x86/cpu/amd: Move TOPOEXT enablement into the topology parser
[sfrench/cifs-2.6.git] / arch / x86 / kernel / cpu / amd.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 #include <linux/export.h>
3 #include <linux/bitops.h>
4 #include <linux/elf.h>
5 #include <linux/mm.h>
6
7 #include <linux/io.h>
8 #include <linux/sched.h>
9 #include <linux/sched/clock.h>
10 #include <linux/random.h>
11 #include <linux/topology.h>
12 #include <asm/processor.h>
13 #include <asm/apic.h>
14 #include <asm/cacheinfo.h>
15 #include <asm/cpu.h>
16 #include <asm/spec-ctrl.h>
17 #include <asm/smp.h>
18 #include <asm/numa.h>
19 #include <asm/pci-direct.h>
20 #include <asm/delay.h>
21 #include <asm/debugreg.h>
22 #include <asm/resctrl.h>
23 #include <asm/sev.h>
24
25 #ifdef CONFIG_X86_64
26 # include <asm/mmconfig.h>
27 #endif
28
29 #include "cpu.h"
30
31 static inline int rdmsrl_amd_safe(unsigned msr, unsigned long long *p)
32 {
33         u32 gprs[8] = { 0 };
34         int err;
35
36         WARN_ONCE((boot_cpu_data.x86 != 0xf),
37                   "%s should only be used on K8!\n", __func__);
38
39         gprs[1] = msr;
40         gprs[7] = 0x9c5a203a;
41
42         err = rdmsr_safe_regs(gprs);
43
44         *p = gprs[0] | ((u64)gprs[2] << 32);
45
46         return err;
47 }
48
49 static inline int wrmsrl_amd_safe(unsigned msr, unsigned long long val)
50 {
51         u32 gprs[8] = { 0 };
52
53         WARN_ONCE((boot_cpu_data.x86 != 0xf),
54                   "%s should only be used on K8!\n", __func__);
55
56         gprs[0] = (u32)val;
57         gprs[1] = msr;
58         gprs[2] = val >> 32;
59         gprs[7] = 0x9c5a203a;
60
61         return wrmsr_safe_regs(gprs);
62 }
63
64 /*
65  *      B step AMD K6 before B 9730xxxx have hardware bugs that can cause
66  *      misexecution of code under Linux. Owners of such processors should
67  *      contact AMD for precise details and a CPU swap.
68  *
69  *      See     http://www.multimania.com/poulot/k6bug.html
70  *      and     section 2.6.2 of "AMD-K6 Processor Revision Guide - Model 6"
71  *              (Publication # 21266  Issue Date: August 1998)
72  *
73  *      The following test is erm.. interesting. AMD neglected to up
74  *      the chip setting when fixing the bug but they also tweaked some
75  *      performance at the same time..
76  */
77
78 #ifdef CONFIG_X86_32
79 extern __visible void vide(void);
80 __asm__(".text\n"
81         ".globl vide\n"
82         ".type vide, @function\n"
83         ".align 4\n"
84         "vide: ret\n");
85 #endif
86
87 static void init_amd_k5(struct cpuinfo_x86 *c)
88 {
89 #ifdef CONFIG_X86_32
90 /*
91  * General Systems BIOSen alias the cpu frequency registers
92  * of the Elan at 0x000df000. Unfortunately, one of the Linux
93  * drivers subsequently pokes it, and changes the CPU speed.
94  * Workaround : Remove the unneeded alias.
95  */
96 #define CBAR            (0xfffc) /* Configuration Base Address  (32-bit) */
97 #define CBAR_ENB        (0x80000000)
98 #define CBAR_KEY        (0X000000CB)
99         if (c->x86_model == 9 || c->x86_model == 10) {
100                 if (inl(CBAR) & CBAR_ENB)
101                         outl(0 | CBAR_KEY, CBAR);
102         }
103 #endif
104 }
105
106 static void init_amd_k6(struct cpuinfo_x86 *c)
107 {
108 #ifdef CONFIG_X86_32
109         u32 l, h;
110         int mbytes = get_num_physpages() >> (20-PAGE_SHIFT);
111
112         if (c->x86_model < 6) {
113                 /* Based on AMD doc 20734R - June 2000 */
114                 if (c->x86_model == 0) {
115                         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_APIC);
116                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_PGE);
117                 }
118                 return;
119         }
120
121         if (c->x86_model == 6 && c->x86_stepping == 1) {
122                 const int K6_BUG_LOOP = 1000000;
123                 int n;
124                 void (*f_vide)(void);
125                 u64 d, d2;
126
127                 pr_info("AMD K6 stepping B detected - ");
128
129                 /*
130                  * It looks like AMD fixed the 2.6.2 bug and improved indirect
131                  * calls at the same time.
132                  */
133
134                 n = K6_BUG_LOOP;
135                 f_vide = vide;
136                 OPTIMIZER_HIDE_VAR(f_vide);
137                 d = rdtsc();
138                 while (n--)
139                         f_vide();
140                 d2 = rdtsc();
141                 d = d2-d;
142
143                 if (d > 20*K6_BUG_LOOP)
144                         pr_cont("system stability may be impaired when more than 32 MB are used.\n");
145                 else
146                         pr_cont("probably OK (after B9730xxxx).\n");
147         }
148
149         /* K6 with old style WHCR */
150         if (c->x86_model < 8 ||
151            (c->x86_model == 8 && c->x86_stepping < 8)) {
152                 /* We can only write allocate on the low 508Mb */
153                 if (mbytes > 508)
154                         mbytes = 508;
155
156                 rdmsr(MSR_K6_WHCR, l, h);
157                 if ((l&0x0000FFFF) == 0) {
158                         unsigned long flags;
159                         l = (1<<0)|((mbytes/4)<<1);
160                         local_irq_save(flags);
161                         wbinvd();
162                         wrmsr(MSR_K6_WHCR, l, h);
163                         local_irq_restore(flags);
164                         pr_info("Enabling old style K6 write allocation for %d Mb\n",
165                                 mbytes);
166                 }
167                 return;
168         }
169
170         if ((c->x86_model == 8 && c->x86_stepping > 7) ||
171              c->x86_model == 9 || c->x86_model == 13) {
172                 /* The more serious chips .. */
173
174                 if (mbytes > 4092)
175                         mbytes = 4092;
176
177                 rdmsr(MSR_K6_WHCR, l, h);
178                 if ((l&0xFFFF0000) == 0) {
179                         unsigned long flags;
180                         l = ((mbytes>>2)<<22)|(1<<16);
181                         local_irq_save(flags);
182                         wbinvd();
183                         wrmsr(MSR_K6_WHCR, l, h);
184                         local_irq_restore(flags);
185                         pr_info("Enabling new style K6 write allocation for %d Mb\n",
186                                 mbytes);
187                 }
188
189                 return;
190         }
191
192         if (c->x86_model == 10) {
193                 /* AMD Geode LX is model 10 */
194                 /* placeholder for any needed mods */
195                 return;
196         }
197 #endif
198 }
199
200 static void init_amd_k7(struct cpuinfo_x86 *c)
201 {
202 #ifdef CONFIG_X86_32
203         u32 l, h;
204
205         /*
206          * Bit 15 of Athlon specific MSR 15, needs to be 0
207          * to enable SSE on Palomino/Morgan/Barton CPU's.
208          * If the BIOS didn't enable it already, enable it here.
209          */
210         if (c->x86_model >= 6 && c->x86_model <= 10) {
211                 if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_XMM)) {
212                         pr_info("Enabling disabled K7/SSE Support.\n");
213                         msr_clear_bit(MSR_K7_HWCR, 15);
214                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_XMM);
215                 }
216         }
217
218         /*
219          * It's been determined by AMD that Athlons since model 8 stepping 1
220          * are more robust with CLK_CTL set to 200xxxxx instead of 600xxxxx
221          * As per AMD technical note 27212 0.2
222          */
223         if ((c->x86_model == 8 && c->x86_stepping >= 1) || (c->x86_model > 8)) {
224                 rdmsr(MSR_K7_CLK_CTL, l, h);
225                 if ((l & 0xfff00000) != 0x20000000) {
226                         pr_info("CPU: CLK_CTL MSR was %x. Reprogramming to %x\n",
227                                 l, ((l & 0x000fffff)|0x20000000));
228                         wrmsr(MSR_K7_CLK_CTL, (l & 0x000fffff)|0x20000000, h);
229                 }
230         }
231
232         /* calling is from identify_secondary_cpu() ? */
233         if (!c->cpu_index)
234                 return;
235
236         /*
237          * Certain Athlons might work (for various values of 'work') in SMP
238          * but they are not certified as MP capable.
239          */
240         /* Athlon 660/661 is valid. */
241         if ((c->x86_model == 6) && ((c->x86_stepping == 0) ||
242             (c->x86_stepping == 1)))
243                 return;
244
245         /* Duron 670 is valid */
246         if ((c->x86_model == 7) && (c->x86_stepping == 0))
247                 return;
248
249         /*
250          * Athlon 662, Duron 671, and Athlon >model 7 have capability
251          * bit. It's worth noting that the A5 stepping (662) of some
252          * Athlon XP's have the MP bit set.
253          * See http://www.heise.de/newsticker/data/jow-18.10.01-000 for
254          * more.
255          */
256         if (((c->x86_model == 6) && (c->x86_stepping >= 2)) ||
257             ((c->x86_model == 7) && (c->x86_stepping >= 1)) ||
258              (c->x86_model > 7))
259                 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MP))
260                         return;
261
262         /* If we get here, not a certified SMP capable AMD system. */
263
264         /*
265          * Don't taint if we are running SMP kernel on a single non-MP
266          * approved Athlon
267          */
268         WARN_ONCE(1, "WARNING: This combination of AMD"
269                 " processors is not suitable for SMP.\n");
270         add_taint(TAINT_CPU_OUT_OF_SPEC, LOCKDEP_NOW_UNRELIABLE);
271 #endif
272 }
273
274 #ifdef CONFIG_NUMA
275 /*
276  * To workaround broken NUMA config.  Read the comment in
277  * srat_detect_node().
278  */
279 static int nearby_node(int apicid)
280 {
281         int i, node;
282
283         for (i = apicid - 1; i >= 0; i--) {
284                 node = __apicid_to_node[i];
285                 if (node != NUMA_NO_NODE && node_online(node))
286                         return node;
287         }
288         for (i = apicid + 1; i < MAX_LOCAL_APIC; i++) {
289                 node = __apicid_to_node[i];
290                 if (node != NUMA_NO_NODE && node_online(node))
291                         return node;
292         }
293         return first_node(node_online_map); /* Shouldn't happen */
294 }
295 #endif
296
297 static void srat_detect_node(struct cpuinfo_x86 *c)
298 {
299 #ifdef CONFIG_NUMA
300         int cpu = smp_processor_id();
301         int node;
302         unsigned apicid = c->topo.apicid;
303
304         node = numa_cpu_node(cpu);
305         if (node == NUMA_NO_NODE)
306                 node = per_cpu_llc_id(cpu);
307
308         /*
309          * On multi-fabric platform (e.g. Numascale NumaChip) a
310          * platform-specific handler needs to be called to fixup some
311          * IDs of the CPU.
312          */
313         if (x86_cpuinit.fixup_cpu_id)
314                 x86_cpuinit.fixup_cpu_id(c, node);
315
316         if (!node_online(node)) {
317                 /*
318                  * Two possibilities here:
319                  *
320                  * - The CPU is missing memory and no node was created.  In
321                  *   that case try picking one from a nearby CPU.
322                  *
323                  * - The APIC IDs differ from the HyperTransport node IDs
324                  *   which the K8 northbridge parsing fills in.  Assume
325                  *   they are all increased by a constant offset, but in
326                  *   the same order as the HT nodeids.  If that doesn't
327                  *   result in a usable node fall back to the path for the
328                  *   previous case.
329                  *
330                  * This workaround operates directly on the mapping between
331                  * APIC ID and NUMA node, assuming certain relationship
332                  * between APIC ID, HT node ID and NUMA topology.  As going
333                  * through CPU mapping may alter the outcome, directly
334                  * access __apicid_to_node[].
335                  */
336                 int ht_nodeid = c->topo.initial_apicid;
337
338                 if (__apicid_to_node[ht_nodeid] != NUMA_NO_NODE)
339                         node = __apicid_to_node[ht_nodeid];
340                 /* Pick a nearby node */
341                 if (!node_online(node))
342                         node = nearby_node(apicid);
343         }
344         numa_set_node(cpu, node);
345 #endif
346 }
347
348 static void bsp_determine_snp(struct cpuinfo_x86 *c)
349 {
350 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_CC_PLATFORM
351         cc_vendor = CC_VENDOR_AMD;
352
353         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SEV_SNP)) {
354                 /*
355                  * RMP table entry format is not architectural and is defined by the
356                  * per-processor PPR. Restrict SNP support on the known CPU models
357                  * for which the RMP table entry format is currently defined for.
358                  */
359                 if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR) &&
360                     c->x86 >= 0x19 && snp_probe_rmptable_info()) {
361                         cc_platform_set(CC_ATTR_HOST_SEV_SNP);
362                 } else {
363                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEV_SNP);
364                         cc_platform_clear(CC_ATTR_HOST_SEV_SNP);
365                 }
366         }
367 #endif
368 }
369
370 static void bsp_init_amd(struct cpuinfo_x86 *c)
371 {
372         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_CONSTANT_TSC)) {
373
374                 if (c->x86 > 0x10 ||
375                     (c->x86 == 0x10 && c->x86_model >= 0x2)) {
376                         u64 val;
377
378                         rdmsrl(MSR_K7_HWCR, val);
379                         if (!(val & BIT(24)))
380                                 pr_warn(FW_BUG "TSC doesn't count with P0 frequency!\n");
381                 }
382         }
383
384         if (c->x86 == 0x15) {
385                 unsigned long upperbit;
386                 u32 cpuid, assoc;
387
388                 cpuid    = cpuid_edx(0x80000005);
389                 assoc    = cpuid >> 16 & 0xff;
390                 upperbit = ((cpuid >> 24) << 10) / assoc;
391
392                 va_align.mask     = (upperbit - 1) & PAGE_MASK;
393                 va_align.flags    = ALIGN_VA_32 | ALIGN_VA_64;
394
395                 /* A random value per boot for bit slice [12:upper_bit) */
396                 va_align.bits = get_random_u32() & va_align.mask;
397         }
398
399         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_MWAITX))
400                 use_mwaitx_delay();
401
402         if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_AMD_SSBD) &&
403             !boot_cpu_has(X86_FEATURE_VIRT_SSBD) &&
404             c->x86 >= 0x15 && c->x86 <= 0x17) {
405                 unsigned int bit;
406
407                 switch (c->x86) {
408                 case 0x15: bit = 54; break;
409                 case 0x16: bit = 33; break;
410                 case 0x17: bit = 10; break;
411                 default: return;
412                 }
413                 /*
414                  * Try to cache the base value so further operations can
415                  * avoid RMW. If that faults, do not enable SSBD.
416                  */
417                 if (!rdmsrl_safe(MSR_AMD64_LS_CFG, &x86_amd_ls_cfg_base)) {
418                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_LS_CFG_SSBD);
419                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_SSBD);
420                         x86_amd_ls_cfg_ssbd_mask = 1ULL << bit;
421                 }
422         }
423
424         resctrl_cpu_detect(c);
425
426         /* Figure out Zen generations: */
427         switch (c->x86) {
428         case 0x17:
429                 switch (c->x86_model) {
430                 case 0x00 ... 0x2f:
431                 case 0x50 ... 0x5f:
432                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ZEN1);
433                         break;
434                 case 0x30 ... 0x4f:
435                 case 0x60 ... 0x7f:
436                 case 0x90 ... 0x91:
437                 case 0xa0 ... 0xaf:
438                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ZEN2);
439                         break;
440                 default:
441                         goto warn;
442                 }
443                 break;
444
445         case 0x19:
446                 switch (c->x86_model) {
447                 case 0x00 ... 0x0f:
448                 case 0x20 ... 0x5f:
449                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ZEN3);
450                         break;
451                 case 0x10 ... 0x1f:
452                 case 0x60 ... 0xaf:
453                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ZEN4);
454                         break;
455                 default:
456                         goto warn;
457                 }
458                 break;
459
460         case 0x1a:
461                 switch (c->x86_model) {
462                 case 0x00 ... 0x0f:
463                 case 0x20 ... 0x2f:
464                 case 0x40 ... 0x4f:
465                 case 0x70 ... 0x7f:
466                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ZEN5);
467                         break;
468                 default:
469                         goto warn;
470                 }
471                 break;
472
473         default:
474                 break;
475         }
476
477         bsp_determine_snp(c);
478         return;
479
480 warn:
481         WARN_ONCE(1, "Family 0x%x, model: 0x%x??\n", c->x86, c->x86_model);
482 }
483
484 static void early_detect_mem_encrypt(struct cpuinfo_x86 *c)
485 {
486         u64 msr;
487
488         /*
489          * BIOS support is required for SME and SEV.
490          *   For SME: If BIOS has enabled SME then adjust x86_phys_bits by
491          *            the SME physical address space reduction value.
492          *            If BIOS has not enabled SME then don't advertise the
493          *            SME feature (set in scattered.c).
494          *            If the kernel has not enabled SME via any means then
495          *            don't advertise the SME feature.
496          *   For SEV: If BIOS has not enabled SEV then don't advertise SEV and
497          *            any additional functionality based on it.
498          *
499          *   In all cases, since support for SME and SEV requires long mode,
500          *   don't advertise the feature under CONFIG_X86_32.
501          */
502         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SME) || cpu_has(c, X86_FEATURE_SEV)) {
503                 /* Check if memory encryption is enabled */
504                 rdmsrl(MSR_AMD64_SYSCFG, msr);
505                 if (!(msr & MSR_AMD64_SYSCFG_MEM_ENCRYPT))
506                         goto clear_all;
507
508                 /*
509                  * Always adjust physical address bits. Even though this
510                  * will be a value above 32-bits this is still done for
511                  * CONFIG_X86_32 so that accurate values are reported.
512                  */
513                 c->x86_phys_bits -= (cpuid_ebx(0x8000001f) >> 6) & 0x3f;
514
515                 if (IS_ENABLED(CONFIG_X86_32))
516                         goto clear_all;
517
518                 if (!sme_me_mask)
519                         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SME);
520
521                 rdmsrl(MSR_K7_HWCR, msr);
522                 if (!(msr & MSR_K7_HWCR_SMMLOCK))
523                         goto clear_sev;
524
525                 return;
526
527 clear_all:
528                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SME);
529 clear_sev:
530                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEV);
531                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEV_ES);
532                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_SEV_SNP);
533         }
534 }
535
536 static void early_init_amd(struct cpuinfo_x86 *c)
537 {
538         u32 dummy;
539
540         if (c->x86 >= 0xf)
541                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_K8);
542
543         rdmsr_safe(MSR_AMD64_PATCH_LEVEL, &c->microcode, &dummy);
544
545         /*
546          * c->x86_power is 8000_0007 edx. Bit 8 is TSC runs at constant rate
547          * with P/T states and does not stop in deep C-states
548          */
549         if (c->x86_power & (1 << 8)) {
550                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_CONSTANT_TSC);
551                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_NONSTOP_TSC);
552         }
553
554         /* Bit 12 of 8000_0007 edx is accumulated power mechanism. */
555         if (c->x86_power & BIT(12))
556                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_ACC_POWER);
557
558         /* Bit 14 indicates the Runtime Average Power Limit interface. */
559         if (c->x86_power & BIT(14))
560                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_RAPL);
561
562 #ifdef CONFIG_X86_64
563         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_SYSCALL32);
564 #else
565         /*  Set MTRR capability flag if appropriate */
566         if (c->x86 == 5)
567                 if (c->x86_model == 13 || c->x86_model == 9 ||
568                     (c->x86_model == 8 && c->x86_stepping >= 8))
569                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_K6_MTRR);
570 #endif
571 #if defined(CONFIG_X86_LOCAL_APIC) && defined(CONFIG_PCI)
572         /*
573          * ApicID can always be treated as an 8-bit value for AMD APIC versions
574          * >= 0x10, but even old K8s came out of reset with version 0x10. So, we
575          * can safely set X86_FEATURE_EXTD_APICID unconditionally for families
576          * after 16h.
577          */
578         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_APIC)) {
579                 if (c->x86 > 0x16)
580                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_EXTD_APICID);
581                 else if (c->x86 >= 0xf) {
582                         /* check CPU config space for extended APIC ID */
583                         unsigned int val;
584
585                         val = read_pci_config(0, 24, 0, 0x68);
586                         if ((val >> 17 & 0x3) == 0x3)
587                                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_EXTD_APICID);
588                 }
589         }
590 #endif
591
592         /*
593          * This is only needed to tell the kernel whether to use VMCALL
594          * and VMMCALL.  VMMCALL is never executed except under virt, so
595          * we can set it unconditionally.
596          */
597         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_VMMCALL);
598
599         /* F16h erratum 793, CVE-2013-6885 */
600         if (c->x86 == 0x16 && c->x86_model <= 0xf)
601                 msr_set_bit(MSR_AMD64_LS_CFG, 15);
602
603         early_detect_mem_encrypt(c);
604
605         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR) && !cpu_has(c, X86_FEATURE_IBPB_BRTYPE)) {
606                 if (c->x86 == 0x17 && boot_cpu_has(X86_FEATURE_AMD_IBPB))
607                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_IBPB_BRTYPE);
608                 else if (c->x86 >= 0x19 && !wrmsrl_safe(MSR_IA32_PRED_CMD, PRED_CMD_SBPB)) {
609                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_IBPB_BRTYPE);
610                         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_SBPB);
611                 }
612         }
613 }
614
615 static void init_amd_k8(struct cpuinfo_x86 *c)
616 {
617         u32 level;
618         u64 value;
619
620         /* On C+ stepping K8 rep microcode works well for copy/memset */
621         level = cpuid_eax(1);
622         if ((level >= 0x0f48 && level < 0x0f50) || level >= 0x0f58)
623                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_REP_GOOD);
624
625         /*
626          * Some BIOSes incorrectly force this feature, but only K8 revision D
627          * (model = 0x14) and later actually support it.
628          * (AMD Erratum #110, docId: 25759).
629          */
630         if (c->x86_model < 0x14 && cpu_has(c, X86_FEATURE_LAHF_LM)) {
631                 clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_LAHF_LM);
632                 if (!rdmsrl_amd_safe(0xc001100d, &value)) {
633                         value &= ~BIT_64(32);
634                         wrmsrl_amd_safe(0xc001100d, value);
635                 }
636         }
637
638         if (!c->x86_model_id[0])
639                 strcpy(c->x86_model_id, "Hammer");
640
641 #ifdef CONFIG_SMP
642         /*
643          * Disable TLB flush filter by setting HWCR.FFDIS on K8
644          * bit 6 of msr C001_0015
645          *
646          * Errata 63 for SH-B3 steppings
647          * Errata 122 for all steppings (F+ have it disabled by default)
648          */
649         msr_set_bit(MSR_K7_HWCR, 6);
650 #endif
651         set_cpu_bug(c, X86_BUG_SWAPGS_FENCE);
652
653         /*
654          * Check models and steppings affected by erratum 400. This is
655          * used to select the proper idle routine and to enable the
656          * check whether the machine is affected in arch_post_acpi_subsys_init()
657          * which sets the X86_BUG_AMD_APIC_C1E bug depending on the MSR check.
658          */
659         if (c->x86_model > 0x41 ||
660             (c->x86_model == 0x41 && c->x86_stepping >= 0x2))
661                 setup_force_cpu_bug(X86_BUG_AMD_E400);
662 }
663
664 static void init_amd_gh(struct cpuinfo_x86 *c)
665 {
666 #ifdef CONFIG_MMCONF_FAM10H
667         /* do this for boot cpu */
668         if (c == &boot_cpu_data)
669                 check_enable_amd_mmconf_dmi();
670
671         fam10h_check_enable_mmcfg();
672 #endif
673
674         /*
675          * Disable GART TLB Walk Errors on Fam10h. We do this here because this
676          * is always needed when GART is enabled, even in a kernel which has no
677          * MCE support built in. BIOS should disable GartTlbWlk Errors already.
678          * If it doesn't, we do it here as suggested by the BKDG.
679          *
680          * Fixes: https://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=33012
681          */
682         msr_set_bit(MSR_AMD64_MCx_MASK(4), 10);
683
684         /*
685          * On family 10h BIOS may not have properly enabled WC+ support, causing
686          * it to be converted to CD memtype. This may result in performance
687          * degradation for certain nested-paging guests. Prevent this conversion
688          * by clearing bit 24 in MSR_AMD64_BU_CFG2.
689          *
690          * NOTE: we want to use the _safe accessors so as not to #GP kvm
691          * guests on older kvm hosts.
692          */
693         msr_clear_bit(MSR_AMD64_BU_CFG2, 24);
694
695         set_cpu_bug(c, X86_BUG_AMD_TLB_MMATCH);
696
697         /*
698          * Check models and steppings affected by erratum 400. This is
699          * used to select the proper idle routine and to enable the
700          * check whether the machine is affected in arch_post_acpi_subsys_init()
701          * which sets the X86_BUG_AMD_APIC_C1E bug depending on the MSR check.
702          */
703         if (c->x86_model > 0x2 ||
704             (c->x86_model == 0x2 && c->x86_stepping >= 0x1))
705                 setup_force_cpu_bug(X86_BUG_AMD_E400);
706 }
707
708 static void init_amd_ln(struct cpuinfo_x86 *c)
709 {
710         /*
711          * Apply erratum 665 fix unconditionally so machines without a BIOS
712          * fix work.
713          */
714         msr_set_bit(MSR_AMD64_DE_CFG, 31);
715 }
716
717 static bool rdrand_force;
718
719 static int __init rdrand_cmdline(char *str)
720 {
721         if (!str)
722                 return -EINVAL;
723
724         if (!strcmp(str, "force"))
725                 rdrand_force = true;
726         else
727                 return -EINVAL;
728
729         return 0;
730 }
731 early_param("rdrand", rdrand_cmdline);
732
733 static void clear_rdrand_cpuid_bit(struct cpuinfo_x86 *c)
734 {
735         /*
736          * Saving of the MSR used to hide the RDRAND support during
737          * suspend/resume is done by arch/x86/power/cpu.c, which is
738          * dependent on CONFIG_PM_SLEEP.
739          */
740         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PM_SLEEP))
741                 return;
742
743         /*
744          * The self-test can clear X86_FEATURE_RDRAND, so check for
745          * RDRAND support using the CPUID function directly.
746          */
747         if (!(cpuid_ecx(1) & BIT(30)) || rdrand_force)
748                 return;
749
750         msr_clear_bit(MSR_AMD64_CPUID_FN_1, 62);
751
752         /*
753          * Verify that the CPUID change has occurred in case the kernel is
754          * running virtualized and the hypervisor doesn't support the MSR.
755          */
756         if (cpuid_ecx(1) & BIT(30)) {
757                 pr_info_once("BIOS may not properly restore RDRAND after suspend, but hypervisor does not support hiding RDRAND via CPUID.\n");
758                 return;
759         }
760
761         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_RDRAND);
762         pr_info_once("BIOS may not properly restore RDRAND after suspend, hiding RDRAND via CPUID. Use rdrand=force to reenable.\n");
763 }
764
765 static void init_amd_jg(struct cpuinfo_x86 *c)
766 {
767         /*
768          * Some BIOS implementations do not restore proper RDRAND support
769          * across suspend and resume. Check on whether to hide the RDRAND
770          * instruction support via CPUID.
771          */
772         clear_rdrand_cpuid_bit(c);
773 }
774
775 static void init_amd_bd(struct cpuinfo_x86 *c)
776 {
777         u64 value;
778
779         /*
780          * The way access filter has a performance penalty on some workloads.
781          * Disable it on the affected CPUs.
782          */
783         if ((c->x86_model >= 0x02) && (c->x86_model < 0x20)) {
784                 if (!rdmsrl_safe(MSR_F15H_IC_CFG, &value) && !(value & 0x1E)) {
785                         value |= 0x1E;
786                         wrmsrl_safe(MSR_F15H_IC_CFG, value);
787                 }
788         }
789
790         /*
791          * Some BIOS implementations do not restore proper RDRAND support
792          * across suspend and resume. Check on whether to hide the RDRAND
793          * instruction support via CPUID.
794          */
795         clear_rdrand_cpuid_bit(c);
796 }
797
798 static void fix_erratum_1386(struct cpuinfo_x86 *c)
799 {
800         /*
801          * Work around Erratum 1386.  The XSAVES instruction malfunctions in
802          * certain circumstances on Zen1/2 uarch, and not all parts have had
803          * updated microcode at the time of writing (March 2023).
804          *
805          * Affected parts all have no supervisor XSAVE states, meaning that
806          * the XSAVEC instruction (which works fine) is equivalent.
807          */
808         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_XSAVES);
809 }
810
811 void init_spectral_chicken(struct cpuinfo_x86 *c)
812 {
813 #ifdef CONFIG_MITIGATION_UNRET_ENTRY
814         u64 value;
815
816         /*
817          * On Zen2 we offer this chicken (bit) on the altar of Speculation.
818          *
819          * This suppresses speculation from the middle of a basic block, i.e. it
820          * suppresses non-branch predictions.
821          */
822         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR)) {
823                 if (!rdmsrl_safe(MSR_ZEN2_SPECTRAL_CHICKEN, &value)) {
824                         value |= MSR_ZEN2_SPECTRAL_CHICKEN_BIT;
825                         wrmsrl_safe(MSR_ZEN2_SPECTRAL_CHICKEN, value);
826                 }
827         }
828 #endif
829 }
830
831 static void init_amd_zen_common(void)
832 {
833         setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_ZEN);
834 #ifdef CONFIG_NUMA
835         node_reclaim_distance = 32;
836 #endif
837 }
838
839 static void init_amd_zen1(struct cpuinfo_x86 *c)
840 {
841         fix_erratum_1386(c);
842
843         /* Fix up CPUID bits, but only if not virtualised. */
844         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR)) {
845
846                 /* Erratum 1076: CPB feature bit not being set in CPUID. */
847                 if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_CPB))
848                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_CPB);
849         }
850
851         pr_notice_once("AMD Zen1 DIV0 bug detected. Disable SMT for full protection.\n");
852         setup_force_cpu_bug(X86_BUG_DIV0);
853 }
854
855 static bool cpu_has_zenbleed_microcode(void)
856 {
857         u32 good_rev = 0;
858
859         switch (boot_cpu_data.x86_model) {
860         case 0x30 ... 0x3f: good_rev = 0x0830107b; break;
861         case 0x60 ... 0x67: good_rev = 0x0860010c; break;
862         case 0x68 ... 0x6f: good_rev = 0x08608107; break;
863         case 0x70 ... 0x7f: good_rev = 0x08701033; break;
864         case 0xa0 ... 0xaf: good_rev = 0x08a00009; break;
865
866         default:
867                 return false;
868         }
869
870         if (boot_cpu_data.microcode < good_rev)
871                 return false;
872
873         return true;
874 }
875
876 static void zen2_zenbleed_check(struct cpuinfo_x86 *c)
877 {
878         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR))
879                 return;
880
881         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_AVX))
882                 return;
883
884         if (!cpu_has_zenbleed_microcode()) {
885                 pr_notice_once("Zenbleed: please update your microcode for the most optimal fix\n");
886                 msr_set_bit(MSR_AMD64_DE_CFG, MSR_AMD64_DE_CFG_ZEN2_FP_BACKUP_FIX_BIT);
887         } else {
888                 msr_clear_bit(MSR_AMD64_DE_CFG, MSR_AMD64_DE_CFG_ZEN2_FP_BACKUP_FIX_BIT);
889         }
890 }
891
892 static void init_amd_zen2(struct cpuinfo_x86 *c)
893 {
894         init_spectral_chicken(c);
895         fix_erratum_1386(c);
896         zen2_zenbleed_check(c);
897 }
898
899 static void init_amd_zen3(struct cpuinfo_x86 *c)
900 {
901         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR)) {
902                 /*
903                  * Zen3 (Fam19 model < 0x10) parts are not susceptible to
904                  * Branch Type Confusion, but predate the allocation of the
905                  * BTC_NO bit.
906                  */
907                 if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_BTC_NO))
908                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_BTC_NO);
909         }
910 }
911
912 static void init_amd_zen4(struct cpuinfo_x86 *c)
913 {
914         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_HYPERVISOR))
915                 msr_set_bit(MSR_ZEN4_BP_CFG, MSR_ZEN4_BP_CFG_SHARED_BTB_FIX_BIT);
916 }
917
918 static void init_amd_zen5(struct cpuinfo_x86 *c)
919 {
920 }
921
922 static void init_amd(struct cpuinfo_x86 *c)
923 {
924         u64 vm_cr;
925
926         early_init_amd(c);
927
928         /*
929          * Bit 31 in normal CPUID used for nonstandard 3DNow ID;
930          * 3DNow is IDd by bit 31 in extended CPUID (1*32+31) anyway
931          */
932         clear_cpu_cap(c, 0*32+31);
933
934         if (c->x86 >= 0x10)
935                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_REP_GOOD);
936
937         /* AMD FSRM also implies FSRS */
938         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_FSRM))
939                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_FSRS);
940
941         /* K6s reports MCEs but don't actually have all the MSRs */
942         if (c->x86 < 6)
943                 clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_MCE);
944
945         switch (c->x86) {
946         case 4:    init_amd_k5(c); break;
947         case 5:    init_amd_k6(c); break;
948         case 6:    init_amd_k7(c); break;
949         case 0xf:  init_amd_k8(c); break;
950         case 0x10: init_amd_gh(c); break;
951         case 0x12: init_amd_ln(c); break;
952         case 0x15: init_amd_bd(c); break;
953         case 0x16: init_amd_jg(c); break;
954         }
955
956         /*
957          * Save up on some future enablement work and do common Zen
958          * settings.
959          */
960         if (c->x86 >= 0x17)
961                 init_amd_zen_common();
962
963         if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ZEN1))
964                 init_amd_zen1(c);
965         else if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ZEN2))
966                 init_amd_zen2(c);
967         else if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ZEN3))
968                 init_amd_zen3(c);
969         else if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ZEN4))
970                 init_amd_zen4(c);
971         else if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ZEN5))
972                 init_amd_zen5(c);
973
974         /*
975          * Enable workaround for FXSAVE leak on CPUs
976          * without a XSaveErPtr feature
977          */
978         if ((c->x86 >= 6) && (!cpu_has(c, X86_FEATURE_XSAVEERPTR)))
979                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_FXSAVE_LEAK);
980
981         cpu_detect_cache_sizes(c);
982
983         srat_detect_node(c);
984
985         init_amd_cacheinfo(c);
986
987         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_SVM)) {
988                 rdmsrl(MSR_VM_CR, vm_cr);
989                 if (vm_cr & SVM_VM_CR_SVM_DIS_MASK) {
990                         pr_notice_once("SVM disabled (by BIOS) in MSR_VM_CR\n");
991                         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_SVM);
992                 }
993         }
994
995         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_LFENCE_RDTSC) && cpu_has(c, X86_FEATURE_XMM2)) {
996                 /*
997                  * Use LFENCE for execution serialization.  On families which
998                  * don't have that MSR, LFENCE is already serializing.
999                  * msr_set_bit() uses the safe accessors, too, even if the MSR
1000                  * is not present.
1001                  */
1002                 msr_set_bit(MSR_AMD64_DE_CFG,
1003                             MSR_AMD64_DE_CFG_LFENCE_SERIALIZE_BIT);
1004
1005                 /* A serializing LFENCE stops RDTSC speculation */
1006                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_LFENCE_RDTSC);
1007         }
1008
1009         /*
1010          * Family 0x12 and above processors have APIC timer
1011          * running in deep C states.
1012          */
1013         if (c->x86 > 0x11)
1014                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_ARAT);
1015
1016         /* 3DNow or LM implies PREFETCHW */
1017         if (!cpu_has(c, X86_FEATURE_3DNOWPREFETCH))
1018                 if (cpu_has(c, X86_FEATURE_3DNOW) || cpu_has(c, X86_FEATURE_LM))
1019                         set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_3DNOWPREFETCH);
1020
1021         /* AMD CPUs don't reset SS attributes on SYSRET, Xen does. */
1022         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_XENPV))
1023                 set_cpu_bug(c, X86_BUG_SYSRET_SS_ATTRS);
1024
1025         /*
1026          * Turn on the Instructions Retired free counter on machines not
1027          * susceptible to erratum #1054 "Instructions Retired Performance
1028          * Counter May Be Inaccurate".
1029          */
1030         if (cpu_has(c, X86_FEATURE_IRPERF) &&
1031             (boot_cpu_has(X86_FEATURE_ZEN1) && c->x86_model > 0x2f))
1032                 msr_set_bit(MSR_K7_HWCR, MSR_K7_HWCR_IRPERF_EN_BIT);
1033
1034         check_null_seg_clears_base(c);
1035
1036         /*
1037          * Make sure EFER[AIBRSE - Automatic IBRS Enable] is set. The APs are brought up
1038          * using the trampoline code and as part of it, MSR_EFER gets prepared there in
1039          * order to be replicated onto them. Regardless, set it here again, if not set,
1040          * to protect against any future refactoring/code reorganization which might
1041          * miss setting this important bit.
1042          */
1043         if (spectre_v2_in_eibrs_mode(spectre_v2_enabled) &&
1044             cpu_has(c, X86_FEATURE_AUTOIBRS))
1045                 WARN_ON_ONCE(msr_set_bit(MSR_EFER, _EFER_AUTOIBRS));
1046
1047         /* AMD CPUs don't need fencing after x2APIC/TSC_DEADLINE MSR writes. */
1048         clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_APIC_MSRS_FENCE);
1049 }
1050
1051 #ifdef CONFIG_X86_32
1052 static unsigned int amd_size_cache(struct cpuinfo_x86 *c, unsigned int size)
1053 {
1054         /* AMD errata T13 (order #21922) */
1055         if (c->x86 == 6) {
1056                 /* Duron Rev A0 */
1057                 if (c->x86_model == 3 && c->x86_stepping == 0)
1058                         size = 64;
1059                 /* Tbird rev A1/A2 */
1060                 if (c->x86_model == 4 &&
1061                         (c->x86_stepping == 0 || c->x86_stepping == 1))
1062                         size = 256;
1063         }
1064         return size;
1065 }
1066 #endif
1067
1068 static void cpu_detect_tlb_amd(struct cpuinfo_x86 *c)
1069 {
1070         u32 ebx, eax, ecx, edx;
1071         u16 mask = 0xfff;
1072
1073         if (c->x86 < 0xf)
1074                 return;
1075
1076         if (c->extended_cpuid_level < 0x80000006)
1077                 return;
1078
1079         cpuid(0x80000006, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
1080
1081         tlb_lld_4k[ENTRIES] = (ebx >> 16) & mask;
1082         tlb_lli_4k[ENTRIES] = ebx & mask;
1083
1084         /*
1085          * K8 doesn't have 2M/4M entries in the L2 TLB so read out the L1 TLB
1086          * characteristics from the CPUID function 0x80000005 instead.
1087          */
1088         if (c->x86 == 0xf) {
1089                 cpuid(0x80000005, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
1090                 mask = 0xff;
1091         }
1092
1093         /* Handle DTLB 2M and 4M sizes, fall back to L1 if L2 is disabled */
1094         if (!((eax >> 16) & mask))
1095                 tlb_lld_2m[ENTRIES] = (cpuid_eax(0x80000005) >> 16) & 0xff;
1096         else
1097                 tlb_lld_2m[ENTRIES] = (eax >> 16) & mask;
1098
1099         /* a 4M entry uses two 2M entries */
1100         tlb_lld_4m[ENTRIES] = tlb_lld_2m[ENTRIES] >> 1;
1101
1102         /* Handle ITLB 2M and 4M sizes, fall back to L1 if L2 is disabled */
1103         if (!(eax & mask)) {
1104                 /* Erratum 658 */
1105                 if (c->x86 == 0x15 && c->x86_model <= 0x1f) {
1106                         tlb_lli_2m[ENTRIES] = 1024;
1107                 } else {
1108                         cpuid(0x80000005, &eax, &ebx, &ecx, &edx);
1109                         tlb_lli_2m[ENTRIES] = eax & 0xff;
1110                 }
1111         } else
1112                 tlb_lli_2m[ENTRIES] = eax & mask;
1113
1114         tlb_lli_4m[ENTRIES] = tlb_lli_2m[ENTRIES] >> 1;
1115 }
1116
1117 static const struct cpu_dev amd_cpu_dev = {
1118         .c_vendor       = "AMD",
1119         .c_ident        = { "AuthenticAMD" },
1120 #ifdef CONFIG_X86_32
1121         .legacy_models = {
1122                 { .family = 4, .model_names =
1123                   {
1124                           [3] = "486 DX/2",
1125                           [7] = "486 DX/2-WB",
1126                           [8] = "486 DX/4",
1127                           [9] = "486 DX/4-WB",
1128                           [14] = "Am5x86-WT",
1129                           [15] = "Am5x86-WB"
1130                   }
1131                 },
1132         },
1133         .legacy_cache_size = amd_size_cache,
1134 #endif
1135         .c_early_init   = early_init_amd,
1136         .c_detect_tlb   = cpu_detect_tlb_amd,
1137         .c_bsp_init     = bsp_init_amd,
1138         .c_init         = init_amd,
1139         .c_x86_vendor   = X86_VENDOR_AMD,
1140 };
1141
1142 cpu_dev_register(amd_cpu_dev);
1143
1144 static DEFINE_PER_CPU_READ_MOSTLY(unsigned long[4], amd_dr_addr_mask);
1145
1146 static unsigned int amd_msr_dr_addr_masks[] = {
1147         MSR_F16H_DR0_ADDR_MASK,
1148         MSR_F16H_DR1_ADDR_MASK,
1149         MSR_F16H_DR1_ADDR_MASK + 1,
1150         MSR_F16H_DR1_ADDR_MASK + 2
1151 };
1152
1153 void amd_set_dr_addr_mask(unsigned long mask, unsigned int dr)
1154 {
1155         int cpu = smp_processor_id();
1156
1157         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_BPEXT))
1158                 return;
1159
1160         if (WARN_ON_ONCE(dr >= ARRAY_SIZE(amd_msr_dr_addr_masks)))
1161                 return;
1162
1163         if (per_cpu(amd_dr_addr_mask, cpu)[dr] == mask)
1164                 return;
1165
1166         wrmsr(amd_msr_dr_addr_masks[dr], mask, 0);
1167         per_cpu(amd_dr_addr_mask, cpu)[dr] = mask;
1168 }
1169
1170 unsigned long amd_get_dr_addr_mask(unsigned int dr)
1171 {
1172         if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_BPEXT))
1173                 return 0;
1174
1175         if (WARN_ON_ONCE(dr >= ARRAY_SIZE(amd_msr_dr_addr_masks)))
1176                 return 0;
1177
1178         return per_cpu(amd_dr_addr_mask[dr], smp_processor_id());
1179 }
1180 EXPORT_SYMBOL_GPL(amd_get_dr_addr_mask);
1181
1182 u32 amd_get_highest_perf(void)
1183 {
1184         struct cpuinfo_x86 *c = &boot_cpu_data;
1185
1186         if (c->x86 == 0x17 && ((c->x86_model >= 0x30 && c->x86_model < 0x40) ||
1187                                (c->x86_model >= 0x70 && c->x86_model < 0x80)))
1188                 return 166;
1189
1190         if (c->x86 == 0x19 && ((c->x86_model >= 0x20 && c->x86_model < 0x30) ||
1191                                (c->x86_model >= 0x40 && c->x86_model < 0x70)))
1192                 return 166;
1193
1194         return 255;
1195 }
1196 EXPORT_SYMBOL_GPL(amd_get_highest_perf);
1197
1198 static void zenbleed_check_cpu(void *unused)
1199 {
1200         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(smp_processor_id());
1201
1202         zen2_zenbleed_check(c);
1203 }
1204
1205 void amd_check_microcode(void)
1206 {
1207         if (boot_cpu_data.x86_vendor != X86_VENDOR_AMD)
1208                 return;
1209
1210         on_each_cpu(zenbleed_check_cpu, NULL, 1);
1211 }
1212
1213 /*
1214  * Issue a DIV 0/1 insn to clear any division data from previous DIV
1215  * operations.
1216  */
1217 void noinstr amd_clear_divider(void)
1218 {
1219         asm volatile(ALTERNATIVE("", "div %2\n\t", X86_BUG_DIV0)
1220                      :: "a" (0), "d" (0), "r" (1));
1221 }
1222 EXPORT_SYMBOL_GPL(amd_clear_divider);