arch/x86/kernel/cpu/intel.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 #include <linux/kernel.h>
   3
   4 #include <linux/string.h>
   5 #include <linux/bitops.h>
   6 #include <linux/smp.h>
   7 #include <linux/sched.h>
   8 #include <linux/sched/clock.h>
   9 #include <linux/thread_info.h>
  10 #include <linux/init.h>
  11 #include <linux/uaccess.h>
  12
  13 #include <asm/cpufeature.h>
  14 #include <asm/pgtable.h>
  15 #include <asm/msr.h>
  16 #include <asm/bugs.h>
  17 #include <asm/cpu.h>
  18 #include <asm/intel-family.h>
  19 #include <asm/microcode_intel.h>
  20 #include <asm/hwcap2.h>
  21 #include <asm/elf.h>
  22
  23 #ifdef CONFIG_X86_64
  24 #include <linux/topology.h>
  25 #endif
  26
  27 #include "cpu.h"
  28
  29 #ifdef CONFIG_X86_LOCAL_APIC
  30 #include <asm/mpspec.h>
  31 #include <asm/apic.h>
  32 #endif
  33
  34 /*
  35  * Processors which have self-snooping capability can handle conflicting
  36  * memory type across CPUs by snooping its own cache. However, there exists
  37  * CPU models in which having conflicting memory types still leads to
  38  * unpredictable behavior, machine check errors, or hangs. Clear this
  39  * feature to prevent its use on machines with known erratas.
  40  */
  41 static void check_memory_type_self_snoop_errata(struct cpuinfo_x86 *c)
  42 {
  43         switch (c->x86_model) {
  44         case INTEL_FAM6_CORE_YONAH:
  45         case INTEL_FAM6_CORE2_MEROM:
  46         case INTEL_FAM6_CORE2_MEROM_L:
  47         case INTEL_FAM6_CORE2_PENRYN:
  48         case INTEL_FAM6_CORE2_DUNNINGTON:
  49         case INTEL_FAM6_NEHALEM:
  50         case INTEL_FAM6_NEHALEM_G:
  51         case INTEL_FAM6_NEHALEM_EP:
  52         case INTEL_FAM6_NEHALEM_EX:
  53         case INTEL_FAM6_WESTMERE:
  54         case INTEL_FAM6_WESTMERE_EP:
  55         case INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE:
  56                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SELFSNOOP);
  57         }
  58 }
  59
  60 static bool ring3mwait_disabled __read_mostly;
  61
  62 static int __init ring3mwait_disable(char *__unused)
  63 {
  64         ring3mwait_disabled = true;
  65         return 0;
  66 }
  67 __setup("ring3mwait=disable", ring3mwait_disable);
  68
  69 static void probe_xeon_phi_r3mwait(struct cpuinfo_x86 *c)
  70 {
  71         /*
  72          * Ring 3 MONITOR/MWAIT feature cannot be detected without
  73          * cpu model and family comparison.
  74          */
  75         if (c->x86 != 6)
  76                 return;
  77         switch (c->x86_model) {
  78         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNL:
  79         case INTEL_FAM6_XEON_PHI_KNM:
  80                 break;
  81         default:
  82                 return;
  83         }
  84
  85         if (ring3mwait_disabled)
  86                 return;
  87
  88         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_RING3MWAIT);
  89         this_cpu_or(msr_misc_features_shadow,
  90                     1UL << MSR_MISC_FEATURES_ENABLES_RING3MWAIT_BIT);
  91
  92         if (c == &boot_cpu_data)
  93                 ELF_HWCAP2 |= HWCAP2_RING3MWAIT;
  94 }
  95
  96 /*
  97  * Early microcode releases for the Spectre v2 mitigation were broken.
  98  * Information taken from;
  99  * - https://newsroom.intel.com/wp-content/uploads/sites/11/2018/03/microcode-update-guidance.pdf
 100  * - https://kb.vmware.com/s/article/52345
 101  * - Microcode revisions observed in the wild
 102  * - Release note from 20180108 microcode release
 103  */
 104 struct sku_microcode {
 105         u8 model;
 106         u8 stepping;
 107         u32 microcode;
 108 };
 109 static const struct sku_microcode spectre_bad_microcodes[] = {
 110         { INTEL_FAM6_KABYLAKE,          0x0B,   0x80 },
 111         { INTEL_FAM6_KABYLAKE,          0x0A,   0x80 },
 112         { INTEL_FAM6_KABYLAKE,          0x09,   0x80 },
 113         { INTEL_FAM6_KABYLAKE_L,        0x0A,   0x80 },
 114         { INTEL_FAM6_KABYLAKE_L,        0x09,   0x80 },
 115         { INTEL_FAM6_SKYLAKE_X,         0x03,   0x0100013e },
 116         { INTEL_FAM6_SKYLAKE_X,         0x04,   0x0200003c },
 117         { INTEL_FAM6_BROADWELL,         0x04,   0x28 },
 118         { INTEL_FAM6_BROADWELL_G,       0x01,   0x1b },
 119         { INTEL_FAM6_BROADWELL_D,       0x02,   0x14 },
 120         { INTEL_FAM6_BROADWELL_D,       0x03,   0x07000011 },
 121         { INTEL_FAM6_BROADWELL_X,       0x01,   0x0b000025 },
 122         { INTEL_FAM6_HASWELL_L,         0x01,   0x21 },
 123         { INTEL_FAM6_HASWELL_G,         0x01,   0x18 },
 124         { INTEL_FAM6_HASWELL,           0x03,   0x23 },
 125         { INTEL_FAM6_HASWELL_X,         0x02,   0x3b },
 126         { INTEL_FAM6_HASWELL_X,         0x04,   0x10 },
 127         { INTEL_FAM6_IVYBRIDGE_X,       0x04,   0x42a },
 128         /* Observed in the wild */
 129         { INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE_X,     0x06,   0x61b },
 130         { INTEL_FAM6_SANDYBRIDGE_X,     0x07,   0x712 },
 131 };
 132
 133 static bool bad_spectre_microcode(struct cpuinfo_x86 *c)
 134 {
 135         int i;
 136
 137         /*
 138          * We know that the hypervisor lie to us on the microcode version so
 139          * we may as well hope that it is running the correct version.
 140          */
 141         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR))
 142                 return false;
 143
 144         if (c->x86 != 6)
 145                 return false;
 146
 147         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(spectre_bad_microcodes); i++) {
 148                 if (c->x86_model == spectre_bad_microcodes[i].model &&
 149                     c->x86_stepping == spectre_bad_microcodes[i].stepping)
 150                         return (c->microcode <= spectre_bad_microcodes[i].microcode);
 151         }
 152         return false;
 153 }
 154
 155 static void early_init_intel(struct cpuinfo_x86 *c)
 156 {
 157         u64 misc_enable;
 158
 159         /* Unmask CPUID levels if masked: */
 160         if (c->x86 > 6 || (c->x86 == 6 && c->x86_model >= 0xd)) {
 161                 if (msr_clear_bit(MSR_IA32_MISC_ENABLE,
 162                                   MSR_IA32_MISC_ENABLE_LIMIT_CPUID_BIT) > 0) {
 163                         c->cpuid_level = cpuid_eax(0);
 164                         get_cpu_cap(c);
 165                 }
 166         }
 167
 168         if ((c->x86 == 0xf && c->x86_model >= 0x03) ||
 169                 (c->x86 == 0x6 && c->x86_model >= 0x0e))
 170                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_CONSTANT_TSC);
 171
 172         if (c->x86 >= 6 && !cpu_has(c, X86_FEATURE_IA64))
 173                 c->microcode = intel_get_microcode_revision();
 174
 175         /* Now if any of them are set, check the blacklist and clear the lot */
 176         if ((cpu_has(c, X86_FEATURE_SPEC_CTRL) ||
 177              cpu_has(c, X86_FEATURE_INTEL_STIBP) ||
 178              cpu_has(c, X86_FEATURE_IBRS) || cpu_has(c, X86_FEATURE_IBPB) ||
 179              cpu_has(c, X86_FEATURE_STIBP)) && bad_spectre_microcode(c)) {
 180                 pr_warn("Intel Spectre v2 broken microcode detected; disabling Speculation Control\n");
 181                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_IBRS);
 182                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_IBPB);
 183                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_STIBP);
 184                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SPEC_CTRL);
 185                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_MSR_SPEC_CTRL);
 186                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_INTEL_STIBP);
 187                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SSBD);
 188                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SPEC_CTRL_SSBD);
 189         }
 190
 191         /*
 192          * Atom erratum AAE44/AAF40/AAG38/AAH41:
 193          *
 194          * A race condition between speculative fetches and invalidating
 195          * a large page.  This is worked around in microcode, but we
 196          * need the microcode to have already been loaded... so if it is
 197          * not, recommend a BIOS update and disable large pages.
 198          */
 199         if (c->x86 == 6 && c->x86_model == 0x1c && c->x86_stepping <= 2 &&
 200             c->microcode < 0x20e) {
 201                 pr_warn("Atom PSE erratum detected, BIOS microcode update recommended\n");
 202                 clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PSE);
 203         }
 204
 205 #ifdef CONFIG_X86_64
 206         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_SYSENTER32);
 207 #else
 208         /* Netburst reports 64 bytes clflush size, but does IO in 128 bytes */
 209         if (c->x86 == 15 && c->x86_cache_alignment == 64)
 210                 c->x86_cache_alignment = 128;
 211 #endif
 212
 213         /* CPUID workaround for 0F33/0F34 CPU */
 214         if (c->x86 == 0xF && c->x86_model == 0x3
 215             && (c->x86_stepping == 0x3 || c->x86_stepping == 0x4))
 216                 c->x86_phys_bits = 36;
 217
 218         /*
 219          * c->x86_power is 8000_0007 edx. Bit 8 is TSC runs at constant rate
 220          * with P/T states and does not stop in deep C-states.
 221          *
 222          * It is also reliable across cores and sockets. (but not across
 223          * cabinets - we turn it off in that case explicitly.)
 224          */
 225         if (c->x86_power & (1 << 8)) {
 226                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_CONSTANT_TSC);
 227                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NONSTOP_TSC);
 228         }
 229
 230         /* Penwell and Cloverview have the TSC which doesn't sleep on S3 */
 231         if (c->x86 == 6) {
 232                 switch (c->x86_model) {
 233                 case INTEL_FAM6_ATOM_SALTWELL_MID:
 234                 case INTEL_FAM6_ATOM_SALTWELL_TABLET:
 235                 case INTEL_FAM6_ATOM_SILVERMONT_MID:
 236                 case INTEL_FAM6_ATOM_AIRMONT_NP:
 237                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NONSTOP_TSC_S3);
 238                         break;
 239                 default:
 240                         break;
 241                 }
 242         }
 243
 244         /*
 245          * There is a known erratum on Pentium III and Core Solo
 246          * and Core Duo CPUs.
 247          * " Page with PAT set to WC while associated MTRR is UC
 248          *   may consolidate to UC "
 249          * Because of this erratum, it is better to stick with
 250          * setting WC in MTRR rather than using PAT on these CPUs.
 251          *
 252          * Enable PAT WC only on P4, Core 2 or later CPUs.
 253          */
 254         if (c->x86 == 6 && c->x86_model < 15)
 255                 clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PAT);
 256
 257         /*
 258          * If fast string is not enabled in IA32_MISC_ENABLE for any reason,
 259          * clear the fast string and enhanced fast string CPU capabilities.
 260          */
 261         if (c->x86 > 6 || (c->x86 == 6 && c->x86_model >= 0xd)) {
 262                 rdmsrl(MSR_IA32_MISC_ENABLE, misc_enable);
 263                 if (!(misc_enable & MSR_IA32_MISC_ENABLE_FAST_STRING)) {
 264                         pr_info("Disabled fast string operations\n");
 265                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_REP_GOOD);
 266                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_ERMS);
 267                 }
 268         }
 269
 270         /*
 271          * Intel Quark Core DevMan_001.pdf section 6.4.11
 272          * "The operating system also is required to invalidate (i.e., flush)
 273          *  the TLB when any changes are made to any of the page table entries.
 274          *  The operating system must reload CR3 to cause the TLB to be flushed"
 275          *
 276          * As a result, boot_cpu_has(X86_FEATURE_PGE) in arch/x86/include/asm/tlbflush.h
 277          * should be false so that __flush_tlb_all() causes CR3 insted of CR4.PGE
 278          * to be modified.
 279          */
 280         if (c->x86 == 5 && c->x86_model == 9) {
 281                 pr_info("Disabling PGE capability bit\n");
 282                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_PGE);
 283         }
 284
 285         if (c->cpuid_level >= 0x00000001) {
 286                 u32 eax, ebx, ecx, edx;
 287
 288                 cpuid(0x00000001, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
 289                 /*
 290                  * If HTT (EDX[28]) is set EBX[16:23] contain the number of
 291                  * apicids which are reserved per package. Store the resulting
 292                  * shift value for the package management code.
 293                  */
 294                 if (edx & (1U << 28))
 295                         c->x86_coreid_bits = get_count_order((ebx >> 16) & 0xff);
 296         }
 297
 298         check_memory_type_self_snoop_errata(c);
 299
 300         /*
 301          * Get the number of SMT siblings early from the extended topology
 302          * leaf, if available. Otherwise try the legacy SMT detection.
 303          */
 304         if (detect_extended_topology_early(c) < 0)
 305                 detect_ht_early(c);
 306 }
 307
 308 #ifdef CONFIG_X86_32
 309 /*
 310  *      Early probe support logic for ppro memory erratum #50
 311  *
 312  *      This is called before we do cpu ident work
 313  */
 314
 315 int ppro_with_ram_bug(void)
 316 {
 317         /* Uses data from early_cpu_detect now */
 318         if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL &&
 319             boot_cpu_data.x86 == 6 &&
 320             boot_cpu_data.x86_model == 1 &&
 321             boot_cpu_data.x86_stepping < 8) {
 322                 pr_info("Pentium Pro with Errata#50 detected. Taking evasive action.\n");
 323                 return 1;
 324         }
 325         return 0;
 326 }
 327
 328 static void intel_smp_check(struct cpuinfo_x86 *c)
 329 {
 330         /* calling is from identify_secondary_cpu() ? */
 331         if (!c->cpu_index)
 332                 return;
 333
 334         /*
 335          * Mask B, Pentium, but not Pentium MMX
 336          */
 337         if (c->x86 == 5 &&
 338             c->x86_stepping >= 1 && c->x86_stepping <= 4 &&
 339             c->x86_model <= 3) {
 340                 /*
 341                  * Remember we have B step Pentia with bugs
 342                  */
 343                 WARN_ONCE(1, "WARNING: SMP operation may be unreliable"
 344                                     "with B stepping processors.\n");
 345         }
 346 }
 347
 348 static int forcepae;
 349 static int __init forcepae_setup(char *__unused)
 350 {
 351         forcepae = 1;
 352         return 1;
 353 }
 354 __setup("forcepae", forcepae_setup);
 355
 356 static void intel_workarounds(struct cpuinfo_x86 *c)
 357 {
 358 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
 359         /*
 360          * All models of Pentium and Pentium with MMX technology CPUs
 361          * have the F0 0F bug, which lets nonprivileged users lock up the
 362          * system. Announce that the fault handler will be checking for it.
 363          * The Quark is also family 5, but does not have the same bug.
 364          */
 365         clear_cpu_bug(c, X86_BUG_F00F);
 366         if (c->x86 == 5 && c->x86_model < 9) {
 367                 static int f00f_workaround_enabled;
 368
 369                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_F00F);
 370                 if (!f00f_workaround_enabled) {
 371                         pr_notice("Intel Pentium with F0 0F bug - workaround enabled.\n");
 372                         f00f_workaround_enabled = 1;
 373                 }
 374         }
 375 #endif
 376
 377         /*
 378          * SEP CPUID bug: Pentium Pro reports SEP but doesn't have it until
 379          * model 3 mask 3
 380          */
 381         if ((c->x86<<8 | c->x86_model<<4 | c->x86_stepping) < 0x633)
 382                 clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_SEP);
 383
 384         /*
 385          * PAE CPUID issue: many Pentium M report no PAE but may have a
 386          * functionally usable PAE implementation.
 387          * Forcefully enable PAE if kernel parameter "forcepae" is present.
 388          */
 389         if (forcepae) {
 390                 pr_warn("PAE forced!\n");
 391                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PAE);
 392                 add_taint(TAINT_CPU_OUT_OF_SPEC, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
 393         }
 394
 395         /*
 396          * P4 Xeon erratum 037 workaround.
 397          * Hardware prefetcher may cause stale data to be loaded into the cache.
 398          */
 399         if ((c->x86 == 15) && (c->x86_model == 1) && (c->x86_stepping == 1)) {
 400                 if (msr_set_bit(MSR_IA32_MISC_ENABLE,
 401                                 MSR_IA32_MISC_ENABLE_PREFETCH_DISABLE_BIT) > 0) {
 402                         pr_info("CPU: C0 stepping P4 Xeon detected.\n");
 403                         pr_info("CPU: Disabling hardware prefetching (Erratum 037)\n");
 404                 }
 405         }
 406
 407         /*
 408          * See if we have a good local APIC by checking for buggy Pentia,
 409          * i.e. all B steppings and the C2 stepping of P54C when using their
 410          * integrated APIC (see 11AP erratum in "Pentium Processor
 411          * Specification Update").
 412          */
 413         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_APIC) && (c->x86<<8 | c->x86_model<<4) == 0x520 &&
 414             (c->x86_stepping < 0x6 || c->x86_stepping == 0xb))
 415                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_11AP);
 416
 417
 418 #ifdef CONFIG_X86_INTEL_USERCOPY
 419         /*
 420          * Set up the preferred alignment for movsl bulk memory moves
 421          */
 422         switch (c->x86) {
 423         case 4:         /* 486: untested */
 424                 break;
 425         case 5:         /* Old Pentia: untested */
 426                 break;
 427         case 6:         /* PII/PIII only like movsl with 8-byte alignment */
 428                 movsl_mask.mask = 7;
 429                 break;
 430         case 15:        /* P4 is OK down to 8-byte alignment */
 431                 movsl_mask.mask = 7;
 432                 break;
 433         }
 434 #endif
 435
 436         intel_smp_check(c);
 437 }
 438 #else
 439 static void intel_workarounds(struct cpuinfo_x86 *c)
 440 {
 441 }
 442 #endif
 443
 444 static void srat_detect_node(struct cpuinfo_x86 *c)
 445 {
 446 #ifdef CONFIG_NUMA
 447         unsigned node;
 448         int cpu = smp_processor_id();
 449
 450         /* Don't do the funky fallback heuristics the AMD version employs
 451            for now. */
 452         node = numa_cpu_node(cpu);
 453         if (node == NUMA_NO_NODE || !node_online(node)) {
 454                 /* reuse the value from init_cpu_to_node() */
 455                 node = cpu_to_node(cpu);
 456         }
 457         numa_set_node(cpu, node);
 458 #endif
 459 }
 460
 461 static void detect_vmx_virtcap(struct cpuinfo_x86 *c)
 462 {
 463         /* Intel VMX MSR indicated features */
 464 #define X86_VMX_FEATURE_PROC_CTLS_TPR_SHADOW    0x00200000
 465 #define X86_VMX_FEATURE_PROC_CTLS_VNMI          0x00400000
 466 #define X86_VMX_FEATURE_PROC_CTLS_2ND_CTLS      0x80000000
 467 #define X86_VMX_FEATURE_PROC_CTLS2_VIRT_APIC    0x00000001
 468 #define X86_VMX_FEATURE_PROC_CTLS2_EPT          0x00000002
 469 #define X86_VMX_FEATURE_PROC_CTLS2_VPID         0x00000020
 470 #define x86_VMX_FEATURE_EPT_CAP_AD              0x00200000
 471
 472         u32 vmx_msr_low, vmx_msr_high, msr_ctl, msr_ctl2;
 473         u32 msr_vpid_cap, msr_ept_cap;
 474
 475         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_TPR_SHADOW);
 476         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_VNMI);
 477         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_FLEXPRIORITY);
 478         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_EPT);
 479         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_VPID);
 480         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_EPT_AD);
 481
 482         rdmsr(MSR_IA32_VMX_PROCBASED_CTLS, vmx_msr_low, vmx_msr_high);
 483         msr_ctl = vmx_msr_high | vmx_msr_low;
 484         if (msr_ctl & X86_VMX_FEATURE_PROC_CTLS_TPR_SHADOW)
 485                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_TPR_SHADOW);
 486         if (msr_ctl & X86_VMX_FEATURE_PROC_CTLS_VNMI)
 487                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_VNMI);
 488         if (msr_ctl & X86_VMX_FEATURE_PROC_CTLS_2ND_CTLS) {
 489                 rdmsr(MSR_IA32_VMX_PROCBASED_CTLS2,
 490                       vmx_msr_low, vmx_msr_high);
 491                 msr_ctl2 = vmx_msr_high | vmx_msr_low;
 492                 if ((msr_ctl2 & X86_VMX_FEATURE_PROC_CTLS2_VIRT_APIC) &&
 493                     (msr_ctl & X86_VMX_FEATURE_PROC_CTLS_TPR_SHADOW))
 494                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_FLEXPRIORITY);
 495                 if (msr_ctl2 & X86_VMX_FEATURE_PROC_CTLS2_EPT) {
 496                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_EPT);
 497                         rdmsr(MSR_IA32_VMX_EPT_VPID_CAP,
 498                               msr_ept_cap, msr_vpid_cap);
 499                         if (msr_ept_cap & x86_VMX_FEATURE_EPT_CAP_AD)
 500                                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_EPT_AD);
 501                 }
 502                 if (msr_ctl2 & X86_VMX_FEATURE_PROC_CTLS2_VPID)
 503                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_VPID);
 504         }
 505 }
 506
 507 #define MSR_IA32_TME_ACTIVATE           0x982
 508
 509 /* Helpers to access TME_ACTIVATE MSR */
 510 #define TME_ACTIVATE_LOCKED(x)          (x & 0x1)
 511 #define TME_ACTIVATE_ENABLED(x)         (x & 0x2)
 512
 513 #define TME_ACTIVATE_POLICY(x)          ((x >> 4) & 0xf)        /* Bits 7:4 */
 514 #define TME_ACTIVATE_POLICY_AES_XTS_128 0
 515
 516 #define TME_ACTIVATE_KEYID_BITS(x)      ((x >> 32) & 0xf)       /* Bits 35:32 */
 517
 518 #define TME_ACTIVATE_CRYPTO_ALGS(x)     ((x >> 48) & 0xffff)    /* Bits 63:48 */
 519 #define TME_ACTIVATE_CRYPTO_AES_XTS_128 1
 520
 521 /* Values for mktme_status (SW only construct) */
 522 #define MKTME_ENABLED                   0
 523 #define MKTME_DISABLED                  1
 524 #define MKTME_UNINITIALIZED             2
 525 static int mktme_status = MKTME_UNINITIALIZED;
 526
 527 static void detect_tme(struct cpuinfo_x86 *c)
 528 {
 529         u64 tme_activate, tme_policy, tme_crypto_algs;
 530         int keyid_bits = 0, nr_keyids = 0;
 531         static u64 tme_activate_cpu0 = 0;
 532
 533         rdmsrl(MSR_IA32_TME_ACTIVATE, tme_activate);
 534
 535         if (mktme_status != MKTME_UNINITIALIZED) {
 536                 if (tme_activate != tme_activate_cpu0) {
 537                         /* Broken BIOS? */
 538                         pr_err_once("x86/tme: configuration is inconsistent between CPUs\n");
 539                         pr_err_once("x86/tme: MKTME is not usable\n");
 540                         mktme_status = MKTME_DISABLED;
 541
 542                         /* Proceed. We may need to exclude bits from x86_phys_bits. */
 543                 }
 544         } else {
 545                 tme_activate_cpu0 = tme_activate;
 546         }
 547
 548         if (!TME_ACTIVATE_LOCKED(tme_activate) || !TME_ACTIVATE_ENABLED(tme_activate)) {
 549                 pr_info_once("x86/tme: not enabled by BIOS\n");
 550                 mktme_status = MKTME_DISABLED;
 551                 return;
 552         }
 553
 554         if (mktme_status != MKTME_UNINITIALIZED)
 555                 goto detect_keyid_bits;
 556
 557         pr_info("x86/tme: enabled by BIOS\n");
 558
 559         tme_policy = TME_ACTIVATE_POLICY(tme_activate);
 560         if (tme_policy != TME_ACTIVATE_POLICY_AES_XTS_128)
 561                 pr_warn("x86/tme: Unknown policy is active: %#llx\n", tme_policy);
 562
 563         tme_crypto_algs = TME_ACTIVATE_CRYPTO_ALGS(tme_activate);
 564         if (!(tme_crypto_algs & TME_ACTIVATE_CRYPTO_AES_XTS_128)) {
 565                 pr_err("x86/mktme: No known encryption algorithm is supported: %#llx\n",
 566                                 tme_crypto_algs);
 567                 mktme_status = MKTME_DISABLED;
 568         }
 569 detect_keyid_bits:
 570         keyid_bits = TME_ACTIVATE_KEYID_BITS(tme_activate);
 571         nr_keyids = (1UL << keyid_bits) - 1;
 572         if (nr_keyids) {
 573                 pr_info_once("x86/mktme: enabled by BIOS\n");
 574                 pr_info_once("x86/mktme: %d KeyIDs available\n", nr_keyids);
 575         } else {
 576                 pr_info_once("x86/mktme: disabled by BIOS\n");
 577         }
 578
 579         if (mktme_status == MKTME_UNINITIALIZED) {
 580                 /* MKTME is usable */
 581                 mktme_status = MKTME_ENABLED;
 582         }
 583
 584         /*
 585          * KeyID bits effectively lower the number of physical address
 586          * bits.  Update cpuinfo_x86::x86_phys_bits accordingly.
 587          */
 588         c->x86_phys_bits -= keyid_bits;
 589 }
 590
 591 static void init_cpuid_fault(struct cpuinfo_x86 *c)
 592 {
 593         u64 msr;
 594
 595         if (!rdmsrl_safe(MSR_PLATFORM_INFO, &msr)) {
 596                 if (msr & MSR_PLATFORM_INFO_CPUID_FAULT)
 597                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_CPUID_FAULT);
 598         }
 599 }
 600
 601 static void init_intel_misc_features(struct cpuinfo_x86 *c)
 602 {
 603         u64 msr;
 604
 605         if (rdmsrl_safe(MSR_MISC_FEATURES_ENABLES, &msr))
 606                 return;
 607
 608         /* Clear all MISC features */
 609         this_cpu_write(msr_misc_features_shadow, 0);
 610
 611         /* Check features and update capabilities and shadow control bits */
 612         init_cpuid_fault(c);
 613         probe_xeon_phi_r3mwait(c);
 614
 615         msr = this_cpu_read(msr_misc_features_shadow);
 616         wrmsrl(MSR_MISC_FEATURES_ENABLES, msr);
 617 }
 618
 619 static void init_intel(struct cpuinfo_x86 *c)
 620 {
 621         early_init_intel(c);
 622
 623         intel_workarounds(c);
 624
 625         /*
 626          * Detect the extended topology information if available. This
 627          * will reinitialise the initial_apicid which will be used
 628          * in init_intel_cacheinfo()
 629          */
 630         detect_extended_topology(c);
 631
 632         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_XTOPOLOGY)) {
 633                 /*
 634                  * let's use the legacy cpuid vector 0x1 and 0x4 for topology
 635                  * detection.
 636                  */
 637                 detect_num_cpu_cores(c);
 638 #ifdef CONFIG_X86_32
 639                 detect_ht(c);
 640 #endif
 641         }
 642
 643         init_intel_cacheinfo(c);
 644
 645         if (c->cpuid_level > 9) {
 646                 unsigned eax = cpuid_eax(10);
 647                 /* Check for version and the number of counters */
 648                 if ((eax & 0xff) && (((eax>>8) & 0xff) > 1))
 649                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_ARCH_PERFMON);
 650         }
 651
 652         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_XMM2))
 653                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_LFENCE_RDTSC);
 654
 655         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_DS)) {
 656                 unsigned int l1, l2;
 657
 658                 rdmsr(MSR_IA32_MISC_ENABLE, l1, l2);
 659                 if (!(l1 & (1<<11)))
 660                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_BTS);
 661                 if (!(l1 & (1<<12)))
 662                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PEBS);
 663         }
 664
 665         if (c->x86 == 6 && boot_cpu_has(X86_FEATURE_CLFLUSH) &&
 666             (c->x86_model == 29 || c->x86_model == 46 || c->x86_model == 47))
 667                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_CLFLUSH_MONITOR);
 668
 669         if (c->x86 == 6 && boot_cpu_has(X86_FEATURE_MWAIT) &&
 670                 ((c->x86_model == INTEL_FAM6_ATOM_GOLDMONT)))
 671                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_MONITOR);
 672
 673 #ifdef CONFIG_X86_64
 674         if (c->x86 == 15)
 675                 c->x86_cache_alignment = c->x86_clflush_size * 2;
 676         if (c->x86 == 6)
 677                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_REP_GOOD);
 678 #else
 679         /*
 680          * Names for the Pentium II/Celeron processors
 681          * detectable only by also checking the cache size.
 682          * Dixon is NOT a Celeron.
 683          */
 684         if (c->x86 == 6) {
 685                 unsigned int l2 = c->x86_cache_size;
 686                 char *p = NULL;
 687
 688                 switch (c->x86_model) {
 689                 case 5:
 690                         if (l2 == 0)
 691                                 p = "Celeron (Covington)";
 692                         else if (l2 == 256)
 693                                 p = "Mobile Pentium II (Dixon)";
 694                         break;
 695
 696                 case 6:
 697                         if (l2 == 128)
 698                                 p = "Celeron (Mendocino)";
 699                         else if (c->x86_stepping == 0 || c->x86_stepping == 5)
 700                                 p = "Celeron-A";
 701                         break;
 702
 703                 case 8:
 704                         if (l2 == 128)
 705                                 p = "Celeron (Coppermine)";
 706                         break;
 707                 }
 708
 709                 if (p)
 710                         strcpy(c->x86_model_id, p);
 711         }
 712
 713         if (c->x86 == 15)
 714                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_P4);
 715         if (c->x86 == 6)
 716                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_P3);
 717 #endif
 718
 719         /* Work around errata */
 720         srat_detect_node(c);
 721
 722         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_VMX))
 723                 detect_vmx_virtcap(c);
 724
 725         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_TME))
 726                 detect_tme(c);
 727
 728         init_intel_misc_features(c);
 729
 730         if (tsx_ctrl_state == TSX_CTRL_ENABLE)
 731                 tsx_enable();
 732         if (tsx_ctrl_state == TSX_CTRL_DISABLE)
 733                 tsx_disable();
 734 }
 735
 736 #ifdef CONFIG_X86_32
 737 static unsigned int intel_size_cache(struct cpuinfo_x86 *c, unsigned int size)
 738 {
 739         /*
 740          * Intel PIII Tualatin. This comes in two flavours.
 741          * One has 256kb of cache, the other 512. We have no way
 742          * to determine which, so we use a boottime override
 743          * for the 512kb model, and assume 256 otherwise.
 744          */
 745         if ((c->x86 == 6) && (c->x86_model == 11) && (size == 0))
 746                 size = 256;
 747
 748         /*
 749          * Intel Quark SoC X1000 contains a 4-way set associative
 750          * 16K cache with a 16 byte cache line and 256 lines per tag
 751          */
 752         if ((c->x86 == 5) && (c->x86_model == 9))
 753                 size = 16;
 754         return size;
 755 }
 756 #endif
 757
 758 #define TLB_INST_4K     0x01
 759 #define TLB_INST_4M     0x02
 760 #define TLB_INST_2M_4M  0x03
 761
 762 #define TLB_INST_ALL    0x05
 763 #define TLB_INST_1G     0x06
 764
 765 #define TLB_DATA_4K     0x11
 766 #define TLB_DATA_4M     0x12
 767 #define TLB_DATA_2M_4M  0x13
 768 #define TLB_DATA_4K_4M  0x14
 769
 770 #define TLB_DATA_1G     0x16
 771
 772 #define TLB_DATA0_4K    0x21
 773 #define TLB_DATA0_4M    0x22
 774 #define TLB_DATA0_2M_4M 0x23
 775
 776 #define STLB_4K         0x41
 777 #define STLB_4K_2M      0x42
 778
 779 static const struct _tlb_table intel_tlb_table[] = {
 780         { 0x01, TLB_INST_4K,            32,     " TLB_INST 4 KByte pages, 4-way set associative" },
 781         { 0x02, TLB_INST_4M,            2,      " TLB_INST 4 MByte pages, full associative" },
 782         { 0x03, TLB_DATA_4K,            64,     " TLB_DATA 4 KByte pages, 4-way set associative" },
 783         { 0x04, TLB_DATA_4M,            8,      " TLB_DATA 4 MByte pages, 4-way set associative" },
 784         { 0x05, TLB_DATA_4M,            32,     " TLB_DATA 4 MByte pages, 4-way set associative" },
 785         { 0x0b, TLB_INST_4M,            4,      " TLB_INST 4 MByte pages, 4-way set associative" },
 786         { 0x4f, TLB_INST_4K,            32,     " TLB_INST 4 KByte pages */" },
 787         { 0x50, TLB_INST_ALL,           64,     " TLB_INST 4 KByte and 2-MByte or 4-MByte pages" },
 788         { 0x51, TLB_INST_ALL,           128,    " TLB_INST 4 KByte and 2-MByte or 4-MByte pages" },
 789         { 0x52, TLB_INST_ALL,           256,    " TLB_INST 4 KByte and 2-MByte or 4-MByte pages" },
 790         { 0x55, TLB_INST_2M_4M,         7,      " TLB_INST 2-MByte or 4-MByte pages, fully associative" },
 791         { 0x56, TLB_DATA0_4M,           16,     " TLB_DATA0 4 MByte pages, 4-way set associative" },
 792         { 0x57, TLB_DATA0_4K,           16,     " TLB_DATA0 4 KByte pages, 4-way associative" },
 793         { 0x59, TLB_DATA0_4K,           16,     " TLB_DATA0 4 KByte pages, fully associative" },
 794         { 0x5a, TLB_DATA0_2M_4M,        32,     " TLB_DATA0 2-MByte or 4 MByte pages, 4-way set associative" },
 795         { 0x5b, TLB_DATA_4K_4M,         64,     " TLB_DATA 4 KByte and 4 MByte pages" },
 796         { 0x5c, TLB_DATA_4K_4M,         128,    " TLB_DATA 4 KByte and 4 MByte pages" },
 797         { 0x5d, TLB_DATA_4K_4M,         256,    " TLB_DATA 4 KByte and 4 MByte pages" },
 798         { 0x61, TLB_INST_4K,            48,     " TLB_INST 4 KByte pages, full associative" },
 799         { 0x63, TLB_DATA_1G,            4,      " TLB_DATA 1 GByte pages, 4-way set associative" },
 800         { 0x6b, TLB_DATA_4K,            256,    " TLB_DATA 4 KByte pages, 8-way associative" },
 801         { 0x6c, TLB_DATA_2M_4M,         128,    " TLB_DATA 2 MByte or 4 MByte pages, 8-way associative" },
 802         { 0x6d, TLB_DATA_1G,            16,     " TLB_DATA 1 GByte pages, fully associative" },
 803         { 0x76, TLB_INST_2M_4M,         8,      " TLB_INST 2-MByte or 4-MByte pages, fully associative" },
 804         { 0xb0, TLB_INST_4K,            128,    " TLB_INST 4 KByte pages, 4-way set associative" },
 805         { 0xb1, TLB_INST_2M_4M,         4,      " TLB_INST 2M pages, 4-way, 8 entries or 4M pages, 4-way entries" },
 806         { 0xb2, TLB_INST_4K,            64,     " TLB_INST 4KByte pages, 4-way set associative" },
 807         { 0xb3, TLB_DATA_4K,            128,    " TLB_DATA 4 KByte pages, 4-way set associative" },
 808         { 0xb4, TLB_DATA_4K,            256,    " TLB_DATA 4 KByte pages, 4-way associative" },
 809         { 0xb5, TLB_INST_4K,            64,     " TLB_INST 4 KByte pages, 8-way set associative" },
 810         { 0xb6, TLB_INST_4K,            128,    " TLB_INST 4 KByte pages, 8-way set associative" },
 811         { 0xba, TLB_DATA_4K,            64,     " TLB_DATA 4 KByte pages, 4-way associative" },
 812         { 0xc0, TLB_DATA_4K_4M,         8,      " TLB_DATA 4 KByte and 4 MByte pages, 4-way associative" },
 813         { 0xc1, STLB_4K_2M,             1024,   " STLB 4 KByte and 2 MByte pages, 8-way associative" },
 814         { 0xc2, TLB_DATA_2M_4M,         16,     " DTLB 2 MByte/4MByte pages, 4-way associative" },
 815         { 0xca, STLB_4K,                512,    " STLB 4 KByte pages, 4-way associative" },
 816         { 0x00, 0, 0 }
 817 };
 818
 819 static void intel_tlb_lookup(const unsigned char desc)
 820 {
 821         unsigned char k;
 822         if (desc == 0)
 823                 return;
 824
 825         /* look up this descriptor in the table */
 826         for (k = 0; intel_tlb_table[k].descriptor != desc && \
 827                         intel_tlb_table[k].descriptor != 0; k++)
 828                 ;
 829
 830         if (intel_tlb_table[k].tlb_type == 0)
 831                 return;
 832
 833         switch (intel_tlb_table[k].tlb_type) {
 834         case STLB_4K:
 835                 if (tlb_lli_4k[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 836                         tlb_lli_4k[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 837                 if (tlb_lld_4k[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 838                         tlb_lld_4k[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 839                 break;
 840         case STLB_4K_2M:
 841                 if (tlb_lli_4k[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 842                         tlb_lli_4k[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 843                 if (tlb_lld_4k[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 844                         tlb_lld_4k[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 845                 if (tlb_lli_2m[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 846                         tlb_lli_2m[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 847                 if (tlb_lld_2m[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 848                         tlb_lld_2m[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 849                 if (tlb_lli_4m[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 850                         tlb_lli_4m[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 851                 if (tlb_lld_4m[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 852                         tlb_lld_4m[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 853                 break;
 854         case TLB_INST_ALL:
 855                 if (tlb_lli_4k[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 856                         tlb_lli_4k[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 857                 if (tlb_lli_2m[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 858                         tlb_lli_2m[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 859                 if (tlb_lli_4m[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 860                         tlb_lli_4m[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 861                 break;
 862         case TLB_INST_4K:
 863                 if (tlb_lli_4k[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 864                         tlb_lli_4k[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 865                 break;
 866         case TLB_INST_4M:
 867                 if (tlb_lli_4m[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 868                         tlb_lli_4m[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 869                 break;
 870         case TLB_INST_2M_4M:
 871                 if (tlb_lli_2m[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 872                         tlb_lli_2m[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 873                 if (tlb_lli_4m[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 874                         tlb_lli_4m[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 875                 break;
 876         case TLB_DATA_4K:
 877         case TLB_DATA0_4K:
 878                 if (tlb_lld_4k[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 879                         tlb_lld_4k[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 880                 break;
 881         case TLB_DATA_4M:
 882         case TLB_DATA0_4M:
 883                 if (tlb_lld_4m[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 884                         tlb_lld_4m[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 885                 break;
 886         case TLB_DATA_2M_4M:
 887         case TLB_DATA0_2M_4M:
 888                 if (tlb_lld_2m[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 889                         tlb_lld_2m[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 890                 if (tlb_lld_4m[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 891                         tlb_lld_4m[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 892                 break;
 893         case TLB_DATA_4K_4M:
 894                 if (tlb_lld_4k[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 895                         tlb_lld_4k[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 896                 if (tlb_lld_4m[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 897                         tlb_lld_4m[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 898                 break;
 899         case TLB_DATA_1G:
 900                 if (tlb_lld_1g[ENTRIES] < intel_tlb_table[k].entries)
 901                         tlb_lld_1g[ENTRIES] = intel_tlb_table[k].entries;
 902                 break;
 903         }
 904 }
 905
 906 static void intel_detect_tlb(struct cpuinfo_x86 *c)
 907 {
 908         int i, j, n;
 909         unsigned int regs[4];
 910         unsigned char *desc = (unsigned char *)regs;
 911
 912         if (c->cpuid_level < 2)
 913                 return;
 914
 915         /* Number of times to iterate */
 916         n = cpuid_eax(2) & 0xFF;
 917
 918         for (i = 0 ; i < n ; i++) {
 919                 cpuid(2, &regs[0], &regs[1], &regs[2], &regs[3]);
 920
 921                 /* If bit 31 is set, this is an unknown format */
 922                 for (j = 0 ; j < 3 ; j++)
 923                         if (regs[j] & (1 << 31))
 924                                 regs[j] = 0;
 925
 926                 /* Byte 0 is level count, not a descriptor */
 927                 for (j = 1 ; j < 16 ; j++)
 928                         intel_tlb_lookup(desc[j]);
 929         }
 930 }
 931
 932 static const struct cpu_dev intel_cpu_dev = {
 933         .c_vendor       = "Intel",
 934         .c_ident        = { "GenuineIntel" },
 935 #ifdef CONFIG_X86_32
 936         .legacy_models = {
 937                 { .family = 4, .model_names =
 938                   {
 939                           [0] = "486 DX-25/33",
 940                           [1] = "486 DX-50",
 941                           [2] = "486 SX",
 942                           [3] = "486 DX/2",
 943                           [4] = "486 SL",
 944                           [5] = "486 SX/2",
 945                           [7] = "486 DX/2-WB",
 946                           [8] = "486 DX/4",
 947                           [9] = "486 DX/4-WB"
 948                   }
 949                 },
 950                 { .family = 5, .model_names =
 951                   {
 952                           [0] = "Pentium 60/66 A-step",
 953                           [1] = "Pentium 60/66",
 954                           [2] = "Pentium 75 - 200",
 955                           [3] = "OverDrive PODP5V83",
 956                           [4] = "Pentium MMX",
 957                           [7] = "Mobile Pentium 75 - 200",
 958                           [8] = "Mobile Pentium MMX",
 959                           [9] = "Quark SoC X1000",
 960                   }
 961                 },
 962                 { .family = 6, .model_names =
 963                   {
 964                           [0] = "Pentium Pro A-step",
 965                           [1] = "Pentium Pro",
 966                           [3] = "Pentium II (Klamath)",
 967                           [4] = "Pentium II (Deschutes)",
 968                           [5] = "Pentium II (Deschutes)",
 969                           [6] = "Mobile Pentium II",
 970                           [7] = "Pentium III (Katmai)",
 971                           [8] = "Pentium III (Coppermine)",
 972                           [10] = "Pentium III (Cascades)",
 973                           [11] = "Pentium III (Tualatin)",
 974                   }
 975                 },
 976                 { .family = 15, .model_names =
 977                   {
 978                           [0] = "Pentium 4 (Unknown)",
 979                           [1] = "Pentium 4 (Willamette)",
 980                           [2] = "Pentium 4 (Northwood)",
 981                           [4] = "Pentium 4 (Foster)",
 982                           [5] = "Pentium 4 (Foster)",
 983                   }
 984                 },
 985         },
 986         .legacy_cache_size = intel_size_cache,
 987 #endif
 988         .c_detect_tlb   = intel_detect_tlb,
 989         .c_early_init   = early_init_intel,
 990         .c_init         = init_intel,
 991         .c_x86_vendor   = X86_VENDOR_INTEL,
 992 };
 993
 994 cpu_dev_register(intel_cpu_dev);