GNU Linux-libre 5.15.137-gnu
[releases.git] / arch / x86 / kernel / smpboot.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
2  /*
3  *      x86 SMP booting functions
4  *
5  *      (c) 1995 Alan Cox, Building #3 <alan@lxorguk.ukuu.org.uk>
6  *      (c) 1998, 1999, 2000, 2009 Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
7  *      Copyright 2001 Andi Kleen, SuSE Labs.
8  *
9  *      Much of the core SMP work is based on previous work by Thomas Radke, to
10  *      whom a great many thanks are extended.
11  *
12  *      Thanks to Intel for making available several different Pentium,
13  *      Pentium Pro and Pentium-II/Xeon MP machines.
14  *      Original development of Linux SMP code supported by Caldera.
15  *
16  *      Fixes
17  *              Felix Koop      :       NR_CPUS used properly
18  *              Jose Renau      :       Handle single CPU case.
19  *              Alan Cox        :       By repeated request 8) - Total BogoMIPS report.
20  *              Greg Wright     :       Fix for kernel stacks panic.
21  *              Erich Boleyn    :       MP v1.4 and additional changes.
22  *      Matthias Sattler        :       Changes for 2.1 kernel map.
23  *      Michel Lespinasse       :       Changes for 2.1 kernel map.
24  *      Michael Chastain        :       Change trampoline.S to gnu as.
25  *              Alan Cox        :       Dumb bug: 'B' step PPro's are fine
26  *              Ingo Molnar     :       Added APIC timers, based on code
27  *                                      from Jose Renau
28  *              Ingo Molnar     :       various cleanups and rewrites
29  *              Tigran Aivazian :       fixed "0.00 in /proc/uptime on SMP" bug.
30  *      Maciej W. Rozycki       :       Bits for genuine 82489DX APICs
31  *      Andi Kleen              :       Changed for SMP boot into long mode.
32  *              Martin J. Bligh :       Added support for multi-quad systems
33  *              Dave Jones      :       Report invalid combinations of Athlon CPUs.
34  *              Rusty Russell   :       Hacked into shape for new "hotplug" boot process.
35  *      Andi Kleen              :       Converted to new state machine.
36  *      Ashok Raj               :       CPU hotplug support
37  *      Glauber Costa           :       i386 and x86_64 integration
38  */
39
40 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
41
42 #include <linux/init.h>
43 #include <linux/smp.h>
44 #include <linux/export.h>
45 #include <linux/sched.h>
46 #include <linux/sched/topology.h>
47 #include <linux/sched/hotplug.h>
48 #include <linux/sched/task_stack.h>
49 #include <linux/percpu.h>
50 #include <linux/memblock.h>
51 #include <linux/err.h>
52 #include <linux/nmi.h>
53 #include <linux/tboot.h>
54 #include <linux/gfp.h>
55 #include <linux/cpuidle.h>
56 #include <linux/numa.h>
57 #include <linux/pgtable.h>
58 #include <linux/overflow.h>
59 #include <linux/syscore_ops.h>
60
61 #include <asm/acpi.h>
62 #include <asm/desc.h>
63 #include <asm/nmi.h>
64 #include <asm/irq.h>
65 #include <asm/realmode.h>
66 #include <asm/cpu.h>
67 #include <asm/numa.h>
68 #include <asm/tlbflush.h>
69 #include <asm/mtrr.h>
70 #include <asm/mwait.h>
71 #include <asm/apic.h>
72 #include <asm/io_apic.h>
73 #include <asm/fpu/internal.h>
74 #include <asm/setup.h>
75 #include <asm/uv/uv.h>
76 #include <linux/mc146818rtc.h>
77 #include <asm/i8259.h>
78 #include <asm/misc.h>
79 #include <asm/qspinlock.h>
80 #include <asm/intel-family.h>
81 #include <asm/cpu_device_id.h>
82 #include <asm/spec-ctrl.h>
83 #include <asm/hw_irq.h>
84 #include <asm/stackprotector.h>
85
86 #ifdef CONFIG_ACPI_CPPC_LIB
87 #include <acpi/cppc_acpi.h>
88 #endif
89
90 /* representing HT siblings of each logical CPU */
91 DEFINE_PER_CPU_READ_MOSTLY(cpumask_var_t, cpu_sibling_map);
92 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_sibling_map);
93
94 /* representing HT and core siblings of each logical CPU */
95 DEFINE_PER_CPU_READ_MOSTLY(cpumask_var_t, cpu_core_map);
96 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_core_map);
97
98 /* representing HT, core, and die siblings of each logical CPU */
99 DEFINE_PER_CPU_READ_MOSTLY(cpumask_var_t, cpu_die_map);
100 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_die_map);
101
102 DEFINE_PER_CPU_READ_MOSTLY(cpumask_var_t, cpu_llc_shared_map);
103
104 /* Per CPU bogomips and other parameters */
105 DEFINE_PER_CPU_READ_MOSTLY(struct cpuinfo_x86, cpu_info);
106 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(cpu_info);
107
108 struct mwait_cpu_dead {
109         unsigned int    control;
110         unsigned int    status;
111 };
112
113 /*
114  * Cache line aligned data for mwait_play_dead(). Separate on purpose so
115  * that it's unlikely to be touched by other CPUs.
116  */
117 static DEFINE_PER_CPU_ALIGNED(struct mwait_cpu_dead, mwait_cpu_dead);
118
119 /* Logical package management. We might want to allocate that dynamically */
120 unsigned int __max_logical_packages __read_mostly;
121 EXPORT_SYMBOL(__max_logical_packages);
122 static unsigned int logical_packages __read_mostly;
123 static unsigned int logical_die __read_mostly;
124
125 /* Maximum number of SMT threads on any online core */
126 int __read_mostly __max_smt_threads = 1;
127
128 /* Flag to indicate if a complete sched domain rebuild is required */
129 bool x86_topology_update;
130
131 int arch_update_cpu_topology(void)
132 {
133         int retval = x86_topology_update;
134
135         x86_topology_update = false;
136         return retval;
137 }
138
139 static inline void smpboot_setup_warm_reset_vector(unsigned long start_eip)
140 {
141         unsigned long flags;
142
143         spin_lock_irqsave(&rtc_lock, flags);
144         CMOS_WRITE(0xa, 0xf);
145         spin_unlock_irqrestore(&rtc_lock, flags);
146         *((volatile unsigned short *)phys_to_virt(TRAMPOLINE_PHYS_HIGH)) =
147                                                         start_eip >> 4;
148         *((volatile unsigned short *)phys_to_virt(TRAMPOLINE_PHYS_LOW)) =
149                                                         start_eip & 0xf;
150 }
151
152 static inline void smpboot_restore_warm_reset_vector(void)
153 {
154         unsigned long flags;
155
156         /*
157          * Paranoid:  Set warm reset code and vector here back
158          * to default values.
159          */
160         spin_lock_irqsave(&rtc_lock, flags);
161         CMOS_WRITE(0, 0xf);
162         spin_unlock_irqrestore(&rtc_lock, flags);
163
164         *((volatile u32 *)phys_to_virt(TRAMPOLINE_PHYS_LOW)) = 0;
165 }
166
167 static void init_freq_invariance(bool secondary, bool cppc_ready);
168
169 /*
170  * Report back to the Boot Processor during boot time or to the caller processor
171  * during CPU online.
172  */
173 static void smp_callin(void)
174 {
175         int cpuid;
176
177         /*
178          * If waken up by an INIT in an 82489DX configuration
179          * cpu_callout_mask guarantees we don't get here before
180          * an INIT_deassert IPI reaches our local APIC, so it is
181          * now safe to touch our local APIC.
182          */
183         cpuid = smp_processor_id();
184
185         /*
186          * the boot CPU has finished the init stage and is spinning
187          * on callin_map until we finish. We are free to set up this
188          * CPU, first the APIC. (this is probably redundant on most
189          * boards)
190          */
191         apic_ap_setup();
192
193         /*
194          * Save our processor parameters. Note: this information
195          * is needed for clock calibration.
196          */
197         smp_store_cpu_info(cpuid);
198
199         /*
200          * The topology information must be up to date before
201          * calibrate_delay() and notify_cpu_starting().
202          */
203         set_cpu_sibling_map(raw_smp_processor_id());
204
205         init_freq_invariance(true, false);
206
207         /*
208          * Get our bogomips.
209          * Update loops_per_jiffy in cpu_data. Previous call to
210          * smp_store_cpu_info() stored a value that is close but not as
211          * accurate as the value just calculated.
212          */
213         calibrate_delay();
214         cpu_data(cpuid).loops_per_jiffy = loops_per_jiffy;
215         pr_debug("Stack at about %p\n", &cpuid);
216
217         wmb();
218
219         notify_cpu_starting(cpuid);
220
221         /*
222          * Allow the master to continue.
223          */
224         cpumask_set_cpu(cpuid, cpu_callin_mask);
225 }
226
227 static int cpu0_logical_apicid;
228 static int enable_start_cpu0;
229 /*
230  * Activate a secondary processor.
231  */
232 static void notrace start_secondary(void *unused)
233 {
234         /*
235          * Don't put *anything* except direct CPU state initialization
236          * before cpu_init(), SMP booting is too fragile that we want to
237          * limit the things done here to the most necessary things.
238          */
239         cr4_init();
240
241 #ifdef CONFIG_X86_32
242         /* switch away from the initial page table */
243         load_cr3(swapper_pg_dir);
244         __flush_tlb_all();
245 #endif
246         cpu_init_secondary();
247         rcu_cpu_starting(raw_smp_processor_id());
248         x86_cpuinit.early_percpu_clock_init();
249         smp_callin();
250
251         enable_start_cpu0 = 0;
252
253         /* otherwise gcc will move up smp_processor_id before the cpu_init */
254         barrier();
255         /*
256          * Check TSC synchronization with the boot CPU:
257          */
258         check_tsc_sync_target();
259
260         speculative_store_bypass_ht_init();
261
262         /*
263          * Lock vector_lock, set CPU online and bring the vector
264          * allocator online. Online must be set with vector_lock held
265          * to prevent a concurrent irq setup/teardown from seeing a
266          * half valid vector space.
267          */
268         lock_vector_lock();
269         set_cpu_online(smp_processor_id(), true);
270         lapic_online();
271         unlock_vector_lock();
272         cpu_set_state_online(smp_processor_id());
273         x86_platform.nmi_init();
274
275         /* enable local interrupts */
276         local_irq_enable();
277
278         x86_cpuinit.setup_percpu_clockev();
279
280         wmb();
281         cpu_startup_entry(CPUHP_AP_ONLINE_IDLE);
282 }
283
284 /**
285  * topology_is_primary_thread - Check whether CPU is the primary SMT thread
286  * @cpu:        CPU to check
287  */
288 bool topology_is_primary_thread(unsigned int cpu)
289 {
290         return apic_id_is_primary_thread(per_cpu(x86_cpu_to_apicid, cpu));
291 }
292
293 /**
294  * topology_smt_supported - Check whether SMT is supported by the CPUs
295  */
296 bool topology_smt_supported(void)
297 {
298         return smp_num_siblings > 1;
299 }
300
301 /**
302  * topology_phys_to_logical_pkg - Map a physical package id to a logical
303  *
304  * Returns logical package id or -1 if not found
305  */
306 int topology_phys_to_logical_pkg(unsigned int phys_pkg)
307 {
308         int cpu;
309
310         for_each_possible_cpu(cpu) {
311                 struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
312
313                 if (c->initialized && c->phys_proc_id == phys_pkg)
314                         return c->logical_proc_id;
315         }
316         return -1;
317 }
318 EXPORT_SYMBOL(topology_phys_to_logical_pkg);
319 /**
320  * topology_phys_to_logical_die - Map a physical die id to logical
321  *
322  * Returns logical die id or -1 if not found
323  */
324 int topology_phys_to_logical_die(unsigned int die_id, unsigned int cur_cpu)
325 {
326         int cpu;
327         int proc_id = cpu_data(cur_cpu).phys_proc_id;
328
329         for_each_possible_cpu(cpu) {
330                 struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
331
332                 if (c->initialized && c->cpu_die_id == die_id &&
333                     c->phys_proc_id == proc_id)
334                         return c->logical_die_id;
335         }
336         return -1;
337 }
338 EXPORT_SYMBOL(topology_phys_to_logical_die);
339
340 /**
341  * topology_update_package_map - Update the physical to logical package map
342  * @pkg:        The physical package id as retrieved via CPUID
343  * @cpu:        The cpu for which this is updated
344  */
345 int topology_update_package_map(unsigned int pkg, unsigned int cpu)
346 {
347         int new;
348
349         /* Already available somewhere? */
350         new = topology_phys_to_logical_pkg(pkg);
351         if (new >= 0)
352                 goto found;
353
354         new = logical_packages++;
355         if (new != pkg) {
356                 pr_info("CPU %u Converting physical %u to logical package %u\n",
357                         cpu, pkg, new);
358         }
359 found:
360         cpu_data(cpu).logical_proc_id = new;
361         return 0;
362 }
363 /**
364  * topology_update_die_map - Update the physical to logical die map
365  * @die:        The die id as retrieved via CPUID
366  * @cpu:        The cpu for which this is updated
367  */
368 int topology_update_die_map(unsigned int die, unsigned int cpu)
369 {
370         int new;
371
372         /* Already available somewhere? */
373         new = topology_phys_to_logical_die(die, cpu);
374         if (new >= 0)
375                 goto found;
376
377         new = logical_die++;
378         if (new != die) {
379                 pr_info("CPU %u Converting physical %u to logical die %u\n",
380                         cpu, die, new);
381         }
382 found:
383         cpu_data(cpu).logical_die_id = new;
384         return 0;
385 }
386
387 void __init smp_store_boot_cpu_info(void)
388 {
389         int id = 0; /* CPU 0 */
390         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(id);
391
392         *c = boot_cpu_data;
393         c->cpu_index = id;
394         topology_update_package_map(c->phys_proc_id, id);
395         topology_update_die_map(c->cpu_die_id, id);
396         c->initialized = true;
397 }
398
399 /*
400  * The bootstrap kernel entry code has set these up. Save them for
401  * a given CPU
402  */
403 void smp_store_cpu_info(int id)
404 {
405         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(id);
406
407         /* Copy boot_cpu_data only on the first bringup */
408         if (!c->initialized)
409                 *c = boot_cpu_data;
410         c->cpu_index = id;
411         /*
412          * During boot time, CPU0 has this setup already. Save the info when
413          * bringing up AP or offlined CPU0.
414          */
415         identify_secondary_cpu(c);
416         c->initialized = true;
417 }
418
419 static bool
420 topology_same_node(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
421 {
422         int cpu1 = c->cpu_index, cpu2 = o->cpu_index;
423
424         return (cpu_to_node(cpu1) == cpu_to_node(cpu2));
425 }
426
427 static bool
428 topology_sane(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o, const char *name)
429 {
430         int cpu1 = c->cpu_index, cpu2 = o->cpu_index;
431
432         return !WARN_ONCE(!topology_same_node(c, o),
433                 "sched: CPU #%d's %s-sibling CPU #%d is not on the same node! "
434                 "[node: %d != %d]. Ignoring dependency.\n",
435                 cpu1, name, cpu2, cpu_to_node(cpu1), cpu_to_node(cpu2));
436 }
437
438 #define link_mask(mfunc, c1, c2)                                        \
439 do {                                                                    \
440         cpumask_set_cpu((c1), mfunc(c2));                               \
441         cpumask_set_cpu((c2), mfunc(c1));                               \
442 } while (0)
443
444 static bool match_smt(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
445 {
446         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_TOPOEXT)) {
447                 int cpu1 = c->cpu_index, cpu2 = o->cpu_index;
448
449                 if (c->phys_proc_id == o->phys_proc_id &&
450                     c->cpu_die_id == o->cpu_die_id &&
451                     per_cpu(cpu_llc_id, cpu1) == per_cpu(cpu_llc_id, cpu2)) {
452                         if (c->cpu_core_id == o->cpu_core_id)
453                                 return topology_sane(c, o, "smt");
454
455                         if ((c->cu_id != 0xff) &&
456                             (o->cu_id != 0xff) &&
457                             (c->cu_id == o->cu_id))
458                                 return topology_sane(c, o, "smt");
459                 }
460
461         } else if (c->phys_proc_id == o->phys_proc_id &&
462                    c->cpu_die_id == o->cpu_die_id &&
463                    c->cpu_core_id == o->cpu_core_id) {
464                 return topology_sane(c, o, "smt");
465         }
466
467         return false;
468 }
469
470 static bool match_die(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
471 {
472         if (c->phys_proc_id == o->phys_proc_id &&
473             c->cpu_die_id == o->cpu_die_id)
474                 return true;
475         return false;
476 }
477
478 /*
479  * Unlike the other levels, we do not enforce keeping a
480  * multicore group inside a NUMA node.  If this happens, we will
481  * discard the MC level of the topology later.
482  */
483 static bool match_pkg(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
484 {
485         if (c->phys_proc_id == o->phys_proc_id)
486                 return true;
487         return false;
488 }
489
490 /*
491  * Define intel_cod_cpu[] for Intel COD (Cluster-on-Die) CPUs.
492  *
493  * Any Intel CPU that has multiple nodes per package and does not
494  * match intel_cod_cpu[] has the SNC (Sub-NUMA Cluster) topology.
495  *
496  * When in SNC mode, these CPUs enumerate an LLC that is shared
497  * by multiple NUMA nodes. The LLC is shared for off-package data
498  * access but private to the NUMA node (half of the package) for
499  * on-package access. CPUID (the source of the information about
500  * the LLC) can only enumerate the cache as shared or unshared,
501  * but not this particular configuration.
502  */
503
504 static const struct x86_cpu_id intel_cod_cpu[] = {
505         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(HASWELL_X, 0),       /* COD */
506         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(BROADWELL_X, 0),     /* COD */
507         X86_MATCH_INTEL_FAM6_MODEL(ANY, 1),             /* SNC */
508         {}
509 };
510
511 static bool match_llc(struct cpuinfo_x86 *c, struct cpuinfo_x86 *o)
512 {
513         const struct x86_cpu_id *id = x86_match_cpu(intel_cod_cpu);
514         int cpu1 = c->cpu_index, cpu2 = o->cpu_index;
515         bool intel_snc = id && id->driver_data;
516
517         /* Do not match if we do not have a valid APICID for cpu: */
518         if (per_cpu(cpu_llc_id, cpu1) == BAD_APICID)
519                 return false;
520
521         /* Do not match if LLC id does not match: */
522         if (per_cpu(cpu_llc_id, cpu1) != per_cpu(cpu_llc_id, cpu2))
523                 return false;
524
525         /*
526          * Allow the SNC topology without warning. Return of false
527          * means 'c' does not share the LLC of 'o'. This will be
528          * reflected to userspace.
529          */
530         if (match_pkg(c, o) && !topology_same_node(c, o) && intel_snc)
531                 return false;
532
533         return topology_sane(c, o, "llc");
534 }
535
536
537 #if defined(CONFIG_SCHED_SMT) || defined(CONFIG_SCHED_MC)
538 static inline int x86_sched_itmt_flags(void)
539 {
540         return sysctl_sched_itmt_enabled ? SD_ASYM_PACKING : 0;
541 }
542
543 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
544 static int x86_core_flags(void)
545 {
546         return cpu_core_flags() | x86_sched_itmt_flags();
547 }
548 #endif
549 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
550 static int x86_smt_flags(void)
551 {
552         return cpu_smt_flags() | x86_sched_itmt_flags();
553 }
554 #endif
555 #endif
556
557 static struct sched_domain_topology_level x86_numa_in_package_topology[] = {
558 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
559         { cpu_smt_mask, x86_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
560 #endif
561 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
562         { cpu_coregroup_mask, x86_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
563 #endif
564         { NULL, },
565 };
566
567 static struct sched_domain_topology_level x86_topology[] = {
568 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
569         { cpu_smt_mask, x86_smt_flags, SD_INIT_NAME(SMT) },
570 #endif
571 #ifdef CONFIG_SCHED_MC
572         { cpu_coregroup_mask, x86_core_flags, SD_INIT_NAME(MC) },
573 #endif
574         { cpu_cpu_mask, SD_INIT_NAME(DIE) },
575         { NULL, },
576 };
577
578 /*
579  * Set if a package/die has multiple NUMA nodes inside.
580  * AMD Magny-Cours, Intel Cluster-on-Die, and Intel
581  * Sub-NUMA Clustering have this.
582  */
583 static bool x86_has_numa_in_package;
584
585 void set_cpu_sibling_map(int cpu)
586 {
587         bool has_smt = smp_num_siblings > 1;
588         bool has_mp = has_smt || boot_cpu_data.x86_max_cores > 1;
589         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
590         struct cpuinfo_x86 *o;
591         int i, threads;
592
593         cpumask_set_cpu(cpu, cpu_sibling_setup_mask);
594
595         if (!has_mp) {
596                 cpumask_set_cpu(cpu, topology_sibling_cpumask(cpu));
597                 cpumask_set_cpu(cpu, cpu_llc_shared_mask(cpu));
598                 cpumask_set_cpu(cpu, topology_core_cpumask(cpu));
599                 cpumask_set_cpu(cpu, topology_die_cpumask(cpu));
600                 c->booted_cores = 1;
601                 return;
602         }
603
604         for_each_cpu(i, cpu_sibling_setup_mask) {
605                 o = &cpu_data(i);
606
607                 if (match_pkg(c, o) && !topology_same_node(c, o))
608                         x86_has_numa_in_package = true;
609
610                 if ((i == cpu) || (has_smt && match_smt(c, o)))
611                         link_mask(topology_sibling_cpumask, cpu, i);
612
613                 if ((i == cpu) || (has_mp && match_llc(c, o)))
614                         link_mask(cpu_llc_shared_mask, cpu, i);
615
616                 if ((i == cpu) || (has_mp && match_die(c, o)))
617                         link_mask(topology_die_cpumask, cpu, i);
618         }
619
620         threads = cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(cpu));
621         if (threads > __max_smt_threads)
622                 __max_smt_threads = threads;
623
624         for_each_cpu(i, topology_sibling_cpumask(cpu))
625                 cpu_data(i).smt_active = threads > 1;
626
627         /*
628          * This needs a separate iteration over the cpus because we rely on all
629          * topology_sibling_cpumask links to be set-up.
630          */
631         for_each_cpu(i, cpu_sibling_setup_mask) {
632                 o = &cpu_data(i);
633
634                 if ((i == cpu) || (has_mp && match_pkg(c, o))) {
635                         link_mask(topology_core_cpumask, cpu, i);
636
637                         /*
638                          *  Does this new cpu bringup a new core?
639                          */
640                         if (threads == 1) {
641                                 /*
642                                  * for each core in package, increment
643                                  * the booted_cores for this new cpu
644                                  */
645                                 if (cpumask_first(
646                                     topology_sibling_cpumask(i)) == i)
647                                         c->booted_cores++;
648                                 /*
649                                  * increment the core count for all
650                                  * the other cpus in this package
651                                  */
652                                 if (i != cpu)
653                                         cpu_data(i).booted_cores++;
654                         } else if (i != cpu && !c->booted_cores)
655                                 c->booted_cores = cpu_data(i).booted_cores;
656                 }
657         }
658 }
659
660 /* maps the cpu to the sched domain representing multi-core */
661 const struct cpumask *cpu_coregroup_mask(int cpu)
662 {
663         return cpu_llc_shared_mask(cpu);
664 }
665
666 static void impress_friends(void)
667 {
668         int cpu;
669         unsigned long bogosum = 0;
670         /*
671          * Allow the user to impress friends.
672          */
673         pr_debug("Before bogomips\n");
674         for_each_possible_cpu(cpu)
675                 if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callout_mask))
676                         bogosum += cpu_data(cpu).loops_per_jiffy;
677         pr_info("Total of %d processors activated (%lu.%02lu BogoMIPS)\n",
678                 num_online_cpus(),
679                 bogosum/(500000/HZ),
680                 (bogosum/(5000/HZ))%100);
681
682         pr_debug("Before bogocount - setting activated=1\n");
683 }
684
685 void __inquire_remote_apic(int apicid)
686 {
687         unsigned i, regs[] = { APIC_ID >> 4, APIC_LVR >> 4, APIC_SPIV >> 4 };
688         const char * const names[] = { "ID", "VERSION", "SPIV" };
689         int timeout;
690         u32 status;
691
692         pr_info("Inquiring remote APIC 0x%x...\n", apicid);
693
694         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(regs); i++) {
695                 pr_info("... APIC 0x%x %s: ", apicid, names[i]);
696
697                 /*
698                  * Wait for idle.
699                  */
700                 status = safe_apic_wait_icr_idle();
701                 if (status)
702                         pr_cont("a previous APIC delivery may have failed\n");
703
704                 apic_icr_write(APIC_DM_REMRD | regs[i], apicid);
705
706                 timeout = 0;
707                 do {
708                         udelay(100);
709                         status = apic_read(APIC_ICR) & APIC_ICR_RR_MASK;
710                 } while (status == APIC_ICR_RR_INPROG && timeout++ < 1000);
711
712                 switch (status) {
713                 case APIC_ICR_RR_VALID:
714                         status = apic_read(APIC_RRR);
715                         pr_cont("%08x\n", status);
716                         break;
717                 default:
718                         pr_cont("failed\n");
719                 }
720         }
721 }
722
723 /*
724  * The Multiprocessor Specification 1.4 (1997) example code suggests
725  * that there should be a 10ms delay between the BSP asserting INIT
726  * and de-asserting INIT, when starting a remote processor.
727  * But that slows boot and resume on modern processors, which include
728  * many cores and don't require that delay.
729  *
730  * Cmdline "init_cpu_udelay=" is available to over-ride this delay.
731  * Modern processor families are quirked to remove the delay entirely.
732  */
733 #define UDELAY_10MS_DEFAULT 10000
734
735 static unsigned int init_udelay = UINT_MAX;
736
737 static int __init cpu_init_udelay(char *str)
738 {
739         get_option(&str, &init_udelay);
740
741         return 0;
742 }
743 early_param("cpu_init_udelay", cpu_init_udelay);
744
745 static void __init smp_quirk_init_udelay(void)
746 {
747         /* if cmdline changed it from default, leave it alone */
748         if (init_udelay != UINT_MAX)
749                 return;
750
751         /* if modern processor, use no delay */
752         if (((boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL) && (boot_cpu_data.x86 == 6)) ||
753             ((boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_HYGON) && (boot_cpu_data.x86 >= 0x18)) ||
754             ((boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD) && (boot_cpu_data.x86 >= 0xF))) {
755                 init_udelay = 0;
756                 return;
757         }
758         /* else, use legacy delay */
759         init_udelay = UDELAY_10MS_DEFAULT;
760 }
761
762 /*
763  * Poke the other CPU in the eye via NMI to wake it up. Remember that the normal
764  * INIT, INIT, STARTUP sequence will reset the chip hard for us, and this
765  * won't ... remember to clear down the APIC, etc later.
766  */
767 int
768 wakeup_secondary_cpu_via_nmi(int apicid, unsigned long start_eip)
769 {
770         u32 dm = apic->dest_mode_logical ? APIC_DEST_LOGICAL : APIC_DEST_PHYSICAL;
771         unsigned long send_status, accept_status = 0;
772         int maxlvt;
773
774         /* Target chip */
775         /* Boot on the stack */
776         /* Kick the second */
777         apic_icr_write(APIC_DM_NMI | dm, apicid);
778
779         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
780         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
781
782         /*
783          * Give the other CPU some time to accept the IPI.
784          */
785         udelay(200);
786         if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version)) {
787                 maxlvt = lapic_get_maxlvt();
788                 if (maxlvt > 3)                 /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
789                         apic_write(APIC_ESR, 0);
790                 accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
791         }
792         pr_debug("NMI sent\n");
793
794         if (send_status)
795                 pr_err("APIC never delivered???\n");
796         if (accept_status)
797                 pr_err("APIC delivery error (%lx)\n", accept_status);
798
799         return (send_status | accept_status);
800 }
801
802 static int
803 wakeup_secondary_cpu_via_init(int phys_apicid, unsigned long start_eip)
804 {
805         unsigned long send_status = 0, accept_status = 0;
806         int maxlvt, num_starts, j;
807
808         maxlvt = lapic_get_maxlvt();
809
810         /*
811          * Be paranoid about clearing APIC errors.
812          */
813         if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version)) {
814                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
815                         apic_write(APIC_ESR, 0);
816                 apic_read(APIC_ESR);
817         }
818
819         pr_debug("Asserting INIT\n");
820
821         /*
822          * Turn INIT on target chip
823          */
824         /*
825          * Send IPI
826          */
827         apic_icr_write(APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_INT_ASSERT | APIC_DM_INIT,
828                        phys_apicid);
829
830         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
831         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
832
833         udelay(init_udelay);
834
835         pr_debug("Deasserting INIT\n");
836
837         /* Target chip */
838         /* Send IPI */
839         apic_icr_write(APIC_INT_LEVELTRIG | APIC_DM_INIT, phys_apicid);
840
841         pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
842         send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
843
844         mb();
845
846         /*
847          * Should we send STARTUP IPIs ?
848          *
849          * Determine this based on the APIC version.
850          * If we don't have an integrated APIC, don't send the STARTUP IPIs.
851          */
852         if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version))
853                 num_starts = 2;
854         else
855                 num_starts = 0;
856
857         /*
858          * Run STARTUP IPI loop.
859          */
860         pr_debug("#startup loops: %d\n", num_starts);
861
862         for (j = 1; j <= num_starts; j++) {
863                 pr_debug("Sending STARTUP #%d\n", j);
864                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
865                         apic_write(APIC_ESR, 0);
866                 apic_read(APIC_ESR);
867                 pr_debug("After apic_write\n");
868
869                 /*
870                  * STARTUP IPI
871                  */
872
873                 /* Target chip */
874                 /* Boot on the stack */
875                 /* Kick the second */
876                 apic_icr_write(APIC_DM_STARTUP | (start_eip >> 12),
877                                phys_apicid);
878
879                 /*
880                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
881                  */
882                 if (init_udelay == 0)
883                         udelay(10);
884                 else
885                         udelay(300);
886
887                 pr_debug("Startup point 1\n");
888
889                 pr_debug("Waiting for send to finish...\n");
890                 send_status = safe_apic_wait_icr_idle();
891
892                 /*
893                  * Give the other CPU some time to accept the IPI.
894                  */
895                 if (init_udelay == 0)
896                         udelay(10);
897                 else
898                         udelay(200);
899
900                 if (maxlvt > 3)         /* Due to the Pentium erratum 3AP.  */
901                         apic_write(APIC_ESR, 0);
902                 accept_status = (apic_read(APIC_ESR) & 0xEF);
903                 if (send_status || accept_status)
904                         break;
905         }
906         pr_debug("After Startup\n");
907
908         if (send_status)
909                 pr_err("APIC never delivered???\n");
910         if (accept_status)
911                 pr_err("APIC delivery error (%lx)\n", accept_status);
912
913         return (send_status | accept_status);
914 }
915
916 /* reduce the number of lines printed when booting a large cpu count system */
917 static void announce_cpu(int cpu, int apicid)
918 {
919         static int current_node = NUMA_NO_NODE;
920         int node = early_cpu_to_node(cpu);
921         static int width, node_width;
922
923         if (!width)
924                 width = num_digits(num_possible_cpus()) + 1; /* + '#' sign */
925
926         if (!node_width)
927                 node_width = num_digits(num_possible_nodes()) + 1; /* + '#' */
928
929         if (cpu == 1)
930                 printk(KERN_INFO "x86: Booting SMP configuration:\n");
931
932         if (system_state < SYSTEM_RUNNING) {
933                 if (node != current_node) {
934                         if (current_node > (-1))
935                                 pr_cont("\n");
936                         current_node = node;
937
938                         printk(KERN_INFO ".... node %*s#%d, CPUs:  ",
939                                node_width - num_digits(node), " ", node);
940                 }
941
942                 /* Add padding for the BSP */
943                 if (cpu == 1)
944                         pr_cont("%*s", width + 1, " ");
945
946                 pr_cont("%*s#%d", width - num_digits(cpu), " ", cpu);
947
948         } else
949                 pr_info("Booting Node %d Processor %d APIC 0x%x\n",
950                         node, cpu, apicid);
951 }
952
953 static int wakeup_cpu0_nmi(unsigned int cmd, struct pt_regs *regs)
954 {
955         int cpu;
956
957         cpu = smp_processor_id();
958         if (cpu == 0 && !cpu_online(cpu) && enable_start_cpu0)
959                 return NMI_HANDLED;
960
961         return NMI_DONE;
962 }
963
964 /*
965  * Wake up AP by INIT, INIT, STARTUP sequence.
966  *
967  * Instead of waiting for STARTUP after INITs, BSP will execute the BIOS
968  * boot-strap code which is not a desired behavior for waking up BSP. To
969  * void the boot-strap code, wake up CPU0 by NMI instead.
970  *
971  * This works to wake up soft offlined CPU0 only. If CPU0 is hard offlined
972  * (i.e. physically hot removed and then hot added), NMI won't wake it up.
973  * We'll change this code in the future to wake up hard offlined CPU0 if
974  * real platform and request are available.
975  */
976 static int
977 wakeup_cpu_via_init_nmi(int cpu, unsigned long start_ip, int apicid,
978                int *cpu0_nmi_registered)
979 {
980         int id;
981         int boot_error;
982
983         preempt_disable();
984
985         /*
986          * Wake up AP by INIT, INIT, STARTUP sequence.
987          */
988         if (cpu) {
989                 boot_error = wakeup_secondary_cpu_via_init(apicid, start_ip);
990                 goto out;
991         }
992
993         /*
994          * Wake up BSP by nmi.
995          *
996          * Register a NMI handler to help wake up CPU0.
997          */
998         boot_error = register_nmi_handler(NMI_LOCAL,
999                                           wakeup_cpu0_nmi, 0, "wake_cpu0");
1000
1001         if (!boot_error) {
1002                 enable_start_cpu0 = 1;
1003                 *cpu0_nmi_registered = 1;
1004                 id = apic->dest_mode_logical ? cpu0_logical_apicid : apicid;
1005                 boot_error = wakeup_secondary_cpu_via_nmi(id, start_ip);
1006         }
1007
1008 out:
1009         preempt_enable();
1010
1011         return boot_error;
1012 }
1013
1014 int common_cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *idle)
1015 {
1016         int ret;
1017
1018         /* Just in case we booted with a single CPU. */
1019         alternatives_enable_smp();
1020
1021         per_cpu(current_task, cpu) = idle;
1022         cpu_init_stack_canary(cpu, idle);
1023
1024         /* Initialize the interrupt stack(s) */
1025         ret = irq_init_percpu_irqstack(cpu);
1026         if (ret)
1027                 return ret;
1028
1029 #ifdef CONFIG_X86_32
1030         /* Stack for startup_32 can be just as for start_secondary onwards */
1031         per_cpu(cpu_current_top_of_stack, cpu) = task_top_of_stack(idle);
1032 #else
1033         initial_gs = per_cpu_offset(cpu);
1034 #endif
1035         return 0;
1036 }
1037
1038 /*
1039  * NOTE - on most systems this is a PHYSICAL apic ID, but on multiquad
1040  * (ie clustered apic addressing mode), this is a LOGICAL apic ID.
1041  * Returns zero if CPU booted OK, else error code from
1042  * ->wakeup_secondary_cpu.
1043  */
1044 static int do_boot_cpu(int apicid, int cpu, struct task_struct *idle,
1045                        int *cpu0_nmi_registered)
1046 {
1047         /* start_ip had better be page-aligned! */
1048         unsigned long start_ip = real_mode_header->trampoline_start;
1049
1050         unsigned long boot_error = 0;
1051         unsigned long timeout;
1052
1053         idle->thread.sp = (unsigned long)task_pt_regs(idle);
1054         early_gdt_descr.address = (unsigned long)get_cpu_gdt_rw(cpu);
1055         initial_code = (unsigned long)start_secondary;
1056         initial_stack  = idle->thread.sp;
1057
1058         /* Enable the espfix hack for this CPU */
1059         init_espfix_ap(cpu);
1060
1061         /* So we see what's up */
1062         announce_cpu(cpu, apicid);
1063
1064         /*
1065          * This grunge runs the startup process for
1066          * the targeted processor.
1067          */
1068
1069         if (x86_platform.legacy.warm_reset) {
1070
1071                 pr_debug("Setting warm reset code and vector.\n");
1072
1073                 smpboot_setup_warm_reset_vector(start_ip);
1074                 /*
1075                  * Be paranoid about clearing APIC errors.
1076                 */
1077                 if (APIC_INTEGRATED(boot_cpu_apic_version)) {
1078                         apic_write(APIC_ESR, 0);
1079                         apic_read(APIC_ESR);
1080                 }
1081         }
1082
1083         /*
1084          * AP might wait on cpu_callout_mask in cpu_init() with
1085          * cpu_initialized_mask set if previous attempt to online
1086          * it timed-out. Clear cpu_initialized_mask so that after
1087          * INIT/SIPI it could start with a clean state.
1088          */
1089         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_initialized_mask);
1090         smp_mb();
1091
1092         /*
1093          * Wake up a CPU in difference cases:
1094          * - Use the method in the APIC driver if it's defined
1095          * Otherwise,
1096          * - Use an INIT boot APIC message for APs or NMI for BSP.
1097          */
1098         if (apic->wakeup_secondary_cpu)
1099                 boot_error = apic->wakeup_secondary_cpu(apicid, start_ip);
1100         else
1101                 boot_error = wakeup_cpu_via_init_nmi(cpu, start_ip, apicid,
1102                                                      cpu0_nmi_registered);
1103
1104         if (!boot_error) {
1105                 /*
1106                  * Wait 10s total for first sign of life from AP
1107                  */
1108                 boot_error = -1;
1109                 timeout = jiffies + 10*HZ;
1110                 while (time_before(jiffies, timeout)) {
1111                         if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_initialized_mask)) {
1112                                 /*
1113                                  * Tell AP to proceed with initialization
1114                                  */
1115                                 cpumask_set_cpu(cpu, cpu_callout_mask);
1116                                 boot_error = 0;
1117                                 break;
1118                         }
1119                         schedule();
1120                 }
1121         }
1122
1123         if (!boot_error) {
1124                 /*
1125                  * Wait till AP completes initial initialization
1126                  */
1127                 while (!cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callin_mask)) {
1128                         /*
1129                          * Allow other tasks to run while we wait for the
1130                          * AP to come online. This also gives a chance
1131                          * for the MTRR work(triggered by the AP coming online)
1132                          * to be completed in the stop machine context.
1133                          */
1134                         schedule();
1135                 }
1136         }
1137
1138         if (x86_platform.legacy.warm_reset) {
1139                 /*
1140                  * Cleanup possible dangling ends...
1141                  */
1142                 smpboot_restore_warm_reset_vector();
1143         }
1144
1145         return boot_error;
1146 }
1147
1148 int native_cpu_up(unsigned int cpu, struct task_struct *tidle)
1149 {
1150         int apicid = apic->cpu_present_to_apicid(cpu);
1151         int cpu0_nmi_registered = 0;
1152         unsigned long flags;
1153         int err, ret = 0;
1154
1155         lockdep_assert_irqs_enabled();
1156
1157         pr_debug("++++++++++++++++++++=_---CPU UP  %u\n", cpu);
1158
1159         if (apicid == BAD_APICID ||
1160             !physid_isset(apicid, phys_cpu_present_map) ||
1161             !apic->apic_id_valid(apicid)) {
1162                 pr_err("%s: bad cpu %d\n", __func__, cpu);
1163                 return -EINVAL;
1164         }
1165
1166         /*
1167          * Already booted CPU?
1168          */
1169         if (cpumask_test_cpu(cpu, cpu_callin_mask)) {
1170                 pr_debug("do_boot_cpu %d Already started\n", cpu);
1171                 return -ENOSYS;
1172         }
1173
1174         /*
1175          * Save current MTRR state in case it was changed since early boot
1176          * (e.g. by the ACPI SMI) to initialize new CPUs with MTRRs in sync:
1177          */
1178         mtrr_save_state();
1179
1180         /* x86 CPUs take themselves offline, so delayed offline is OK. */
1181         err = cpu_check_up_prepare(cpu);
1182         if (err && err != -EBUSY)
1183                 return err;
1184
1185         /* the FPU context is blank, nobody can own it */
1186         per_cpu(fpu_fpregs_owner_ctx, cpu) = NULL;
1187
1188         err = common_cpu_up(cpu, tidle);
1189         if (err)
1190                 return err;
1191
1192         err = do_boot_cpu(apicid, cpu, tidle, &cpu0_nmi_registered);
1193         if (err) {
1194                 pr_err("do_boot_cpu failed(%d) to wakeup CPU#%u\n", err, cpu);
1195                 ret = -EIO;
1196                 goto unreg_nmi;
1197         }
1198
1199         /*
1200          * Check TSC synchronization with the AP (keep irqs disabled
1201          * while doing so):
1202          */
1203         local_irq_save(flags);
1204         check_tsc_sync_source(cpu);
1205         local_irq_restore(flags);
1206
1207         while (!cpu_online(cpu)) {
1208                 cpu_relax();
1209                 touch_nmi_watchdog();
1210         }
1211
1212 unreg_nmi:
1213         /*
1214          * Clean up the nmi handler. Do this after the callin and callout sync
1215          * to avoid impact of possible long unregister time.
1216          */
1217         if (cpu0_nmi_registered)
1218                 unregister_nmi_handler(NMI_LOCAL, "wake_cpu0");
1219
1220         return ret;
1221 }
1222
1223 /**
1224  * arch_disable_smp_support() - disables SMP support for x86 at runtime
1225  */
1226 void arch_disable_smp_support(void)
1227 {
1228         disable_ioapic_support();
1229 }
1230
1231 /*
1232  * Fall back to non SMP mode after errors.
1233  *
1234  * RED-PEN audit/test this more. I bet there is more state messed up here.
1235  */
1236 static __init void disable_smp(void)
1237 {
1238         pr_info("SMP disabled\n");
1239
1240         disable_ioapic_support();
1241
1242         init_cpu_present(cpumask_of(0));
1243         init_cpu_possible(cpumask_of(0));
1244
1245         if (smp_found_config)
1246                 physid_set_mask_of_physid(boot_cpu_physical_apicid, &phys_cpu_present_map);
1247         else
1248                 physid_set_mask_of_physid(0, &phys_cpu_present_map);
1249         cpumask_set_cpu(0, topology_sibling_cpumask(0));
1250         cpumask_set_cpu(0, topology_core_cpumask(0));
1251         cpumask_set_cpu(0, topology_die_cpumask(0));
1252 }
1253
1254 /*
1255  * Various sanity checks.
1256  */
1257 static void __init smp_sanity_check(void)
1258 {
1259         preempt_disable();
1260
1261 #if !defined(CONFIG_X86_BIGSMP) && defined(CONFIG_X86_32)
1262         if (def_to_bigsmp && nr_cpu_ids > 8) {
1263                 unsigned int cpu;
1264                 unsigned nr;
1265
1266                 pr_warn("More than 8 CPUs detected - skipping them\n"
1267                         "Use CONFIG_X86_BIGSMP\n");
1268
1269                 nr = 0;
1270                 for_each_present_cpu(cpu) {
1271                         if (nr >= 8)
1272                                 set_cpu_present(cpu, false);
1273                         nr++;
1274                 }
1275
1276                 nr = 0;
1277                 for_each_possible_cpu(cpu) {
1278                         if (nr >= 8)
1279                                 set_cpu_possible(cpu, false);
1280                         nr++;
1281                 }
1282
1283                 nr_cpu_ids = 8;
1284         }
1285 #endif
1286
1287         if (!physid_isset(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map)) {
1288                 pr_warn("weird, boot CPU (#%d) not listed by the BIOS\n",
1289                         hard_smp_processor_id());
1290
1291                 physid_set(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map);
1292         }
1293
1294         /*
1295          * Should not be necessary because the MP table should list the boot
1296          * CPU too, but we do it for the sake of robustness anyway.
1297          */
1298         if (!apic->check_phys_apicid_present(boot_cpu_physical_apicid)) {
1299                 pr_notice("weird, boot CPU (#%d) not listed by the BIOS\n",
1300                           boot_cpu_physical_apicid);
1301                 physid_set(hard_smp_processor_id(), phys_cpu_present_map);
1302         }
1303         preempt_enable();
1304 }
1305
1306 static void __init smp_cpu_index_default(void)
1307 {
1308         int i;
1309         struct cpuinfo_x86 *c;
1310
1311         for_each_possible_cpu(i) {
1312                 c = &cpu_data(i);
1313                 /* mark all to hotplug */
1314                 c->cpu_index = nr_cpu_ids;
1315         }
1316 }
1317
1318 static void __init smp_get_logical_apicid(void)
1319 {
1320         if (x2apic_mode)
1321                 cpu0_logical_apicid = apic_read(APIC_LDR);
1322         else
1323                 cpu0_logical_apicid = GET_APIC_LOGICAL_ID(apic_read(APIC_LDR));
1324 }
1325
1326 /*
1327  * Prepare for SMP bootup.
1328  * @max_cpus: configured maximum number of CPUs, It is a legacy parameter
1329  *            for common interface support.
1330  */
1331 void __init native_smp_prepare_cpus(unsigned int max_cpus)
1332 {
1333         unsigned int i;
1334
1335         smp_cpu_index_default();
1336
1337         /*
1338          * Setup boot CPU information
1339          */
1340         smp_store_boot_cpu_info(); /* Final full version of the data */
1341         cpumask_copy(cpu_callin_mask, cpumask_of(0));
1342         mb();
1343
1344         for_each_possible_cpu(i) {
1345                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_sibling_map, i), GFP_KERNEL);
1346                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_core_map, i), GFP_KERNEL);
1347                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_die_map, i), GFP_KERNEL);
1348                 zalloc_cpumask_var(&per_cpu(cpu_llc_shared_map, i), GFP_KERNEL);
1349         }
1350
1351         /*
1352          * Set 'default' x86 topology, this matches default_topology() in that
1353          * it has NUMA nodes as a topology level. See also
1354          * native_smp_cpus_done().
1355          *
1356          * Must be done before set_cpus_sibling_map() is ran.
1357          */
1358         set_sched_topology(x86_topology);
1359
1360         set_cpu_sibling_map(0);
1361         init_freq_invariance(false, false);
1362         smp_sanity_check();
1363
1364         switch (apic_intr_mode) {
1365         case APIC_PIC:
1366         case APIC_VIRTUAL_WIRE_NO_CONFIG:
1367                 disable_smp();
1368                 return;
1369         case APIC_SYMMETRIC_IO_NO_ROUTING:
1370                 disable_smp();
1371                 /* Setup local timer */
1372                 x86_init.timers.setup_percpu_clockev();
1373                 return;
1374         case APIC_VIRTUAL_WIRE:
1375         case APIC_SYMMETRIC_IO:
1376                 break;
1377         }
1378
1379         /* Setup local timer */
1380         x86_init.timers.setup_percpu_clockev();
1381
1382         smp_get_logical_apicid();
1383
1384         pr_info("CPU0: ");
1385         print_cpu_info(&cpu_data(0));
1386
1387         uv_system_init();
1388
1389         set_mtrr_aps_delayed_init();
1390
1391         smp_quirk_init_udelay();
1392
1393         speculative_store_bypass_ht_init();
1394 }
1395
1396 void arch_thaw_secondary_cpus_begin(void)
1397 {
1398         set_mtrr_aps_delayed_init();
1399 }
1400
1401 void arch_thaw_secondary_cpus_end(void)
1402 {
1403         mtrr_aps_init();
1404 }
1405
1406 /*
1407  * Early setup to make printk work.
1408  */
1409 void __init native_smp_prepare_boot_cpu(void)
1410 {
1411         int me = smp_processor_id();
1412         switch_to_new_gdt(me);
1413         /* already set me in cpu_online_mask in boot_cpu_init() */
1414         cpumask_set_cpu(me, cpu_callout_mask);
1415         cpu_set_state_online(me);
1416         native_pv_lock_init();
1417 }
1418
1419 void __init calculate_max_logical_packages(void)
1420 {
1421         int ncpus;
1422
1423         /*
1424          * Today neither Intel nor AMD support heterogeneous systems so
1425          * extrapolate the boot cpu's data to all packages.
1426          */
1427         ncpus = cpu_data(0).booted_cores * topology_max_smt_threads();
1428         __max_logical_packages = DIV_ROUND_UP(total_cpus, ncpus);
1429         pr_info("Max logical packages: %u\n", __max_logical_packages);
1430 }
1431
1432 void __init native_smp_cpus_done(unsigned int max_cpus)
1433 {
1434         pr_debug("Boot done\n");
1435
1436         calculate_max_logical_packages();
1437
1438         if (x86_has_numa_in_package)
1439                 set_sched_topology(x86_numa_in_package_topology);
1440
1441         nmi_selftest();
1442         impress_friends();
1443         mtrr_aps_init();
1444 }
1445
1446 static int __initdata setup_possible_cpus = -1;
1447 static int __init _setup_possible_cpus(char *str)
1448 {
1449         get_option(&str, &setup_possible_cpus);
1450         return 0;
1451 }
1452 early_param("possible_cpus", _setup_possible_cpus);
1453
1454
1455 /*
1456  * cpu_possible_mask should be static, it cannot change as cpu's
1457  * are onlined, or offlined. The reason is per-cpu data-structures
1458  * are allocated by some modules at init time, and don't expect to
1459  * do this dynamically on cpu arrival/departure.
1460  * cpu_present_mask on the other hand can change dynamically.
1461  * In case when cpu_hotplug is not compiled, then we resort to current
1462  * behaviour, which is cpu_possible == cpu_present.
1463  * - Ashok Raj
1464  *
1465  * Three ways to find out the number of additional hotplug CPUs:
1466  * - If the BIOS specified disabled CPUs in ACPI/mptables use that.
1467  * - The user can overwrite it with possible_cpus=NUM
1468  * - Otherwise don't reserve additional CPUs.
1469  * We do this because additional CPUs waste a lot of memory.
1470  * -AK
1471  */
1472 __init void prefill_possible_map(void)
1473 {
1474         int i, possible;
1475
1476         /* No boot processor was found in mptable or ACPI MADT */
1477         if (!num_processors) {
1478                 if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_APIC)) {
1479                         int apicid = boot_cpu_physical_apicid;
1480                         int cpu = hard_smp_processor_id();
1481
1482                         pr_warn("Boot CPU (id %d) not listed by BIOS\n", cpu);
1483
1484                         /* Make sure boot cpu is enumerated */
1485                         if (apic->cpu_present_to_apicid(0) == BAD_APICID &&
1486                             apic->apic_id_valid(apicid))
1487                                 generic_processor_info(apicid, boot_cpu_apic_version);
1488                 }
1489
1490                 if (!num_processors)
1491                         num_processors = 1;
1492         }
1493
1494         i = setup_max_cpus ?: 1;
1495         if (setup_possible_cpus == -1) {
1496                 possible = num_processors;
1497 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1498                 if (setup_max_cpus)
1499                         possible += disabled_cpus;
1500 #else
1501                 if (possible > i)
1502                         possible = i;
1503 #endif
1504         } else
1505                 possible = setup_possible_cpus;
1506
1507         total_cpus = max_t(int, possible, num_processors + disabled_cpus);
1508
1509         /* nr_cpu_ids could be reduced via nr_cpus= */
1510         if (possible > nr_cpu_ids) {
1511                 pr_warn("%d Processors exceeds NR_CPUS limit of %u\n",
1512                         possible, nr_cpu_ids);
1513                 possible = nr_cpu_ids;
1514         }
1515
1516 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1517         if (!setup_max_cpus)
1518 #endif
1519         if (possible > i) {
1520                 pr_warn("%d Processors exceeds max_cpus limit of %u\n",
1521                         possible, setup_max_cpus);
1522                 possible = i;
1523         }
1524
1525         nr_cpu_ids = possible;
1526
1527         pr_info("Allowing %d CPUs, %d hotplug CPUs\n",
1528                 possible, max_t(int, possible - num_processors, 0));
1529
1530         reset_cpu_possible_mask();
1531
1532         for (i = 0; i < possible; i++)
1533                 set_cpu_possible(i, true);
1534 }
1535
1536 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1537
1538 /* Recompute SMT state for all CPUs on offline */
1539 static void recompute_smt_state(void)
1540 {
1541         int max_threads, cpu;
1542
1543         max_threads = 0;
1544         for_each_online_cpu (cpu) {
1545                 int threads = cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(cpu));
1546
1547                 if (threads > max_threads)
1548                         max_threads = threads;
1549         }
1550         __max_smt_threads = max_threads;
1551 }
1552
1553 static void remove_siblinginfo(int cpu)
1554 {
1555         int sibling;
1556         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(cpu);
1557
1558         for_each_cpu(sibling, topology_core_cpumask(cpu)) {
1559                 cpumask_clear_cpu(cpu, topology_core_cpumask(sibling));
1560                 /*/
1561                  * last thread sibling in this cpu core going down
1562                  */
1563                 if (cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(cpu)) == 1)
1564                         cpu_data(sibling).booted_cores--;
1565         }
1566
1567         for_each_cpu(sibling, topology_die_cpumask(cpu))
1568                 cpumask_clear_cpu(cpu, topology_die_cpumask(sibling));
1569
1570         for_each_cpu(sibling, topology_sibling_cpumask(cpu)) {
1571                 cpumask_clear_cpu(cpu, topology_sibling_cpumask(sibling));
1572                 if (cpumask_weight(topology_sibling_cpumask(sibling)) == 1)
1573                         cpu_data(sibling).smt_active = false;
1574         }
1575
1576         for_each_cpu(sibling, cpu_llc_shared_mask(cpu))
1577                 cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_llc_shared_mask(sibling));
1578         cpumask_clear(cpu_llc_shared_mask(cpu));
1579         cpumask_clear(topology_sibling_cpumask(cpu));
1580         cpumask_clear(topology_core_cpumask(cpu));
1581         cpumask_clear(topology_die_cpumask(cpu));
1582         c->cpu_core_id = 0;
1583         c->booted_cores = 0;
1584         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_sibling_setup_mask);
1585         recompute_smt_state();
1586 }
1587
1588 static void remove_cpu_from_maps(int cpu)
1589 {
1590         set_cpu_online(cpu, false);
1591         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_callout_mask);
1592         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_callin_mask);
1593         /* was set by cpu_init() */
1594         cpumask_clear_cpu(cpu, cpu_initialized_mask);
1595         numa_remove_cpu(cpu);
1596 }
1597
1598 void cpu_disable_common(void)
1599 {
1600         int cpu = smp_processor_id();
1601
1602         remove_siblinginfo(cpu);
1603
1604         /* It's now safe to remove this processor from the online map */
1605         lock_vector_lock();
1606         remove_cpu_from_maps(cpu);
1607         unlock_vector_lock();
1608         fixup_irqs();
1609         lapic_offline();
1610 }
1611
1612 int native_cpu_disable(void)
1613 {
1614         int ret;
1615
1616         ret = lapic_can_unplug_cpu();
1617         if (ret)
1618                 return ret;
1619
1620         cpu_disable_common();
1621
1622         /*
1623          * Disable the local APIC. Otherwise IPI broadcasts will reach
1624          * it. It still responds normally to INIT, NMI, SMI, and SIPI
1625          * messages.
1626          *
1627          * Disabling the APIC must happen after cpu_disable_common()
1628          * which invokes fixup_irqs().
1629          *
1630          * Disabling the APIC preserves already set bits in IRR, but
1631          * an interrupt arriving after disabling the local APIC does not
1632          * set the corresponding IRR bit.
1633          *
1634          * fixup_irqs() scans IRR for set bits so it can raise a not
1635          * yet handled interrupt on the new destination CPU via an IPI
1636          * but obviously it can't do so for IRR bits which are not set.
1637          * IOW, interrupts arriving after disabling the local APIC will
1638          * be lost.
1639          */
1640         apic_soft_disable();
1641
1642         return 0;
1643 }
1644
1645 int common_cpu_die(unsigned int cpu)
1646 {
1647         int ret = 0;
1648
1649         /* We don't do anything here: idle task is faking death itself. */
1650
1651         /* They ack this in play_dead() by setting CPU_DEAD */
1652         if (cpu_wait_death(cpu, 5)) {
1653                 if (system_state == SYSTEM_RUNNING)
1654                         pr_info("CPU %u is now offline\n", cpu);
1655         } else {
1656                 pr_err("CPU %u didn't die...\n", cpu);
1657                 ret = -1;
1658         }
1659
1660         return ret;
1661 }
1662
1663 void native_cpu_die(unsigned int cpu)
1664 {
1665         common_cpu_die(cpu);
1666 }
1667
1668 void play_dead_common(void)
1669 {
1670         idle_task_exit();
1671
1672         /* Ack it */
1673         (void)cpu_report_death();
1674
1675         /*
1676          * With physical CPU hotplug, we should halt the cpu
1677          */
1678         local_irq_disable();
1679 }
1680
1681 /**
1682  * cond_wakeup_cpu0 - Wake up CPU0 if needed.
1683  *
1684  * If NMI wants to wake up CPU0, start CPU0.
1685  */
1686 void cond_wakeup_cpu0(void)
1687 {
1688         if (smp_processor_id() == 0 && enable_start_cpu0)
1689                 start_cpu0();
1690 }
1691 EXPORT_SYMBOL_GPL(cond_wakeup_cpu0);
1692
1693 /*
1694  * We need to flush the caches before going to sleep, lest we have
1695  * dirty data in our caches when we come back up.
1696  */
1697 static inline void mwait_play_dead(void)
1698 {
1699         struct mwait_cpu_dead *md = this_cpu_ptr(&mwait_cpu_dead);
1700         unsigned int eax, ebx, ecx, edx;
1701         unsigned int highest_cstate = 0;
1702         unsigned int highest_subcstate = 0;
1703         int i;
1704
1705         if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD ||
1706             boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_HYGON)
1707                 return;
1708         if (!this_cpu_has(X86_FEATURE_MWAIT))
1709                 return;
1710         if (!this_cpu_has(X86_FEATURE_CLFLUSH))
1711                 return;
1712         if (__this_cpu_read(cpu_info.cpuid_level) < CPUID_MWAIT_LEAF)
1713                 return;
1714
1715         eax = CPUID_MWAIT_LEAF;
1716         ecx = 0;
1717         native_cpuid(&eax, &ebx, &ecx, &edx);
1718
1719         /*
1720          * eax will be 0 if EDX enumeration is not valid.
1721          * Initialized below to cstate, sub_cstate value when EDX is valid.
1722          */
1723         if (!(ecx & CPUID5_ECX_EXTENSIONS_SUPPORTED)) {
1724                 eax = 0;
1725         } else {
1726                 edx >>= MWAIT_SUBSTATE_SIZE;
1727                 for (i = 0; i < 7 && edx; i++, edx >>= MWAIT_SUBSTATE_SIZE) {
1728                         if (edx & MWAIT_SUBSTATE_MASK) {
1729                                 highest_cstate = i;
1730                                 highest_subcstate = edx & MWAIT_SUBSTATE_MASK;
1731                         }
1732                 }
1733                 eax = (highest_cstate << MWAIT_SUBSTATE_SIZE) |
1734                         (highest_subcstate - 1);
1735         }
1736
1737         wbinvd();
1738
1739         while (1) {
1740                 /*
1741                  * The CLFLUSH is a workaround for erratum AAI65 for
1742                  * the Xeon 7400 series.  It's not clear it is actually
1743                  * needed, but it should be harmless in either case.
1744                  * The WBINVD is insufficient due to the spurious-wakeup
1745                  * case where we return around the loop.
1746                  */
1747                 mb();
1748                 clflush(md);
1749                 mb();
1750                 __monitor(md, 0, 0);
1751                 mb();
1752                 __mwait(eax, 0);
1753
1754                 cond_wakeup_cpu0();
1755         }
1756 }
1757
1758 void hlt_play_dead(void)
1759 {
1760         if (__this_cpu_read(cpu_info.x86) >= 4)
1761                 wbinvd();
1762
1763         while (1) {
1764                 native_halt();
1765
1766                 cond_wakeup_cpu0();
1767         }
1768 }
1769
1770 void native_play_dead(void)
1771 {
1772         play_dead_common();
1773         tboot_shutdown(TB_SHUTDOWN_WFS);
1774
1775         mwait_play_dead();      /* Only returns on failure */
1776         if (cpuidle_play_dead())
1777                 hlt_play_dead();
1778 }
1779
1780 #else /* ... !CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1781 int native_cpu_disable(void)
1782 {
1783         return -ENOSYS;
1784 }
1785
1786 void native_cpu_die(unsigned int cpu)
1787 {
1788         /* We said "no" in __cpu_disable */
1789         BUG();
1790 }
1791
1792 void native_play_dead(void)
1793 {
1794         BUG();
1795 }
1796
1797 #endif
1798
1799 #ifdef CONFIG_X86_64
1800 /*
1801  * APERF/MPERF frequency ratio computation.
1802  *
1803  * The scheduler wants to do frequency invariant accounting and needs a <1
1804  * ratio to account for the 'current' frequency, corresponding to
1805  * freq_curr / freq_max.
1806  *
1807  * Since the frequency freq_curr on x86 is controlled by micro-controller and
1808  * our P-state setting is little more than a request/hint, we need to observe
1809  * the effective frequency 'BusyMHz', i.e. the average frequency over a time
1810  * interval after discarding idle time. This is given by:
1811  *
1812  *   BusyMHz = delta_APERF / delta_MPERF * freq_base
1813  *
1814  * where freq_base is the max non-turbo P-state.
1815  *
1816  * The freq_max term has to be set to a somewhat arbitrary value, because we
1817  * can't know which turbo states will be available at a given point in time:
1818  * it all depends on the thermal headroom of the entire package. We set it to
1819  * the turbo level with 4 cores active.
1820  *
1821  * Benchmarks show that's a good compromise between the 1C turbo ratio
1822  * (freq_curr/freq_max would rarely reach 1) and something close to freq_base,
1823  * which would ignore the entire turbo range (a conspicuous part, making
1824  * freq_curr/freq_max always maxed out).
1825  *
1826  * An exception to the heuristic above is the Atom uarch, where we choose the
1827  * highest turbo level for freq_max since Atom's are generally oriented towards
1828  * power efficiency.
1829  *
1830  * Setting freq_max to anything less than the 1C turbo ratio makes the ratio
1831  * freq_curr / freq_max to eventually grow >1, in which case we clip it to 1.
1832  */
1833
1834 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(arch_scale_freq_key);
1835
1836 static DEFINE_PER_CPU(u64, arch_prev_aperf);
1837 static DEFINE_PER_CPU(u64, arch_prev_mperf);
1838 static u64 arch_turbo_freq_ratio = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1839 static u64 arch_max_freq_ratio = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1840
1841 void arch_set_max_freq_ratio(bool turbo_disabled)
1842 {
1843         arch_max_freq_ratio = turbo_disabled ? SCHED_CAPACITY_SCALE :
1844                                         arch_turbo_freq_ratio;
1845 }
1846 EXPORT_SYMBOL_GPL(arch_set_max_freq_ratio);
1847
1848 static bool turbo_disabled(void)
1849 {
1850         u64 misc_en;
1851         int err;
1852
1853         err = rdmsrl_safe(MSR_IA32_MISC_ENABLE, &misc_en);
1854         if (err)
1855                 return false;
1856
1857         return (misc_en & MSR_IA32_MISC_ENABLE_TURBO_DISABLE);
1858 }
1859
1860 static bool slv_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq)
1861 {
1862         int err;
1863
1864         err = rdmsrl_safe(MSR_ATOM_CORE_RATIOS, base_freq);
1865         if (err)
1866                 return false;
1867
1868         err = rdmsrl_safe(MSR_ATOM_CORE_TURBO_RATIOS, turbo_freq);
1869         if (err)
1870                 return false;
1871
1872         *base_freq = (*base_freq >> 16) & 0x3F;     /* max P state */
1873         *turbo_freq = *turbo_freq & 0x3F;           /* 1C turbo    */
1874
1875         return true;
1876 }
1877
1878 #define X86_MATCH(model)                                        \
1879         X86_MATCH_VENDOR_FAM_MODEL_FEATURE(INTEL, 6,            \
1880                 INTEL_FAM6_##model, X86_FEATURE_APERFMPERF, NULL)
1881
1882 static const struct x86_cpu_id has_knl_turbo_ratio_limits[] = {
1883         X86_MATCH(XEON_PHI_KNL),
1884         X86_MATCH(XEON_PHI_KNM),
1885         {}
1886 };
1887
1888 static const struct x86_cpu_id has_skx_turbo_ratio_limits[] = {
1889         X86_MATCH(SKYLAKE_X),
1890         {}
1891 };
1892
1893 static const struct x86_cpu_id has_glm_turbo_ratio_limits[] = {
1894         X86_MATCH(ATOM_GOLDMONT),
1895         X86_MATCH(ATOM_GOLDMONT_D),
1896         X86_MATCH(ATOM_GOLDMONT_PLUS),
1897         {}
1898 };
1899
1900 static bool knl_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq,
1901                                 int num_delta_fratio)
1902 {
1903         int fratio, delta_fratio, found;
1904         int err, i;
1905         u64 msr;
1906
1907         err = rdmsrl_safe(MSR_PLATFORM_INFO, base_freq);
1908         if (err)
1909                 return false;
1910
1911         *base_freq = (*base_freq >> 8) & 0xFF;      /* max P state */
1912
1913         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, &msr);
1914         if (err)
1915                 return false;
1916
1917         fratio = (msr >> 8) & 0xFF;
1918         i = 16;
1919         found = 0;
1920         do {
1921                 if (found >= num_delta_fratio) {
1922                         *turbo_freq = fratio;
1923                         return true;
1924                 }
1925
1926                 delta_fratio = (msr >> (i + 5)) & 0x7;
1927
1928                 if (delta_fratio) {
1929                         found += 1;
1930                         fratio -= delta_fratio;
1931                 }
1932
1933                 i += 8;
1934         } while (i < 64);
1935
1936         return true;
1937 }
1938
1939 static bool skx_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq, int size)
1940 {
1941         u64 ratios, counts;
1942         u32 group_size;
1943         int err, i;
1944
1945         err = rdmsrl_safe(MSR_PLATFORM_INFO, base_freq);
1946         if (err)
1947                 return false;
1948
1949         *base_freq = (*base_freq >> 8) & 0xFF;      /* max P state */
1950
1951         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, &ratios);
1952         if (err)
1953                 return false;
1954
1955         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT1, &counts);
1956         if (err)
1957                 return false;
1958
1959         for (i = 0; i < 64; i += 8) {
1960                 group_size = (counts >> i) & 0xFF;
1961                 if (group_size >= size) {
1962                         *turbo_freq = (ratios >> i) & 0xFF;
1963                         return true;
1964                 }
1965         }
1966
1967         return false;
1968 }
1969
1970 static bool core_set_max_freq_ratio(u64 *base_freq, u64 *turbo_freq)
1971 {
1972         u64 msr;
1973         int err;
1974
1975         err = rdmsrl_safe(MSR_PLATFORM_INFO, base_freq);
1976         if (err)
1977                 return false;
1978
1979         err = rdmsrl_safe(MSR_TURBO_RATIO_LIMIT, &msr);
1980         if (err)
1981                 return false;
1982
1983         *base_freq = (*base_freq >> 8) & 0xFF;    /* max P state */
1984         *turbo_freq = (msr >> 24) & 0xFF;         /* 4C turbo    */
1985
1986         /* The CPU may have less than 4 cores */
1987         if (!*turbo_freq)
1988                 *turbo_freq = msr & 0xFF;         /* 1C turbo    */
1989
1990         return true;
1991 }
1992
1993 static bool intel_set_max_freq_ratio(void)
1994 {
1995         u64 base_freq, turbo_freq;
1996         u64 turbo_ratio;
1997
1998         if (slv_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq))
1999                 goto out;
2000
2001         if (x86_match_cpu(has_glm_turbo_ratio_limits) &&
2002             skx_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq, 1))
2003                 goto out;
2004
2005         if (x86_match_cpu(has_knl_turbo_ratio_limits) &&
2006             knl_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq, 1))
2007                 goto out;
2008
2009         if (x86_match_cpu(has_skx_turbo_ratio_limits) &&
2010             skx_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq, 4))
2011                 goto out;
2012
2013         if (core_set_max_freq_ratio(&base_freq, &turbo_freq))
2014                 goto out;
2015
2016         return false;
2017
2018 out:
2019         /*
2020          * Some hypervisors advertise X86_FEATURE_APERFMPERF
2021          * but then fill all MSR's with zeroes.
2022          * Some CPUs have turbo boost but don't declare any turbo ratio
2023          * in MSR_TURBO_RATIO_LIMIT.
2024          */
2025         if (!base_freq || !turbo_freq) {
2026                 pr_debug("Couldn't determine cpu base or turbo frequency, necessary for scale-invariant accounting.\n");
2027                 return false;
2028         }
2029
2030         turbo_ratio = div_u64(turbo_freq * SCHED_CAPACITY_SCALE, base_freq);
2031         if (!turbo_ratio) {
2032                 pr_debug("Non-zero turbo and base frequencies led to a 0 ratio.\n");
2033                 return false;
2034         }
2035
2036         arch_turbo_freq_ratio = turbo_ratio;
2037         arch_set_max_freq_ratio(turbo_disabled());
2038
2039         return true;
2040 }
2041
2042 #ifdef CONFIG_ACPI_CPPC_LIB
2043 static bool amd_set_max_freq_ratio(void)
2044 {
2045         struct cppc_perf_caps perf_caps;
2046         u64 highest_perf, nominal_perf;
2047         u64 perf_ratio;
2048         int rc;
2049
2050         rc = cppc_get_perf_caps(0, &perf_caps);
2051         if (rc) {
2052                 pr_debug("Could not retrieve perf counters (%d)\n", rc);
2053                 return false;
2054         }
2055
2056         highest_perf = amd_get_highest_perf();
2057         nominal_perf = perf_caps.nominal_perf;
2058
2059         if (!highest_perf || !nominal_perf) {
2060                 pr_debug("Could not retrieve highest or nominal performance\n");
2061                 return false;
2062         }
2063
2064         perf_ratio = div_u64(highest_perf * SCHED_CAPACITY_SCALE, nominal_perf);
2065         /* midpoint between max_boost and max_P */
2066         perf_ratio = (perf_ratio + SCHED_CAPACITY_SCALE) >> 1;
2067         if (!perf_ratio) {
2068                 pr_debug("Non-zero highest/nominal perf values led to a 0 ratio\n");
2069                 return false;
2070         }
2071
2072         arch_turbo_freq_ratio = perf_ratio;
2073         arch_set_max_freq_ratio(false);
2074
2075         return true;
2076 }
2077 #else
2078 static bool amd_set_max_freq_ratio(void)
2079 {
2080         return false;
2081 }
2082 #endif
2083
2084 static void init_counter_refs(void)
2085 {
2086         u64 aperf, mperf;
2087
2088         rdmsrl(MSR_IA32_APERF, aperf);
2089         rdmsrl(MSR_IA32_MPERF, mperf);
2090
2091         this_cpu_write(arch_prev_aperf, aperf);
2092         this_cpu_write(arch_prev_mperf, mperf);
2093 }
2094
2095 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
2096 static struct syscore_ops freq_invariance_syscore_ops = {
2097         .resume = init_counter_refs,
2098 };
2099
2100 static void register_freq_invariance_syscore_ops(void)
2101 {
2102         /* Bail out if registered already. */
2103         if (freq_invariance_syscore_ops.node.prev)
2104                 return;
2105
2106         register_syscore_ops(&freq_invariance_syscore_ops);
2107 }
2108 #else
2109 static inline void register_freq_invariance_syscore_ops(void) {}
2110 #endif
2111
2112 static void init_freq_invariance(bool secondary, bool cppc_ready)
2113 {
2114         bool ret = false;
2115
2116         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_APERFMPERF))
2117                 return;
2118
2119         if (secondary) {
2120                 if (static_branch_likely(&arch_scale_freq_key)) {
2121                         init_counter_refs();
2122                 }
2123                 return;
2124         }
2125
2126         if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_INTEL)
2127                 ret = intel_set_max_freq_ratio();
2128         else if (boot_cpu_data.x86_vendor == X86_VENDOR_AMD) {
2129                 if (!cppc_ready) {
2130                         return;
2131                 }
2132                 ret = amd_set_max_freq_ratio();
2133         }
2134
2135         if (ret) {
2136                 init_counter_refs();
2137                 static_branch_enable(&arch_scale_freq_key);
2138                 register_freq_invariance_syscore_ops();
2139                 pr_info("Estimated ratio of average max frequency by base frequency (times 1024): %llu\n", arch_max_freq_ratio);
2140         } else {
2141                 pr_debug("Couldn't determine max cpu frequency, necessary for scale-invariant accounting.\n");
2142         }
2143 }
2144
2145 #ifdef CONFIG_ACPI_CPPC_LIB
2146 static DEFINE_MUTEX(freq_invariance_lock);
2147
2148 void init_freq_invariance_cppc(void)
2149 {
2150         static bool secondary;
2151
2152         mutex_lock(&freq_invariance_lock);
2153
2154         init_freq_invariance(secondary, true);
2155         secondary = true;
2156
2157         mutex_unlock(&freq_invariance_lock);
2158 }
2159 #endif
2160
2161 static void disable_freq_invariance_workfn(struct work_struct *work)
2162 {
2163         static_branch_disable(&arch_scale_freq_key);
2164 }
2165
2166 static DECLARE_WORK(disable_freq_invariance_work,
2167                     disable_freq_invariance_workfn);
2168
2169 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, arch_freq_scale) = SCHED_CAPACITY_SCALE;
2170
2171 void arch_scale_freq_tick(void)
2172 {
2173         u64 freq_scale = SCHED_CAPACITY_SCALE;
2174         u64 aperf, mperf;
2175         u64 acnt, mcnt;
2176
2177         if (!arch_scale_freq_invariant())
2178                 return;
2179
2180         rdmsrl(MSR_IA32_APERF, aperf);
2181         rdmsrl(MSR_IA32_MPERF, mperf);
2182
2183         acnt = aperf - this_cpu_read(arch_prev_aperf);
2184         mcnt = mperf - this_cpu_read(arch_prev_mperf);
2185
2186         this_cpu_write(arch_prev_aperf, aperf);
2187         this_cpu_write(arch_prev_mperf, mperf);
2188
2189         if (check_shl_overflow(acnt, 2*SCHED_CAPACITY_SHIFT, &acnt))
2190                 goto error;
2191
2192         if (check_mul_overflow(mcnt, arch_max_freq_ratio, &mcnt) || !mcnt)
2193                 goto error;
2194
2195         freq_scale = div64_u64(acnt, mcnt);
2196         if (!freq_scale)
2197                 goto error;
2198
2199         if (freq_scale > SCHED_CAPACITY_SCALE)
2200                 freq_scale = SCHED_CAPACITY_SCALE;
2201
2202         this_cpu_write(arch_freq_scale, freq_scale);
2203         return;
2204
2205 error:
2206         pr_warn("Scheduler frequency invariance went wobbly, disabling!\n");
2207         schedule_work(&disable_freq_invariance_work);
2208 }
2209 #else
2210 static inline void init_freq_invariance(bool secondary, bool cppc_ready)
2211 {
2212 }
2213 #endif /* CONFIG_X86_64 */