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i386/cpu: Select legacy cache model based on vendor in CPUID 0x2
authorZhao Liu <zhao1.liu@intel.com>
Fri, 11 Jul 2025 10:21:38 +0000 (18:21 +0800)
committerPaolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
Sat, 12 Jul 2025 13:28:21 +0000 (15:28 +0200)
commit2f5b76bce5c9aa71b35bbe5fb666343eed7478f1
tree12327f95e276e0a5a7fc2c21ef0b2ca567ff4674
parentdcec3c18f9daed23bfb38786edfbd2c0c6ee71c6
i386/cpu: Select legacy cache model based on vendor in CPUID 0x2

As preparation for merging cache_info_cpuid4 and cache_info_amd in
X86CPUState, set legacy cache model based on vendor in the CPUID 0x2
leaf. For AMD CPU, select legacy AMD cache model (in cache_info_amd) as
the default cache model, otherwise, select legacy Intel cache model (in
cache_info_cpuid4) as before.

To ensure compatibility is not broken, add an enable_legacy_vendor_cache
flag based on x-vendor-only-v2 to indicate cases where the legacy cache
model should be used regardless of the vendor. For CPUID 0x2 leaf,
enable_legacy_vendor_cache flag indicates to pick legacy Intel cache
model, which is for compatibility with the behavior of PC machine v10.0
and older.

The following explains how current vendor-based default legacy cache
model ensures correctness without breaking compatibility.

* For the PC machine v6.0 and older, vendor_cpuid_only=false, and
  vendor_cpuid_only_v2=false.

  - If the named CPU model has its own cache model, and doesn't use
    legacy cache model (legacy_cache=false), then cache_info_cpuid4 and
    cache_info_amd are same, so 0x2 leaf uses its own cache model
    regardless of the vendor.

  - For max/host/named CPU (without its own cache model), then the flag
    enable_legacy_vendor_cache is true, they will use legacy Intel cache
    model just like their previous behavior.

* For the PC machine v10.0 and older (to v6.1), vendor_cpuid_only=true,
  and vendor_cpuid_only_v2=false.

  - If the named CPU model has its own cache model (legacy_cache=false),
    then cache_info_cpuid4 & cache_info_amd both equal to its own cache
    model, so it uses its own cache model in 0x2 leaf regardless of the
    vendor. Only AMD CPUs have all-0 leaf due to vendor_cpuid_only=true,
    and this is exactly the behavior of these old machines.

  - For max/host/named CPU (without its own cache model), then the flag
    enable_legacy_vendor_cache is true, they will use legacy Intel cache
    model. Similarly, only AMD CPUs have all-0 leaf, and this is exactly
    the behavior of these old machines.

* For the PC machine v10.1 and newer, vendor_cpuid_only=true, and
  vendor_cpuid_only_v2=true.

  - If the named CPU model has its own cache model (legacy_cache=false),
    then cache_info_cpuid4 & cache_info_amd both equal to its own cache
    model, so it uses its own cache model in 0x2 leaf regardless of the
    vendor. And AMD CPUs have all-0 leaf. Nothing will change.

  - For max/host/named CPU (without its own cache model), then the flag
    enable_legacy_vendor_cache is false, the legacy cache model is
    selected based on vendor.

    For AMD CPU, it will use legacy AMD cache but still get all-0 leaf
    due to vendor_cpuid_only=true.

    For non-AMD (Intel/Zhaoxin) CPU, it will use legacy Intel cache as
    expected.

    Here, selecting the legacy cache model based on the vendor does not
    change the previous (before the change)  behavior.

Therefore, the above analysis proves that, with the help of the flag
enable_legacy_vendor_cache, it is acceptable to select the default
legacy cache model based on the vendor.

For the CPUID 0x2 leaf, in X86CPUState, a unified cache_info is enough.
It only needs to be initialized and configured with the corresponding
legacy cache model based on the vendor.

Reviewed-by: Dapeng Mi <dapeng1.mi@linux.intel.com>
Tested-by: Yi Lai <yi1.lai@intel.com>
Signed-off-by: Zhao Liu <zhao1.liu@intel.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20250711102143.1622339-14-zhao1.liu@intel.com
Signed-off-by: Paolo Bonzini <pbonzini@redhat.com>
target/i386/cpu.c
target/i386/cpu.h