err.no Git - linux-2.6/blob - arch/x86/kernel/setup64.c

   1 /*
   2  * X86-64 specific CPU setup.
   3  * Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
   4  * Copyright 2001, 2002, 2003 SuSE Labs / Andi Kleen.
   5  * See setup.c for older changelog.
   6  */
   7 #include <linux/init.h>
   8 #include <linux/kernel.h>
   9 #include <linux/sched.h>
  10 #include <linux/string.h>
  11 #include <linux/bootmem.h>
  12 #include <linux/bitops.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <asm/pda.h>
  15 #include <asm/pgtable.h>
  16 #include <asm/processor.h>
  17 #include <asm/desc.h>
  18 #include <asm/atomic.h>
  19 #include <asm/mmu_context.h>
  20 #include <asm/smp.h>
  21 #include <asm/i387.h>
  22 #include <asm/percpu.h>
  23 #include <asm/proto.h>
  24 #include <asm/sections.h>
  25 #include <asm/setup.h>
  26
  27 #ifndef CONFIG_DEBUG_BOOT_PARAMS
  28 struct boot_params __initdata boot_params;
  29 #else
  30 struct boot_params boot_params;
  31 #endif
  32
  33 cpumask_t cpu_initialized __cpuinitdata = CPU_MASK_NONE;
  34
  35 struct x8664_pda *_cpu_pda[NR_CPUS] __read_mostly;
  36 EXPORT_SYMBOL(_cpu_pda);
  37 struct x8664_pda boot_cpu_pda[NR_CPUS] __cacheline_aligned;
  38
  39 struct desc_ptr idt_descr = { 256 * 16 - 1, (unsigned long) idt_table };
  40
  41 char boot_cpu_stack[IRQSTACKSIZE] __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
  42
  43 unsigned long __supported_pte_mask __read_mostly = ~0UL;
  44 static int do_not_nx __cpuinitdata = 0;
  45
  46 /* noexec=on|off
  47 Control non executable mappings for 64bit processes.
  48
  49 on      Enable(default)
  50 off     Disable
  51 */
  52 static int __init nonx_setup(char *str)
  53 {
  54         if (!str)
  55                 return -EINVAL;
  56         if (!strncmp(str, "on", 2)) {
  57                 __supported_pte_mask |= _PAGE_NX;
  58                 do_not_nx = 0;
  59         } else if (!strncmp(str, "off", 3)) {
  60                 do_not_nx = 1;
  61                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
  62         }
  63         return 0;
  64 }
  65 early_param("noexec", nonx_setup);
  66
  67 int force_personality32 = 0;
  68
  69 /* noexec32=on|off
  70 Control non executable heap for 32bit processes.
  71 To control the stack too use noexec=off
  72
  73 on      PROT_READ does not imply PROT_EXEC for 32bit processes
  74 off     PROT_READ implies PROT_EXEC (default)
  75 */
  76 static int __init nonx32_setup(char *str)
  77 {
  78         if (!strcmp(str, "on"))
  79                 force_personality32 &= ~READ_IMPLIES_EXEC;
  80         else if (!strcmp(str, "off"))
  81                 force_personality32 |= READ_IMPLIES_EXEC;
  82         return 1;
  83 }
  84 __setup("noexec32=", nonx32_setup);
  85
  86 /*
  87  * Copy data used in early init routines from the initial arrays to the
  88  * per cpu data areas.  These arrays then become expendable and the *_ptrs
  89  * are zeroed indicating that the static arrays are gone.
  90  */
  91 void __init setup_percpu_maps(void)
  92 {
  93         int cpu;
  94
  95         for_each_possible_cpu(cpu) {
  96 #ifdef CONFIG_SMP
  97                 if (per_cpu_offset(cpu)) {
  98 #endif
  99                         per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu) =
 100                                                 x86_cpu_to_apicid_init[cpu];
 101 #ifdef CONFIG_NUMA
 102                         per_cpu(x86_cpu_to_node_map, cpu) =
 103                                                 x86_cpu_to_node_map_init[cpu];
 104 #endif
 105 #ifdef CONFIG_SMP
 106                 }
 107                 else
 108                         printk(KERN_NOTICE "per_cpu_offset zero for cpu %d\n",
 109                                                                         cpu);
 110 #endif
 111         }
 112
 113         /* indicate the early static arrays are gone */
 114         x86_cpu_to_apicid_early_ptr = NULL;
 115 #ifdef CONFIG_NUMA
 116         x86_cpu_to_node_map_early_ptr = NULL;
 117 #endif
 118 }
 119
 120 /*
 121  * Great future plan:
 122  * Declare PDA itself and support (irqstack,tss,pgd) as per cpu data.
 123  * Always point %gs to its beginning
 124  */
 125 void __init setup_per_cpu_areas(void)
 126 {
 127         int i;
 128         unsigned long size;
 129
 130 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
 131         prefill_possible_map();
 132 #endif
 133
 134         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 135         size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 136
 137         printk(KERN_INFO "PERCPU: Allocating %lu bytes of per cpu data\n", size);
 138         for_each_cpu_mask (i, cpu_possible_map) {
 139                 char *ptr;
 140
 141                 if (!NODE_DATA(early_cpu_to_node(i))) {
 142                         printk("cpu with no node %d, num_online_nodes %d\n",
 143                                i, num_online_nodes());
 144                         ptr = alloc_bootmem_pages(size);
 145                 } else {
 146                         ptr = alloc_bootmem_pages_node(NODE_DATA(early_cpu_to_node(i)), size);
 147                 }
 148                 if (!ptr)
 149                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
 150                 cpu_pda(i)->data_offset = ptr - __per_cpu_start;
 151                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 152         }
 153
 154         /* setup percpu data maps early */
 155         setup_percpu_maps();
 156 }
 157
 158 void pda_init(int cpu)
 159 {
 160         struct x8664_pda *pda = cpu_pda(cpu);
 161
 162         /* Setup up data that may be needed in __get_free_pages early */
 163         asm volatile("movl %0,%%fs ; movl %0,%%gs" :: "r" (0));
 164         /* Memory clobbers used to order PDA accessed */
 165         mb();
 166         wrmsrl(MSR_GS_BASE, pda);
 167         mb();
 168
 169         pda->cpunumber = cpu;
 170         pda->irqcount = -1;
 171         pda->kernelstack =
 172                 (unsigned long)stack_thread_info() - PDA_STACKOFFSET + THREAD_SIZE;
 173         pda->active_mm = &init_mm;
 174         pda->mmu_state = 0;
 175
 176         if (cpu == 0) {
 177                 /* others are initialized in smpboot.c */
 178                 pda->pcurrent = &init_task;
 179                 pda->irqstackptr = boot_cpu_stack;
 180         } else {
 181                 pda->irqstackptr = (char *)
 182                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, IRQSTACK_ORDER);
 183                 if (!pda->irqstackptr)
 184                         panic("cannot allocate irqstack for cpu %d", cpu);
 185         }
 186
 187
 188         pda->irqstackptr += IRQSTACKSIZE-64;
 189 }
 190
 191 char boot_exception_stacks[(N_EXCEPTION_STACKS - 1) * EXCEPTION_STKSZ + DEBUG_STKSZ]
 192 __attribute__((section(".bss.page_aligned")));
 193
 194 extern asmlinkage void ignore_sysret(void);
 195
 196 /* May not be marked __init: used by software suspend */
 197 void syscall_init(void)
 198 {
 199         /*
 200          * LSTAR and STAR live in a bit strange symbiosis.
 201          * They both write to the same internal register. STAR allows to set CS/DS
 202          * but only a 32bit target. LSTAR sets the 64bit rip.
 203          */
 204         wrmsrl(MSR_STAR,  ((u64)__USER32_CS)<<48  | ((u64)__KERNEL_CS)<<32);
 205         wrmsrl(MSR_LSTAR, system_call);
 206         wrmsrl(MSR_CSTAR, ignore_sysret);
 207
 208 #ifdef CONFIG_IA32_EMULATION
 209         syscall32_cpu_init ();
 210 #endif
 211
 212         /* Flags to clear on syscall */
 213         wrmsrl(MSR_SYSCALL_MASK,
 214                X86_EFLAGS_TF|X86_EFLAGS_DF|X86_EFLAGS_IF|X86_EFLAGS_IOPL);
 215 }
 216
 217 void __cpuinit check_efer(void)
 218 {
 219         unsigned long efer;
 220
 221         rdmsrl(MSR_EFER, efer);
 222         if (!(efer & EFER_NX) || do_not_nx) {
 223                 __supported_pte_mask &= ~_PAGE_NX;
 224         }
 225 }
 226
 227 unsigned long kernel_eflags;
 228
 229 /*
 230  * Copies of the original ist values from the tss are only accessed during
 231  * debugging, no special alignment required.
 232  */
 233 DEFINE_PER_CPU(struct orig_ist, orig_ist);
 234
 235 /*
 236  * cpu_init() initializes state that is per-CPU. Some data is already
 237  * initialized (naturally) in the bootstrap process, such as the GDT
 238  * and IDT. We reload them nevertheless, this function acts as a
 239  * 'CPU state barrier', nothing should get across.
 240  * A lot of state is already set up in PDA init.
 241  */
 242 void __cpuinit cpu_init (void)
 243 {
 244         int cpu = stack_smp_processor_id();
 245         struct tss_struct *t = &per_cpu(init_tss, cpu);
 246         struct orig_ist *orig_ist = &per_cpu(orig_ist, cpu);
 247         unsigned long v;
 248         char *estacks = NULL;
 249         struct task_struct *me;
 250         int i;
 251
 252         /* CPU 0 is initialised in head64.c */
 253         if (cpu != 0) {
 254                 pda_init(cpu);
 255         } else
 256                 estacks = boot_exception_stacks;
 257
 258         me = current;
 259
 260         if (cpu_test_and_set(cpu, cpu_initialized))
 261                 panic("CPU#%d already initialized!\n", cpu);
 262
 263         printk("Initializing CPU#%d\n", cpu);
 264
 265         clear_in_cr4(X86_CR4_VME|X86_CR4_PVI|X86_CR4_TSD|X86_CR4_DE);
 266
 267         /*
 268          * Initialize the per-CPU GDT with the boot GDT,
 269          * and set up the GDT descriptor:
 270          */
 271         if (cpu)
 272                 memcpy(get_cpu_gdt_table(cpu), cpu_gdt_table, GDT_SIZE);
 273
 274         cpu_gdt_descr[cpu].size = GDT_SIZE;
 275         load_gdt((const struct desc_ptr *)&cpu_gdt_descr[cpu]);
 276         load_idt((const struct desc_ptr *)&idt_descr);
 277
 278         memset(me->thread.tls_array, 0, GDT_ENTRY_TLS_ENTRIES * 8);
 279         syscall_init();
 280
 281         wrmsrl(MSR_FS_BASE, 0);
 282         wrmsrl(MSR_KERNEL_GS_BASE, 0);
 283         barrier();
 284
 285         check_efer();
 286
 287         /*
 288          * set up and load the per-CPU TSS
 289          */
 290         for (v = 0; v < N_EXCEPTION_STACKS; v++) {
 291                 static const unsigned int order[N_EXCEPTION_STACKS] = {
 292                         [0 ... N_EXCEPTION_STACKS - 1] = EXCEPTION_STACK_ORDER,
 293                         [DEBUG_STACK - 1] = DEBUG_STACK_ORDER
 294                 };
 295                 if (cpu) {
 296                         estacks = (char *)__get_free_pages(GFP_ATOMIC, order[v]);
 297                         if (!estacks)
 298                                 panic("Cannot allocate exception stack %ld %d\n",
 299                                       v, cpu);
 300                 }
 301                 estacks += PAGE_SIZE << order[v];
 302                 orig_ist->ist[v] = t->x86_tss.ist[v] = (unsigned long)estacks;
 303         }
 304
 305         t->x86_tss.io_bitmap_base = offsetof(struct tss_struct, io_bitmap);
 306         /*
 307          * <= is required because the CPU will access up to
 308          * 8 bits beyond the end of the IO permission bitmap.
 309          */
 310         for (i = 0; i <= IO_BITMAP_LONGS; i++)
 311                 t->io_bitmap[i] = ~0UL;
 312
 313         atomic_inc(&init_mm.mm_count);
 314         me->active_mm = &init_mm;
 315         if (me->mm)
 316                 BUG();
 317         enter_lazy_tlb(&init_mm, me);
 318
 319         set_tss_desc(cpu, t);
 320         load_TR_desc();
 321         load_LDT(&init_mm.context);
 322
 323         /*
 324          * Clear all 6 debug registers:
 325          */
 326
 327         set_debugreg(0UL, 0);
 328         set_debugreg(0UL, 1);
 329         set_debugreg(0UL, 2);
 330         set_debugreg(0UL, 3);
 331         set_debugreg(0UL, 6);
 332         set_debugreg(0UL, 7);
 333
 334         fpu_init();
 335
 336         raw_local_save_flags(kernel_eflags);
 337 }