
744                 pr_info_once("CPU0: Hyper-Threading is disabled\n");
745 #endif
746         return 0;
747 }
748
749 void detect_ht(struct cpuinfo_x86 *c)
750 {
751 #ifdef CONFIG_SMP
752         int index_msb, core_bits;
753
754         if (detect_ht_early(c) < 0)
755                 return;
756
757         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
758         c->phys_proc_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb);
759
760         smp_num_siblings = smp_num_siblings / c->x86_max_cores;
761
762         index_msb = get_count_order(smp_num_siblings);
763
764         core_bits = get_count_order(c->x86_max_cores);
765
766         c->cpu_core_id = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, index_msb) &
767                                        ((1 << core_bits) - 1);
768 #endif
769 }
770
771 static void get_cpu_vendor(struct cpuinfo_x86 *c)
772 {
773         char *v = c->x86_vendor_id;
774         int i;
775
776         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++) {
777                 if (!cpu_devs[i])
778                         break;
779
780                 if (!strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[0]) ||
781                     (cpu_devs[i]->c_ident[1] &&
782                      !strcmp(v, cpu_devs[i]->c_ident[1]))) {
783
784                         this_cpu = cpu_devs[i];
785                         c->x86_vendor = this_cpu->c_x86_vendor;
786                         return;
787                 }
788         }
789
790         pr_err_once("CPU: vendor_id '%s' unknown, using generic init.\n" \
791                     "CPU: Your system may be unstable.\n", v);
792
793         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
794         this_cpu = &default_cpu;
795 }
796
797 void cpu_detect(struct cpuinfo_x86 *c)
798 {
799         /* Get vendor name */
800         cpuid(0x00000000, (unsigned int *)&c->cpuid_level,
801               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[0],
802               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[8],
803               (unsigned int *)&c->x86_vendor_id[4]);
804
805         c->x86 = 4;
806         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
807         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
808                 u32 junk, tfms, cap0, misc;
809
810                 cpuid(0x00000001, &tfms, &misc, &junk, &cap0);
811                 c->x86          = x86_family(tfms);
812                 c->x86_model    = x86_model(tfms);
813                 c->x86_stepping = x86_stepping(tfms);
814
815                 if (cap0 & (1<<19)) {
816                         c->x86_clflush_size = ((misc >> 8) & 0xff) * 8;
817                         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
818                 }
819         }
820 }
821
822 static void apply_forced_caps(struct cpuinfo_x86 *c)
823 {
824         int i;
825
826         for (i = 0; i < NCAPINTS + NBUGINTS; i++) {
827                 c->x86_capability[i] &= ~cpu_caps_cleared[i];
828                 c->x86_capability[i] |= cpu_caps_set[i];
829         }
830 }
831
832 static void init_speculation_control(struct cpuinfo_x86 *c)
833 {
834         /*
835          * The Intel SPEC_CTRL CPUID bit implies IBRS and IBPB support,
836          * and they also have a different bit for STIBP support. Also,
837          * a hypervisor might have set the individual AMD bits even on
838          * Intel CPUs, for finer-grained selection of what's available.
839          */
840         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SPEC_CTRL)) {
841                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_IBRS);
842                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_IBPB);
843                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_MSR_SPEC_CTRL);
844         }
845
846         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_INTEL_STIBP))
847                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_STIBP);
848
849         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SPEC_CTRL_SSBD) ||
850             cpu_has(c, X86_FEATURE_VIRT_SSBD))
851                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_SSBD);
852
853         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_AMD_IBRS)) {
854                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_IBRS);
855                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_MSR_SPEC_CTRL);
856         }
857
858         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_AMD_IBPB))
859                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_IBPB);
860
861         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_AMD_STIBP)) {
862                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_STIBP);
863                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_MSR_SPEC_CTRL);
864         }
865
866         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_AMD_SSBD)) {
867                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_SSBD);
868                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_MSR_SPEC_CTRL);
869                 clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_VIRT_SSBD);
870         }
871 }
872
873 static void init_cqm(struct cpuinfo_x86 *c)
874 {
875         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_LLC)) {
876                 c->x86_cache_max_rmid  = -1;
877                 c->x86_cache_occ_scale = -1;
878                 return;
879         }
880
881         /* will be overridden if occupancy monitoring exists */
882         c->x86_cache_max_rmid = cpuid_ebx(0xf);
883
884         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_OCCUP_LLC) ||
885             cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_MBM_TOTAL) ||
886             cpu_has(c, X86_FEATURE_CQM_MBM_LOCAL)) {
887                 u32 eax, ebx, ecx, edx;
888
889                 /* QoS sub-leaf, EAX=0Fh, ECX=1 */
890                 cpuid_count(0xf, 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
891
892                 c->x86_cache_max_rmid  = ecx;
893                 c->x86_cache_occ_scale = ebx;
894         }
895 }
896
897 void get_cpu_cap(struct cpuinfo_x86 *c)
898 {
899         u32 eax, ebx, ecx, edx;
900
901         /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
902         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
903                 cpuid(0x00000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
904
905                 c->x86_capability[CPUID_1_ECX] = ecx;
906                 c->x86_capability[CPUID_1_EDX] = edx;
907         }
908
909         /* Thermal and Power Management Leaf: level 0x00000006 (eax) */
910         if (c->cpuid_level >= 0x00000006)
911                 c->x86_capability[CPUID_6_EAX] = cpuid_eax(0x00000006);
912
913         /* Additional Intel-defined flags: level 0x00000007 */
914         if (c->cpuid_level >= 0x00000007) {
915                 cpuid_count(0x00000007, 0, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
916                 c->x86_capability[CPUID_7_0_EBX] = ebx;
917                 c->x86_capability[CPUID_7_ECX] = ecx;
918                 c->x86_capability[CPUID_7_EDX] = edx;
919
920                 /* Check valid sub-leaf index before accessing it */
921                 if (eax >= 1) {
922                         cpuid_count(0x00000007, 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
923                         c->x86_capability[CPUID_7_1_EAX] = eax;
924                 }
925         }
926
927         /* Extended state features: level 0x0000000d */
928         if (c->cpuid_level >= 0x0000000d) {
929                 cpuid_count(0x0000000d, 1, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
930
931                 c->x86_capability[CPUID_D_1_EAX] = eax;
932         }
933
934         /* AMD-defined flags: level 0x80000001 */
935         eax = cpuid_eax(0x80000000);
936         c->extended_cpuid_level = eax;
937
938         if ((eax & 0xffff0000) == 0x80000000) {
939                 if (eax >= 0x80000001) {
940                         cpuid(0x80000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
941
942                         c->x86_capability[CPUID_8000_0001_ECX] = ecx;
943                         c->x86_capability[CPUID_8000_0001_EDX] = edx;
944                 }
945         }
946
947         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000007) {
948                 cpuid(0x80000007, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
949
950                 c->x86_capability[CPUID_8000_0007_EBX] = ebx;
951                 c->x86_power = edx;
952         }
953
954         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
955                 cpuid(0x80000008, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
956                 c->x86_capability[CPUID_8000_0008_EBX] = ebx;
957         }
958
959         if (c->extended_cpuid_level >= 0x8000000a)
960                 c->x86_capability[CPUID_8000_000A_EDX] = cpuid_edx(0x8000000a);
961
962         init_scattered_cpuid_features(c);
963         init_speculation_control(c);
964         init_cqm(c);
965
966         /*
967          * Clear/Set all flags overridden by options, after probe.
968          * This needs to happen each time we re-probe, which may happen
969          * several times during CPU initialization.
970          */
971         apply_forced_caps(c);
972 }
973
974 void get_cpu_address_sizes(struct cpuinfo_x86 *c)
975 {
976         u32 eax, ebx, ecx, edx;
977
978         if (c->extended_cpuid_level >= 0x80000008) {
979                 cpuid(0x80000008, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
980
981                 c->x86_virt_bits = (eax >> 8) & 0xff;
982                 c->x86_phys_bits = eax & 0xff;
983         }
984 #ifdef CONFIG_X86_32
985         else if (cpu_has(c, X86_FEATURE_PAE) || cpu_has(c, X86_FEATURE_PSE36))
986                 c->x86_phys_bits = 36;
987 #endif
988         c->x86_cache_bits = c->x86_phys_bits;
989 }
990
991 static void identify_cpu_without_cpuid(struct cpuinfo_x86 *c)
992 {
993 #ifdef CONFIG_X86_32
994         int i;
995
996         /*
997          * First of all, decide if this is a 486 or higher
998          * It's a 486 if we can modify the AC flag
999          */
1000         if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC))
1001                 c->x86 = 4;
1002         else
1003                 c->x86 = 3;
1004
1005         for (i = 0; i < X86_VENDOR_NUM; i++)
1006                 if (cpu_devs[i] && cpu_devs[i]->c_identify) {
1007                         c->x86_vendor_id[0] = 0;
1008                         cpu_devs[i]->c_identify(c);
1009                         if (c->x86_vendor_id[0]) {
1010                                 get_cpu_vendor(c);
1011                                 break;
1012                         }
1013                 }
1014 #endif
1015 }
1016
1017 #define NO_SPECULATION          BIT(0)
1018 #define NO_MELTDOWN             BIT(1)
1019 #define NO_SSB                  BIT(2)
1020 #define NO_L1TF                 BIT(3)
1021 #define NO_MDS                  BIT(4)
1022 #define MSBDS_ONLY              BIT(5)
1023 #define NO_SWAPGS               BIT(6)
1024 #define NO_ITLB_MULTIHIT        BIT(7)
1025
1026 #define VULNWL(_vendor, _family, _model, _whitelist)    \
1027         { X86_VENDOR_##_vendor, _family, _model, X86_FEATURE_ANY, _whitelist }
1028
1029 #define VULNWL_INTEL(model, whitelist)          \
1030         VULNWL(INTEL, 6, INTEL_FAM6_##model, whitelist)
1031
1032 #define VULNWL_AMD(family, whitelist)           \
1033         VULNWL(AMD, family, X86_MODEL_ANY, whitelist)
1034
1035 #define VULNWL_HYGON(family, whitelist)         \
1036         VULNWL(HYGON, family, X86_MODEL_ANY, whitelist)
1037
1038 static const __initconst struct x86_cpu_id cpu_vuln_whitelist[] = {
1039         VULNWL(ANY,     4, X86_MODEL_ANY,       NO_SPECULATION),
1040         VULNWL(CENTAUR, 5, X86_MODEL_ANY,       NO_SPECULATION),
1041         VULNWL(INTEL,   5, X86_MODEL_ANY,       NO_SPECULATION),
1042         VULNWL(NSC,     5, X86_MODEL_ANY,       NO_SPECULATION),
1043
1044         /* Intel Family 6 */
1045         VULNWL_INTEL(ATOM_SALTWELL,             NO_SPECULATION | NO_ITLB_MULTIHIT),
1046         VULNWL_INTEL(ATOM_SALTWELL_TABLET,      NO_SPECULATION | NO_ITLB_MULTIHIT),
1047         VULNWL_INTEL(ATOM_SALTWELL_MID,         NO_SPECULATION | NO_ITLB_MULTIHIT),
1048         VULNWL_INTEL(ATOM_BONNELL,              NO_SPECULATION | NO_ITLB_MULTIHIT),
1049         VULNWL_INTEL(ATOM_BONNELL_MID,          NO_SPECULATION | NO_ITLB_MULTIHIT),
1050
1051         VULNWL_INTEL(ATOM_SILVERMONT,           NO_SSB | NO_L1TF | MSBDS_ONLY | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1052         VULNWL_INTEL(ATOM_SILVERMONT_D,         NO_SSB | NO_L1TF | MSBDS_ONLY | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1053         VULNWL_INTEL(ATOM_SILVERMONT_MID,       NO_SSB | NO_L1TF | MSBDS_ONLY | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1054         VULNWL_INTEL(ATOM_AIRMONT,              NO_SSB | NO_L1TF | MSBDS_ONLY | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1055         VULNWL_INTEL(XEON_PHI_KNL,              NO_SSB | NO_L1TF | MSBDS_ONLY | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1056         VULNWL_INTEL(XEON_PHI_KNM,              NO_SSB | NO_L1TF | MSBDS_ONLY | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1057
1058         VULNWL_INTEL(CORE_YONAH,                NO_SSB),
1059
1060         VULNWL_INTEL(ATOM_AIRMONT_MID,          NO_L1TF | MSBDS_ONLY | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1061         VULNWL_INTEL(ATOM_AIRMONT_NP,           NO_L1TF | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1062
1063         VULNWL_INTEL(ATOM_GOLDMONT,             NO_MDS | NO_L1TF | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1064         VULNWL_INTEL(ATOM_GOLDMONT_D,           NO_MDS | NO_L1TF | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1065         VULNWL_INTEL(ATOM_GOLDMONT_PLUS,        NO_MDS | NO_L1TF | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1066
1067         /*
1068          * Technically, swapgs isn't serializing on AMD (despite it previously
1069          * being documented as such in the APM).  But according to AMD, %gs is
1070          * updated non-speculatively, and the issuing of %gs-relative memory
1071          * operands will be blocked until the %gs update completes, which is
1072          * good enough for our purposes.
1073          */
1074
1075         VULNWL_INTEL(ATOM_TREMONT_D,            NO_ITLB_MULTIHIT),
1076
1077         /* AMD Family 0xf - 0x12 */
1078         VULNWL_AMD(0x0f,        NO_MELTDOWN | NO_SSB | NO_L1TF | NO_MDS | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1079         VULNWL_AMD(0x10,        NO_MELTDOWN | NO_SSB | NO_L1TF | NO_MDS | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1080         VULNWL_AMD(0x11,        NO_MELTDOWN | NO_SSB | NO_L1TF | NO_MDS | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1081         VULNWL_AMD(0x12,        NO_MELTDOWN | NO_SSB | NO_L1TF | NO_MDS | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1082
1083         /* FAMILY_ANY must be last, otherwise 0x0f - 0x12 matches won't work */
1084         VULNWL_AMD(X86_FAMILY_ANY,      NO_MELTDOWN | NO_L1TF | NO_MDS | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1085         VULNWL_HYGON(X86_FAMILY_ANY,    NO_MELTDOWN | NO_L1TF | NO_MDS | NO_SWAPGS | NO_ITLB_MULTIHIT),
1086         {}
1087 };
1088
1089 static bool __init cpu_matches(unsigned long which)
1090 {
1091         const struct x86_cpu_id *m = x86_match_cpu(cpu_vuln_whitelist);
1092
1093         return m && !!(m->driver_data & which);
1094 }
1095
1096 u64 x86_read_arch_cap_msr(void)
1097 {
1098         u64 ia32_cap = 0;
1099
1100         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ARCH_CAPABILITIES))
1101                 rdmsrl(MSR_IA32_ARCH_CAPABILITIES, ia32_cap);
1102
1103         return ia32_cap;
1104 }
1105
1106 static void __init cpu_set_bug_bits(struct cpuinfo_x86 *c)
1107 {
1108         u64 ia32_cap = x86_read_arch_cap_msr();
1109
1110         /* Set ITLB_MULTIHIT bug if cpu is not in the whitelist and not mitigated */
1111         if (!cpu_matches(NO_ITLB_MULTIHIT) && !(ia32_cap & ARCH_CAP_PSCHANGE_MC_NO))
1112                 setup_force_cpu_bug(X86_BUG_ITLB_MULTIHIT);
1113
1114         if (cpu_matches(NO_SPECULATION))
1115                 return;
1116
1117         setup_force_cpu_bug(X86_BUG_SPECTRE_V1);
1118         setup_force_cpu_bug(X86_BUG_SPECTRE_V2);
1119
1120         if (!cpu_matches(NO_SSB) && !(ia32_cap & ARCH_CAP_SSB_NO) &&
1121            !cpu_has(c, X86_FEATURE_AMD_SSB_NO))
1122                 setup_force_cpu_bug(X86_BUG_SPEC_STORE_BYPASS);
1123
1124         if (ia32_cap & ARCH_CAP_IBRS_ALL)
1125                 setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_IBRS_ENHANCED);
1126
1127         if (!cpu_matches(NO_MDS) && !(ia32_cap & ARCH_CAP_MDS_NO)) {
1128                 setup_force_cpu_bug(X86_BUG_MDS);
1129                 if (cpu_matches(MSBDS_ONLY))
1130                         setup_force_cpu_bug(X86_BUG_MSBDS_ONLY);
1131         }
1132
1133         if (!cpu_matches(NO_SWAPGS))
1134                 setup_force_cpu_bug(X86_BUG_SWAPGS);
1135
1136         /*
1137          * When the CPU is not mitigated for TAA (TAA_NO=0) set TAA bug when:
1138          *      - TSX is supported or
1139          *      - TSX_CTRL is present
1140          *
1141          * TSX_CTRL check is needed for cases when TSX could be disabled before
1142          * the kernel boot e.g. kexec.
1143          * TSX_CTRL check alone is not sufficient for cases when the microcode
1144          * update is not present or running as guest that don't get TSX_CTRL.
1145          */
1146         if (!(ia32_cap & ARCH_CAP_TAA_NO) &&
1147             (cpu_has(c, X86_FEATURE_RTM) ||
1148              (ia32_cap & ARCH_CAP_TSX_CTRL_MSR)))
1149                 setup_force_cpu_bug(X86_BUG_TAA);
1150
1151         if (cpu_matches(NO_MELTDOWN))
1152                 return;
1153
1154         /* Rogue Data Cache Load? No! */
1155         if (ia32_cap & ARCH_CAP_RDCL_NO)
1156                 return;
1157
1158         setup_force_cpu_bug(X86_BUG_CPU_MELTDOWN);
1159
1160         if (cpu_matches(NO_L1TF))
1161                 return;
1162
1163         setup_force_cpu_bug(X86_BUG_L1TF);
1164 }
1165
1166 /*
1167  * The NOPL instruction is supposed to exist on all CPUs of family >= 6;
1168  * unfortunately, that's not true in practice because of early VIA
1169  * chips and (more importantly) broken virtualizers that are not easy
1170  * to detect. In the latter case it doesn't even *fail* reliably, so
1171  * probing for it doesn't even work. Disable it completely on 32-bit
1172  * unless we can find a reliable way to detect all the broken cases.
1173  * Enable it explicitly on 64-bit for non-constant inputs of cpu_has().
1174  */
1175 static void detect_nopl(void)
1176 {
1177 #ifdef CONFIG_X86_32
1178         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_NOPL);
1179 #else
1180         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_NOPL);
1181 #endif
1182 }
1183
1184 /*
1185  * Do minimum CPU detection early.
1186  * Fields really needed: vendor, cpuid_level, family, model, mask,
1187  * cache alignment.
1188  * The others are not touched to avoid unwanted side effects.
1189  *
1190  * WARNING: this function is only called on the boot CPU.  Don't add code
1191  * here that is supposed to run on all CPUs.
1192  */
1193 static void __init early_identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
1194 {
1195 #ifdef CONFIG_X86_64
1196         c->x86_clflush_size = 64;
1197         c->x86_phys_bits = 36;
1198         c->x86_virt_bits = 48;
1199 #else
1200         c->x86_clflush_size = 32;
1201         c->x86_phys_bits = 32;
1202         c->x86_virt_bits = 32;
1203 #endif
1204         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
1205
1206         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof(c->x86_capability));
1207         c->extended_cpuid_level = 0;
1208
1209         if (!have_cpuid_p())
1210                 identify_cpu_without_cpuid(c);
1211
1212         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
1213         if (have_cpuid_p()) {
1214                 cpu_detect(c);
1215                 get_cpu_vendor(c);
1216                 get_cpu_cap(c);
1217                 get_cpu_address_sizes(c);
1218                 setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_CPUID);
1219
1220                 if (this_cpu->c_early_init)
1221                         this_cpu->c_early_init(c);
1222
1223                 c->cpu_index = 0;
1224                 filter_cpuid_features(c, false);
1225
1226                 if (this_cpu->c_bsp_init)
1227                         this_cpu->c_bsp_init(c);
1228         } else {
1229                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CPUID);
1230         }
1231
1232         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ALWAYS);
1233
1234         cpu_set_bug_bits(c);
1235
1236         fpu__init_system(c);
1237
1238 #ifdef CONFIG_X86_32
1239         /*
1240          * Regardless of whether PCID is enumerated, the SDM says
1241          * that it can't be enabled in 32-bit mode.
1242          */
1243         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PCID);
1244 #endif
1245
1246         /*
1247          * Later in the boot process pgtable_l5_enabled() relies on
1248          * cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_LA57). If 5-level paging is not
1249          * enabled by this point we need to clear the feature bit to avoid
1250          * false-positives at the later stage.
1251          *
1252          * pgtable_l5_enabled() can be false here for several reasons:
1253          *  - 5-level paging is disabled compile-time;
1254          *  - it's 32-bit kernel;
1255          *  - machine doesn't support 5-level paging;
1256          *  - user specified 'no5lvl' in kernel command line.
1257          */
1258         if (!pgtable_l5_enabled())
1259                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_LA57);
1260
1261         detect_nopl();
1262 }
1263
1264 void __init early_cpu_init(void)
1265 {
1266         const struct cpu_dev *const *cdev;
1267         int count = 0;
1268
1269 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
1270         pr_info("KERNEL supported cpus:\n");
1271 #endif
1272
1273         for (cdev = __x86_cpu_dev_start; cdev < __x86_cpu_dev_end; cdev++) {
1274                 const struct cpu_dev *cpudev = *cdev;
1275
1276                 if (count >= X86_VENDOR_NUM)
1277                         break;
1278                 cpu_devs[count] = cpudev;
1279                 count++;
1280
1281 #ifdef CONFIG_PROCESSOR_SELECT
1282                 {
1283                         unsigned int j;
1284
1285                         for (j = 0; j < 2; j++) {
1286                                 if (!cpudev->c_ident[j])
1287                                         continue;
1288                                 pr_info("  %s %s\n", cpudev->c_vendor,
1289                                         cpudev->c_ident[j]);
1290                         }
1291                 }
1292 #endif
1293         }
1294         early_identify_cpu(&boot_cpu_data);
1295 }
1296
1297 static void detect_null_seg_behavior(struct cpuinfo_x86 *c)
1298 {
1299 #ifdef CONFIG_X86_64
1300         /*
1301          * Empirically, writing zero to a segment selector on AMD does
1302          * not clear the base, whereas writing zero to a segment
1303          * selector on Intel does clear the base.  Intel's behavior
1304          * allows slightly faster context switches in the common case
1305          * where GS is unused by the prev and next threads.
1306          *
1307          * Since neither vendor documents this anywhere that I can see,
1308          * detect it directly instead of hardcoding the choice by
1309          * vendor.
1310          *
1311          * I've designated AMD's behavior as the "bug" because it's
1312          * counterintuitive and less friendly.
1313          */
1314
1315         unsigned long old_base, tmp;
1316         rdmsrl(MSR_FS_BASE, old_base);
1317         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 1);
1318         loadsegment(fs, 0);
1319         rdmsrl(MSR_FS_BASE, tmp);
1320         if (tmp != 0)
1321                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_NULL_SEG);
1322         wrmsrl(MSR_FS_BASE, old_base);
1323 #endif
1324 }
1325
1326 static void generic_identify(struct cpuinfo_x86 *c)
1327 {
1328         c->extended_cpuid_level = 0;
1329
1330         if (!have_cpuid_p())
1331                 identify_cpu_without_cpuid(c);
1332
1333         /* cyrix could have cpuid enabled via c_identify()*/
1334         if (!have_cpuid_p())
1335                 return;
1336
1337         cpu_detect(c);
1338
1339         get_cpu_vendor(c);
1340
1341         get_cpu_cap(c);
1342
1343         get_cpu_address_sizes(c);
1344
1345         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
1346                 c->initial_apicid = (cpuid_ebx(1) >> 24) & 0xFF;
1347 #ifdef CONFIG_X86_32
1348 # ifdef CONFIG_SMP
1349                 c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
1350 # else
1351                 c->apicid = c->initial_apicid;
1352 # endif
1353 #endif
1354                 c->phys_proc_id = c->initial_apicid;
1355         }
1356
1357         get_model_name(c); /* Default name */
1358
1359         detect_null_seg_behavior(c);
1360
1361         /*
1362          * ESPFIX is a strange bug.  All real CPUs have it.  Paravirt
1363          * systems that run Linux at CPL > 0 may or may not have the
1364          * issue, but, even if they have the issue, there's absolutely
1365          * nothing we can do about it because we can't use the real IRET
1366          * instruction.
1367          *
1368          * NB: For the time being, only 32-bit kernels support
1369          * X86_BUG_ESPFIX as such.  64-bit kernels directly choose
1370          * whether to apply espfix using paravirt hooks.  If any
1371          * non-paravirt system ever shows up that does *not* have the
1372          * ESPFIX issue, we can change this.
1373          */
1374 #ifdef CONFIG_X86_32
1375 # ifdef CONFIG_PARAVIRT_XXL
1376         do {
1377                 extern void native_iret(void);
1378                 if (pv_ops.cpu.iret == native_iret)
1379                         set_cpu_bug(c, X86_BUG_ESPFIX);
1380         } while (0);
1381 # else
1382         set_cpu_bug(c, X86_BUG_ESPFIX);
1383 # endif
1384 #endif
1385 }
1386
1387 static void x86_init_cache_qos(struct cpuinfo_x86 *c)
1388 {
1389         /*
1390          * The heavy lifting of max_rmid and cache_occ_scale are handled
1391          * in get_cpu_cap().  Here we just set the max_rmid for the boot_cpu
1392          * in case CQM bits really aren't there in this CPU.
1393          */
1394         if (c != &boot_cpu_data) {
1395                 boot_cpu_data.x86_cache_max_rmid =
1396                         min(boot_cpu_data.x86_cache_max_rmid,
1397                             c->x86_cache_max_rmid);
1398         }
1399 }
1400
1401 /*
1402  * Validate that ACPI/mptables have the same information about the
1403  * effective APIC id and update the package map.
1404  */
1405 static void validate_apic_and_package_id(struct cpuinfo_x86 *c)
1406 {
1407 #ifdef CONFIG_SMP
1408         unsigned int apicid, cpu = smp_processor_id();
1409
1410         apicid = apic->cpu_present_to_apicid(cpu);
1411
1412         if (apicid != c->apicid) {
1413                 pr_err(FW_BUG "CPU%u: APIC id mismatch. Firmware: %x APIC: %x\n",
1414                        cpu, apicid, c->initial_apicid);
1415         }
1416         BUG_ON(topology_update_package_map(c->phys_proc_id, cpu));
1417         BUG_ON(topology_update_die_map(c->cpu_die_id, cpu));
1418 #else
1419         c->logical_proc_id = 0;
1420 #endif
1421 }
1422
1423 /*
1424  * This does the hard work of actually picking apart the CPU stuff...
1425  */
1426 static void identify_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
1427 {
1428         int i;
1429
1430         c->loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
1431         c->x86_cache_size = 0;
1432         c->x86_vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
1433         c->x86_model = c->x86_stepping = 0;     /* So far unknown... */
1434         c->x86_vendor_id[0] = '\0'; /* Unset */
1435         c->x86_model_id[0] = '\0';  /* Unset */
1436         c->x86_max_cores = 1;
1437         c->x86_coreid_bits = 0;
1438         c->cu_id = 0xff;
1439 #ifdef CONFIG_X86_64
1440         c->x86_clflush_size = 64;
1441         c->x86_phys_bits = 36;
1442         c->x86_virt_bits = 48;
1443 #else
1444         c->cpuid_level = -1;    /* CPUID not detected */
1445         c->x86_clflush_size = 32;
1446         c->x86_phys_bits = 32;
1447         c->x86_virt_bits = 32;
1448 #endif
1449         c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size;
1450         memset(&c->x86_capability, 0, sizeof(c->x86_capability));
1451
1452         generic_identify(c);
1453
1454         if (this_cpu->c_identify)
1455                 this_cpu->c_identify(c);
1456
1457         /* Clear/Set all flags overridden by options, after probe */
1458         apply_forced_caps(c);
1459
1460 #ifdef CONFIG_X86_64
1461         c->apicid = apic->phys_pkg_id(c->initial_apicid, 0);
1462 #endif
1463
1464         /*
1465          * Vendor-specific initialization.  In this section we
1466          * canonicalize the feature flags, meaning if there are
1467          * features a certain CPU supports which CPUID doesn't
1468          * tell us, CPUID claiming incorrect flags, or other bugs,
1469          * we handle them here.
1470          *
1471          * At the end of this section, c->x86_capability better
1472          * indicate the features this CPU genuinely supports!
1473          */
1474         if (this_cpu->c_init)
1475                 this_cpu->c_init(c);
1476
1477         /* Disable the PN if appropriate */
1478         squash_the_stupid_serial_number(c);
1479
1480         /* Set up SMEP/SMAP/UMIP */
1481         setup_smep(c);
1482         setup_smap(c);
1483         setup_umip(c);
1484
1485         /*
1486          * The vendor-specific functions might have changed features.
1487          * Now we do "generic changes."
1488          */
1489
1490         /* Filter out anything that depends on CPUID levels we don't have */
1491         filter_cpuid_features(c, true);
1492
1493         /* If the model name is still unset, do table lookup. */
1494         if (!c->x86_model_id[0]) {
1495                 const char *p;
1496                 p = table_lookup_model(c);
1497                 if (p)
1498                         strcpy(c->x86_model_id, p);
1499                 else
1500                         /* Last resort... */
1501                         sprintf(c->x86_model_id, "%02x/%02x",
1502                                 c->x86, c->x86_model);
1503         }
1504
1505 #ifdef CONFIG_X86_64
1506         detect_ht(c);
1507 #endif
1508
1509         x86_init_rdrand(c);
1510         x86_init_cache_qos(c);
1511         setup_pku(c);
1512
1513         /*
1514          * Clear/Set all flags overridden by options, need do it
1515          * before following smp all cpus cap AND.
1516          */
1517         apply_forced_caps(c);
1518
1519         /*
1520          * On SMP, boot_cpu_data holds the common feature set between
1521          * all CPUs; so make sure that we indicate which features are
1522          * common between the CPUs.  The first time this routine gets
1523          * executed, c == &boot_cpu_data.
1524          */
1525         if (c != &boot_cpu_data) {
1526                 /* AND the already accumulated flags with these */
1527                 for (i = 0; i < NCAPINTS; i++)
1528                         boot_cpu_data.x86_capability[i] &= c->x86_capability[i];
1529
1530                 /* OR, i.e. replicate the bug flags */
1531                 for (i = NCAPINTS; i < NCAPINTS + NBUGINTS; i++)
1532                         c->x86_capability[i] |= boot_cpu_data.x86_capability[i];
1533         }
1534
1535         /* Init Machine Check Exception if available. */
1536         mcheck_cpu_init(c);
1537
1538         select_idle_routine(c);
1539
1540 #ifdef CONFIG_NUMA
1541         numa_add_cpu(smp_processor_id());
1542 #endif
1543 }
1544
1545 /*
1546  * Set up the CPU state needed to execute SYSENTER/SYSEXIT instructions
1547  * on 32-bit kernels:
1548  */
1549 #ifdef CONFIG_X86_32
1550 void enable_sep_cpu(void)
1551 {
1552         struct tss_struct *tss;
1553         int cpu;
1554
1555         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_SEP))
1556                 return;
1557
1558         cpu = get_cpu();
1559         tss = &per_cpu(cpu_tss_rw, cpu);
1560
1561         /*
1562          * We cache MSR_IA32_SYSENTER_CS's value in the TSS's ss1 field --
1563          * see the big comment in struct x86_hw_tss's definition.
1564          */
1565
1566         tss->x86_tss.ss1 = __KERNEL_CS;
1567         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_CS, tss->x86_tss.ss1, 0);
1568         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, (unsigned long)(cpu_entry_stack(cpu) + 1), 0);
1569         wrmsr(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (unsigned long)entry_SYSENTER_32, 0);
1570
1571         put_cpu();
1572 }
1573 #endif
1574
1575 void __init identify_boot_cpu(void)
1576 {
1577         identify_cpu(&boot_cpu_data);
1578 #ifdef CONFIG_X86_32
1579         sysenter_setup();
1580         enable_sep_cpu();
1581 #endif
1582         cpu_detect_tlb(&boot_cpu_data);
1583         setup_cr_pinning();
1584
1585         tsx_init();
1586 }
1587
1588 void identify_secondary_cpu(struct cpuinfo_x86 *c)
1589 {
1590         BUG_ON(c == &boot_cpu_data);
1591         identify_cpu(c);
1592 #ifdef CONFIG_X86_32
1593         enable_sep_cpu();
1594 #endif
1595         mtrr_ap_init();
1596         validate_apic_and_package_id(c);
1597         x86_spec_ctrl_setup_ap();
1598 }
1599
1600 static __init int setup_noclflush(char *arg)
1601 {
1602         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLUSH);
1603         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_CLFLUSHOPT);
1604         return 1;
1605 }
1606 __setup("noclflush", setup_noclflush);
1607
1608 void print_cpu_info(struct cpuinfo_x86 *c)
1609 {
1610         const char *vendor = NULL;
1611
1612         if (c->x86_vendor < X86_VENDOR_NUM) {
1613                 vendor = this_cpu->c_vendor;
1614         } else {
1615                 if (c->cpuid_level >= 0)
1616                         vendor = c->x86_vendor_id;
1617         }
1618
1619         if (vendor && !strstr(c->x86_model_id, vendor))
1620                 pr_cont("%s ", vendor);
1621
1622         if (c->x86_model_id[0])
1623                 pr_cont("%s", c->x86_model_id);
1624         else
1625                 pr_cont("%d86", c->x86);
1626
1627         pr_cont(" (family: 0x%x, model: 0x%x", c->x86, c->x86_model);
1628
1629         if (c->x86_stepping || c->cpuid_level >= 0)
1630                 pr_cont(", stepping: 0x%x)\n", c->x86_stepping);
1631         else
1632                 pr_cont(")\n");
1633 }
1634
1635 /*
1636  * clearcpuid= was already parsed in fpu__init_parse_early_param.
1637  * But we need to keep a dummy __setup around otherwise it would
1638  * show up as an environment variable for init.
1639  */
1640 static __init int setup_clearcpuid(char *arg)
1641 {
1642         return 1;
1643 }
1644 __setup("clearcpuid=", setup_clearcpuid);
1645
1646 #ifdef CONFIG_X86_64
1647 DEFINE_PER_CPU_FIRST(struct fixed_percpu_data,
1648                      fixed_percpu_data) __aligned(PAGE_SIZE) __visible;
1649 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL_GPL(fixed_percpu_data);
1650
1651 /*
1652  * The following percpu variables are hot.  Align current_task to
1653  * cacheline size such that they fall in the same cacheline.
1654  */
1655 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) ____cacheline_aligned =
1656         &init_task;
1657 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1658
1659 DEFINE_PER_CPU(struct irq_stack *, hardirq_stack_ptr);
1660 DEFINE_PER_CPU(unsigned int, irq_count) __visible = -1;
1661
1662 DEFINE_PER_CPU(int, __preempt_count) = INIT_PREEMPT_COUNT;
1663 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(__preempt_count);
1664
1665 /* May not be marked __init: used by software suspend */
1666 void syscall_init(void)
1667 {
1668         wrmsr(MSR_STAR, 0, (__USER32_CS << 16) | __KERNEL_CS);
1669         wrmsrl(MSR_LSTAR, (unsigned long)entry_SYSCALL_64);
1670
1671 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
1672         wrmsrl(MSR_CSTAR, (unsigned long)entry_SYSCALL_compat);
1673         /*
1674          * This only works on Intel CPUs.
1675          * On AMD CPUs these MSRs are 32-bit, CPU truncates MSR_IA32_SYSENTER_EIP.
1676          * This does not cause SYSENTER to jump to the wrong location, because
1677          * AMD doesn't allow SYSENTER in long mode (either 32- or 64-bit).
1678          */
1679         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_CS, (u64)__KERNEL_CS);
1680         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_ESP,
1681                     (unsigned long)(cpu_entry_stack(smp_processor_id()) + 1));
1682         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, (u64)entry_SYSENTER_compat);
1683 #else
1684         wrmsrl(MSR_CSTAR, (unsigned long)ignore_sysret);
1685         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_CS, (u64)GDT_ENTRY_INVALID_SEG);
1686         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_ESP, 0ULL);
1687         wrmsrl_safe(MSR_IA32_SYSENTER_EIP, 0ULL);
1688 #endif
1689
1690         /* Flags to clear on syscall */
1691         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
1692                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|
1693                X86_EFLAGS_IOPL|X86_EFLAGS_AC|X86_EFLAGS_NT);
1694 }
1695
1696 DEFINE_PER_CPU(int, debug_stack_usage);
1697 DEFINE_PER_CPU(u32, debug_idt_ctr);
1698
1699 void debug_stack_set_zero(void)
1700 {
1701         this_cpu_inc(debug_idt_ctr);
1702         load_current_idt();
1703 }
1704 NOKPROBE_SYMBOL(debug_stack_set_zero);
1705
1706 void debug_stack_reset(void)
1707 {
1708         if (WARN_ON(!this_cpu_read(debug_idt_ctr)))
1709                 return;
1710         if (this_cpu_dec_return(debug_idt_ctr) == 0)
1711                 load_current_idt();
1712 }
1713 NOKPROBE_SYMBOL(debug_stack_reset);
1714
1715 #else   /* CONFIG_X86_64 */
1716
1717 DEFINE_PER_CPU(struct task_struct *, current_task) = &init_task;
1718 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(current_task);
1719 DEFINE_PER_CPU(int, __preempt_count) = INIT_PREEMPT_COUNT;
1720 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(__preempt_count);
1721
1722 /*
1723  * On x86_32, vm86 modifies tss.sp0, so sp0 isn't a reliable way to find
1724  * the top of the kernel stack.  Use an extra percpu variable to track the
1725  * top of the kernel stack directly.
1726  */
1727 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, cpu_current_top_of_stack) =
1728         (unsigned long)&init_thread_union + THREAD_SIZE;
1729 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_current_top_of_stack);
1730
1731 #ifdef CONFIG_STACKPROTECTOR
1732 DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct stack_canary, stack_canary);
1733 #endif
1734
1735 #endif  /* CONFIG_X86_64 */
1736
1737 /*
1738  * Clear all 6 debug registers:
1739  */
1740 static void clear_all_debug_regs(void)
1741 {
1742         int i;
1743
1744         for (i = 0; i < 8; i++) {
1745                 /* Ignore db4, db5 */
1746                 if ((i == 4) || (i == 5))
1747                         continue;
1748
1749                 set_debugreg(0, i);
1750         }
1751 }
1752
1753 #ifdef CONFIG_KGDB
1754 /*
1755  * Restore debug regs if using kgdbwait and you have a kernel debugger
1756  * connection established.
1757  */
1758 static void dbg_restore_debug_regs(void)
1759 {
1760         if (unlikely(kgdb_connected && arch_kgdb_ops.correct_hw_break))
1761                 arch_kgdb_ops.correct_hw_break();
1762 }
1763 #else /* ! CONFIG_KGDB */
1764 #define dbg_restore_debug_regs()
1765 #endif /* ! CONFIG_KGDB */
1766
1767 static void wait_for_master_cpu(int cpu)
1768 {
1769 #ifdef CONFIG_SMP
1770         /*
1771          * wait for ACK from master CPU before continuing
1772          * with AP initialization
1773          */
1774         WARN_ON(cpumask_test_and_set_cpu(cpu, cpu_initialized_mask));
1775         while (!cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callout_mask))
1776                 cpu_relax();
1777 #endif
1778 }
1779
1780 #ifdef CONFIG_X86_64
1781 static inline void setup_getcpu(int cpu)
1782 {
1783         unsigned long cpudata = vdso_encode_cpunode(cpu, early_cpu_to_node(cpu));
1784         struct desc_struct d = { };
1785
1786         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_RDTSCP))
1787                 write_rdtscp_aux(cpudata);
1788
1789         /* Store CPU and node number in limit. */
1790         d.limit0 = cpudata;
1791         d.limit1 = cpudata >> 16;
1792
1793         d.type = 5;             /* RO data, expand down, accessed */
1794         d.dpl = 3;              /* Visible to user code */
1795         d.s = 1;                /* Not a system segment */
1796         d.p = 1;                /* Present */
1797         d.d = 1;                /* 32-bit */
1798
1799         write_gdt_entry(get_cpu_gdt_rw(cpu), GDT_ENTRY_CPUNODE, &d, DESCTYPE_S);
1800 }
1801
1802 static inline void ucode_cpu_init(int cpu)
1803 {
1804         if (cpu)
1805                 load_ucode_ap();
1806 }
1807
1808 static inline void tss_setup_ist(struct tss_struct *tss)
1809 {
1810         /* Set up the per-CPU TSS IST stacks */
1811         tss->x86_tss.ist[IST_INDEX_DF] = __this_cpu_ist_top_va(DF);
1812         tss->x86_tss.ist[IST_INDEX_NMI] = __this_cpu_ist_top_va(NMI);
1813         tss->x86_tss.ist[IST_INDEX_DB] = __this_cpu_ist_top_va(DB);
1814         tss->x86_tss.ist[IST_INDEX_MCE] = __this_cpu_ist_top_va(MCE);
1815 }
1816
1817 static inline void gdt_setup_doublefault_tss(int cpu) { }
1818
1819 #else /* CONFIG_X86_64 */
1820
1821 static inline void setup_getcpu(int cpu) { }
1822
1823 static inline void ucode_cpu_init(int cpu)
1824 {
1825         show_ucode_info_early();
1826 }
1827
1828 static inline void tss_setup_ist(struct tss_struct *tss) { }
1829
1830 static inline void gdt_setup_doublefault_tss(int cpu)
1831 {
1832 #ifdef CONFIG_DOUBLEFAULT
1833         /* Set up the doublefault TSS pointer in the GDT */
1834         __set_tss_desc(cpu, GDT_ENTRY_DOUBLEFAULT_TSS, &doublefault_tss);
1835 #endif
1836 }
1837 #endif /* !CONFIG_X86_64 */
1838
1839 static inline void tss_setup_io_bitmap(struct tss_struct *tss)
1840 {
1841         tss->x86_tss.io_bitmap_base = IO_BITMAP_OFFSET_INVALID;
1842
1843 #ifdef CONFIG_X86_IOPL_IOPERM
1844         tss->io_bitmap.prev_max = 0;
1845         tss->io_bitmap.prev_sequence = 0;
1846         memset(tss->io_bitmap.bitmap, 0xff, sizeof(tss->io_bitmap.bitmap));
1847         /*
1848          * Invalidate the extra array entry past the end of the all
1849          * permission bitmap as required by the hardware.
1850          */
1851         tss->io_bitmap.mapall[IO_BITMAP_LONGS] = ~0UL;
1852 #endif
1853 }
1854
1855 /*
1856  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
1857  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
1858  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
1859  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
1860  */
1861 void cpu_init(void)
1862 {
1863         struct tss_struct *tss = this_cpu_ptr(&cpu_tss_rw);
1864         struct task_struct *cur = current;
1865         int cpu = raw_smp_processor_id();
1866
1867         wait_for_master_cpu(cpu);
1868
1869         ucode_cpu_init(cpu);
1870
1871 #ifdef CONFIG_NUMA
1872         if (this_cpu_read(numa_node) == 0 &&
1873             early_cpu_to_node(cpu) != NUMA_NO_NODE)
1874                 set_numa_node(early_cpu_to_node(cpu));
1875 #endif
1876         setup_getcpu(cpu);
1877
1878         pr_debug("Initializing CPU#%d\n", cpu);
1879
1880         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_64) || cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_VME) ||
1881             boot_cpu_has(X86_FEATURE_TSC) || boot_cpu_has(X86_FEATURE_DE))
1882                 cr4_clear_bits(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
1883
1884         /*
1885          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
1886          * and set up the GDT descriptor:
1887          */
1888         switch_to_new_gdt(cpu);
1889         load_current_idt();
1890
1891         if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_64)) {
1892                 loadsegment(fs, 0);
1893                 memset(cur->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
1894                 syscall_init();
1895
1896                 wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
1897                 wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
1898                 barrier();
1899
1900                 x2apic_setup();
1901         }
1902
1903         mmgrab(&init_mm);
1904         cur->active_mm = &init_mm;
1905         BUG_ON(cur->mm);
1906         initialize_tlbstate_and_flush();
1907         enter_lazy_tlb(&init_mm, cur);
1908
1909         /* Initialize the TSS. */
1910         tss_setup_ist(tss);
1911         tss_setup_io_bitmap(tss);
1912         set_tss_desc(cpu, &get_cpu_entry_area(cpu)->tss.x86_tss);
1913
1914         load_TR_desc();
1915         /*
1916          * sp0 points to the entry trampoline stack regardless of what task
1917          * is running.
1918          */
1919         load_sp0((unsigned long)(cpu_entry_stack(cpu) + 1));
1920
1921         load_mm_ldt(&init_mm);
1922
1923         clear_all_debug_regs();
1924         dbg_restore_debug_regs();
1925
1926         gdt_setup_doublefault_tss(cpu);
1927
1928         fpu__init_cpu();
1929
1930         if (is_uv_system())
1931                 uv_cpu_init();
1932
1933         load_fixmap_gdt(cpu);
1934 }
1935
1936 /*
1937  * The microcode loader calls this upon late microcode load to recheck features,
1938  * only when microcode has been updated. Caller holds microcode_mutex and CPU
1939  * hotplug lock.
1940  */
1941 void microcode_check(void)
1942 {
1943         struct cpuinfo_x86 info;
1944
1945         perf_check_microcode();
1946
1947         /* Reload CPUID max function as it might've changed. */
1948         info.cpuid_level = cpuid_eax(0);
1949
1950         /*
1951          * Copy all capability leafs to pick up the synthetic ones so that
1952          * memcmp() below doesn't fail on that. The ones coming from CPUID will
1953          * get overwritten in get_cpu_cap().
1954          */
1955         memcpy(&info.x86_capability, &boot_cpu_data.x86_capability, sizeof(info.x86_capability));
1956
1957         get_cpu_cap(&info);
1958
1959         if (!memcmp(&info.x86_capability, &boot_cpu_data.x86_capability, sizeof(info.x86_capability)))
1960                 return;
1961
1962         pr_warn("x86/CPU: CPU features have changed after loading microcode, but might not take effect.\n");
1963         pr_warn("x86/CPU: Please consider either early loading through initrd/built-in or a potential BIOS update.\n");
1964 }
1965
1966 /*
1967  * Invoked from core CPU hotplug code after hotplug operations
1968  */
1969 void arch_smt_update(void)
1970 {
1971         /* Handle the speculative execution misfeatures */
1972         cpu_bugs_smt_update();
1973         /* Check whether IPI broadcasting can be enabled */
1974         apic_smt_update();
1975 }