src/arch/x86/lib/cpu.c

   1 #include <console/console.h>
   2 #include <cpu/cpu.h>
   3 #include <arch/io.h>
   4 #include <string.h>
   5 #include <cpu/x86/mtrr.h>
   6 #include <cpu/x86/msr.h>
   7 #include <cpu/x86/lapic.h>
   8 #include <arch/cpu.h>
   9 #include <device/path.h>
  10 #include <device/device.h>
  11 #include <smp/spinlock.h>
  12
  13 /* Standard macro to see if a specific flag is changeable */
  14 static inline int flag_is_changeable_p(uint32_t flag)
  15 {
  16         uint32_t f1, f2;
  17
  18         asm(
  19                 "pushfl\n\t"
  20                 "pushfl\n\t"
  21                 "popl %0\n\t"
  22                 "movl %0,%1\n\t"
  23                 "xorl %2,%0\n\t"
  24                 "pushl %0\n\t"
  25                 "popfl\n\t"
  26                 "pushfl\n\t"
  27                 "popl %0\n\t"
  28                 "popfl\n\t"
  29                 : "=&r" (f1), "=&r" (f2)
  30                 : "ir" (flag));
  31         return ((f1^f2) & flag) != 0;
  32 }
  33
  34 /* Probe for the CPUID instruction */
  35 int cpu_have_cpuid(void)
  36 {
  37         return flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_ID);
  38 }
  39
  40 /*
  41  * Cyrix CPUs without cpuid or with cpuid not yet enabled can be detected
  42  * by the fact that they preserve the flags across the division of 5/2.
  43  * PII and PPro exhibit this behavior too, but they have cpuid available.
  44  */
  45
  46 /*
  47  * Perform the Cyrix 5/2 test. A Cyrix won't change
  48  * the flags, while other 486 chips will.
  49  */
  50 static inline int test_cyrix_52div(void)
  51 {
  52         unsigned int test;
  53
  54         __asm__ __volatile__(
  55              "sahf\n\t"         /* clear flags (%eax = 0x0005) */
  56              "div %b2\n\t"      /* divide 5 by 2 */
  57              "lahf"             /* store flags into %ah */
  58              : "=a" (test)
  59              : "0" (5), "q" (2)
  60              : "cc");
  61
  62         /* AH is 0x02 on Cyrix after the divide.. */
  63         return (unsigned char) (test >> 8) == 0x02;
  64 }
  65
  66 /*
  67  *      Detect a NexGen CPU running without BIOS hypercode new enough
  68  *      to have CPUID. (Thanks to Herbert Oppmann)
  69  */
  70
  71 static int deep_magic_nexgen_probe(void)
  72 {
  73         int ret;
  74
  75         __asm__ __volatile__ (
  76                 "       movw    $0x5555, %%ax\n"
  77                 "       xorw    %%dx,%%dx\n"
  78                 "       movw    $2, %%cx\n"
  79                 "       divw    %%cx\n"
  80                 "       movl    $0, %%eax\n"
  81                 "       jnz     1f\n"
  82                 "       movl    $1, %%eax\n"
  83                 "1:\n"
  84                 : "=a" (ret) : : "cx", "dx" );
  85         return  ret;
  86 }
  87
  88 /* List of cpu vendor strings along with their normalized
  89  * id values.
  90  */
  91 static struct {
  92         int vendor;
  93         const char *name;
  94 } x86_vendors[] = {
  95         { X86_VENDOR_INTEL,     "GenuineIntel", },
  96         { X86_VENDOR_CYRIX,     "CyrixInstead", },
  97         { X86_VENDOR_AMD,       "AuthenticAMD", },
  98         { X86_VENDOR_UMC,       "UMC UMC UMC ", },
  99         { X86_VENDOR_NEXGEN,    "NexGenDriven", },
 100         { X86_VENDOR_CENTAUR,   "CentaurHauls", },
 101         { X86_VENDOR_RISE,      "RiseRiseRise", },
 102         { X86_VENDOR_TRANSMETA, "GenuineTMx86", },
 103         { X86_VENDOR_TRANSMETA, "TransmetaCPU", },
 104         { X86_VENDOR_NSC,       "Geode by NSC", },
 105         { X86_VENDOR_SIS,       "SiS SiS SiS ", },
 106 };
 107
 108 static const char *x86_vendor_name[] = {
 109         [X86_VENDOR_INTEL]     = "Intel",
 110         [X86_VENDOR_CYRIX]     = "Cyrix",
 111         [X86_VENDOR_AMD]       = "AMD",
 112         [X86_VENDOR_UMC]       = "UMC",
 113         [X86_VENDOR_NEXGEN]    = "NexGen",
 114         [X86_VENDOR_CENTAUR]   = "Centaur",
 115         [X86_VENDOR_RISE]      = "Rise",
 116         [X86_VENDOR_TRANSMETA] = "Transmeta",
 117         [X86_VENDOR_NSC]       = "NSC",
 118         [X86_VENDOR_SIS]       = "SiS",
 119 };
 120
 121 static const char *cpu_vendor_name(int vendor)
 122 {
 123         const char *name;
 124         name = "<invalid cpu vendor>";
 125         if ((vendor < (ARRAY_SIZE(x86_vendor_name))) &&
 126                 (x86_vendor_name[vendor] != 0))
 127         {
 128                 name = x86_vendor_name[vendor];
 129         }
 130         return name;
 131 }
 132
 133 static int cpu_cpuid_extended_level(void)
 134 {
 135         return cpuid_eax(0x80000000);
 136 }
 137
 138 #define CPUID_FEATURE_PAE (1 << 6)
 139 #define CPUID_FEATURE_PSE36 (1 << 17)
 140
 141 int cpu_phys_address_size(void)
 142 {
 143         if (!(cpu_have_cpuid()))
 144                 return 32;
 145
 146         if (cpu_cpuid_extended_level() >= 0x80000008)
 147                 return cpuid_eax(0x80000008) & 0xff;
 148
 149         if (cpuid_edx(1) & (CPUID_FEATURE_PAE | CPUID_FEATURE_PSE36))
 150                 return 36;
 151         return 32;
 152 }
 153 static void identify_cpu(struct device *cpu)
 154 {
 155         char vendor_name[16];
 156         int i;
 157
 158         vendor_name[0] = '\0'; /* Unset */
 159
 160         /* Find the id and vendor_name */
 161         if (!cpu_have_cpuid()) {
 162                 /* Its a 486 if we can modify the AC flag */
 163                 if (flag_is_changeable_p(X86_EFLAGS_AC)) {
 164                         cpu->device = 0x00000400; /* 486 */
 165                 } else {
 166                         cpu->device = 0x00000300; /* 386 */
 167                 }
 168                 if ((cpu->device == 0x00000400) && test_cyrix_52div()) {
 169                         memcpy(vendor_name, "CyrixInstead", 13);
 170                         /* If we ever care we can enable cpuid here */
 171                 }
 172                 /* Detect NexGen with old hypercode */
 173                 else if (deep_magic_nexgen_probe()) {
 174                         memcpy(vendor_name, "NexGenDriven", 13);
 175                 }
 176         }
 177         if (cpu_have_cpuid()) {
 178                 int  cpuid_level;
 179                 struct cpuid_result result;
 180                 result = cpuid(0x00000000);
 181                 cpuid_level    = result.eax;
 182                 vendor_name[ 0] = (result.ebx >>  0) & 0xff;
 183                 vendor_name[ 1] = (result.ebx >>  8) & 0xff;
 184                 vendor_name[ 2] = (result.ebx >> 16) & 0xff;
 185                 vendor_name[ 3] = (result.ebx >> 24) & 0xff;
 186                 vendor_name[ 4] = (result.edx >>  0) & 0xff;
 187                 vendor_name[ 5] = (result.edx >>  8) & 0xff;
 188                 vendor_name[ 6] = (result.edx >> 16) & 0xff;
 189                 vendor_name[ 7] = (result.edx >> 24) & 0xff;
 190                 vendor_name[ 8] = (result.ecx >>  0) & 0xff;
 191                 vendor_name[ 9] = (result.ecx >>  8) & 0xff;
 192                 vendor_name[10] = (result.ecx >> 16) & 0xff;
 193                 vendor_name[11] = (result.ecx >> 24) & 0xff;
 194                 vendor_name[12] = '\0';
 195
 196                 /* Intel-defined flags: level 0x00000001 */
 197                 if (cpuid_level >= 0x00000001) {
 198                         cpu->device = cpuid_eax(0x00000001);
 199                 }
 200                 else {
 201                         /* Have CPUID level 0 only unheard of */
 202                         cpu->device = 0x00000400;
 203                 }
 204         }
 205         cpu->vendor = X86_VENDOR_UNKNOWN;
 206         for(i = 0; i < ARRAY_SIZE(x86_vendors); i++) {
 207                 if (memcmp(vendor_name, x86_vendors[i].name, 12) == 0) {
 208                         cpu->vendor = x86_vendors[i].vendor;
 209                         break;
 210                 }
 211         }
 212 }
 213
 214 static void set_cpu_ops(struct device *cpu)
 215 {
 216         struct cpu_driver *driver;
 217         cpu->ops = 0;
 218         for (driver = cpu_drivers; driver < ecpu_drivers; driver++) {
 219                 struct cpu_device_id *id;
 220                 for(id = driver->id_table; id->vendor != X86_VENDOR_INVALID; id++) {
 221                         if ((cpu->vendor == id->vendor) &&
 222                                 (cpu->device == id->device))
 223                         {
 224                                 goto found;
 225                         }
 226                 }
 227         }
 228         return;
 229 found:
 230         cpu->ops = driver->ops;
 231 }
 232
 233 void cpu_initialize(void)
 234 {
 235         /* Because we busy wait at the printk spinlock.
 236          * It is important to keep the number of printed messages
 237          * from secondary cpus to a minimum, when debugging is
 238          * disabled.
 239          */
 240         struct device *cpu;
 241         struct cpu_info *info;
 242         struct cpuinfo_x86 c;
 243
 244         info = cpu_info();
 245
 246         printk(BIOS_INFO, "Initializing CPU #%ld\n", info->index);
 247
 248         cpu = info->cpu;
 249         if (!cpu) {
 250                 die("CPU: missing cpu device structure");
 251         }
 252
 253         /* Find what type of cpu we are dealing with */
 254         identify_cpu(cpu);
 255         printk(BIOS_DEBUG, "CPU: vendor %s device %x\n",
 256                 cpu_vendor_name(cpu->vendor), cpu->device);
 257
 258         get_fms(&c, cpu->device);
 259
 260         printk(BIOS_DEBUG, "CPU: family %02x, model %02x, stepping %02x\n",
 261                 c.x86, c.x86_model, c.x86_mask);
 262
 263         /* Lookup the cpu's operations */
 264         set_cpu_ops(cpu);
 265
 266         if(!cpu->ops) {
 267                 /* mask out the stepping and try again */
 268                 cpu->device -= c.x86_mask;
 269                 set_cpu_ops(cpu);
 270                 cpu->device += c.x86_mask;
 271                 if(!cpu->ops) die("Unknown cpu");
 272                 printk(BIOS_DEBUG, "Using generic cpu ops (good)\n");
 273         }
 274
 275
 276         /* Initialize the cpu */
 277         if (cpu->ops && cpu->ops->init) {
 278                 cpu->enabled = 1;
 279                 cpu->initialized = 1;
 280                 cpu->ops->init(cpu);
 281         }
 282
 283         printk(BIOS_INFO, "CPU #%ld initialized\n", info->index);
 284
 285         return;
 286 }
 287