arch/arm/vfp/vfpmodule.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  linux/arch/arm/vfp/vfpmodule.c
   4  *
   5  *  Copyright (C) 2004 ARM Limited.
   6  *  Written by Deep Blue Solutions Limited.
   7  */
   8 #include <linux/types.h>
   9 #include <linux/cpu.h>
  10 #include <linux/cpu_pm.h>
  11 #include <linux/hardirq.h>
  12 #include <linux/kernel.h>
  13 #include <linux/notifier.h>
  14 #include <linux/signal.h>
  15 #include <linux/sched/signal.h>
  16 #include <linux/smp.h>
  17 #include <linux/init.h>
  18 #include <linux/uaccess.h>
  19 #include <linux/user.h>
  20 #include <linux/export.h>
  21
  22 #include <asm/cp15.h>
  23 #include <asm/cputype.h>
  24 #include <asm/system_info.h>
  25 #include <asm/thread_notify.h>
  26 #include <asm/traps.h>
  27 #include <asm/vfp.h>
  28
  29 #include "vfpinstr.h"
  30 #include "vfp.h"
  31
  32 /*
  33  * Our undef handlers (in entry.S)
  34  */
  35 asmlinkage void vfp_support_entry(void);
  36 asmlinkage void vfp_null_entry(void);
  37
  38 asmlinkage void (*vfp_vector)(void) = vfp_null_entry;
  39
  40 /*
  41  * Dual-use variable.
  42  * Used in startup: set to non-zero if VFP checks fail
  43  * After startup, holds VFP architecture
  44  */
  45 static unsigned int __initdata VFP_arch;
  46
  47 /*
  48  * The pointer to the vfpstate structure of the thread which currently
  49  * owns the context held in the VFP hardware, or NULL if the hardware
  50  * context is invalid.
  51  *
  52  * For UP, this is sufficient to tell which thread owns the VFP context.
  53  * However, for SMP, we also need to check the CPU number stored in the
  54  * saved state too to catch migrations.
  55  */
  56 union vfp_state *vfp_current_hw_state[NR_CPUS];
  57
  58 /*
  59  * Is 'thread's most up to date state stored in this CPUs hardware?
  60  * Must be called from non-preemptible context.
  61  */
  62 static bool vfp_state_in_hw(unsigned int cpu, struct thread_info *thread)
  63 {
  64 #ifdef CONFIG_SMP
  65         if (thread->vfpstate.hard.cpu != cpu)
  66                 return false;
  67 #endif
  68         return vfp_current_hw_state[cpu] == &thread->vfpstate;
  69 }
  70
  71 /*
  72  * Force a reload of the VFP context from the thread structure.  We do
  73  * this by ensuring that access to the VFP hardware is disabled, and
  74  * clear vfp_current_hw_state.  Must be called from non-preemptible context.
  75  */
  76 static void vfp_force_reload(unsigned int cpu, struct thread_info *thread)
  77 {
  78         if (vfp_state_in_hw(cpu, thread)) {
  79                 fmxr(FPEXC, fmrx(FPEXC) & ~FPEXC_EN);
  80                 vfp_current_hw_state[cpu] = NULL;
  81         }
  82 #ifdef CONFIG_SMP
  83         thread->vfpstate.hard.cpu = NR_CPUS;
  84 #endif
  85 }
  86
  87 /*
  88  * Per-thread VFP initialization.
  89  */
  90 static void vfp_thread_flush(struct thread_info *thread)
  91 {
  92         union vfp_state *vfp = &thread->vfpstate;
  93         unsigned int cpu;
  94
  95         /*
  96          * Disable VFP to ensure we initialize it first.  We must ensure
  97          * that the modification of vfp_current_hw_state[] and hardware
  98          * disable are done for the same CPU and without preemption.
  99          *
 100          * Do this first to ensure that preemption won't overwrite our
 101          * state saving should access to the VFP be enabled at this point.
 102          */
 103         cpu = get_cpu();
 104         if (vfp_current_hw_state[cpu] == vfp)
 105                 vfp_current_hw_state[cpu] = NULL;
 106         fmxr(FPEXC, fmrx(FPEXC) & ~FPEXC_EN);
 107         put_cpu();
 108
 109         memset(vfp, 0, sizeof(union vfp_state));
 110
 111         vfp->hard.fpexc = FPEXC_EN;
 112         vfp->hard.fpscr = FPSCR_ROUND_NEAREST;
 113 #ifdef CONFIG_SMP
 114         vfp->hard.cpu = NR_CPUS;
 115 #endif
 116 }
 117
 118 static void vfp_thread_exit(struct thread_info *thread)
 119 {
 120         /* release case: Per-thread VFP cleanup. */
 121         union vfp_state *vfp = &thread->vfpstate;
 122         unsigned int cpu = get_cpu();
 123
 124         if (vfp_current_hw_state[cpu] == vfp)
 125                 vfp_current_hw_state[cpu] = NULL;
 126         put_cpu();
 127 }
 128
 129 static void vfp_thread_copy(struct thread_info *thread)
 130 {
 131         struct thread_info *parent = current_thread_info();
 132
 133         vfp_sync_hwstate(parent);
 134         thread->vfpstate = parent->vfpstate;
 135 #ifdef CONFIG_SMP
 136         thread->vfpstate.hard.cpu = NR_CPUS;
 137 #endif
 138 }
 139
 140 /*
 141  * When this function is called with the following 'cmd's, the following
 142  * is true while this function is being run:
 143  *  THREAD_NOFTIFY_SWTICH:
 144  *   - the previously running thread will not be scheduled onto another CPU.
 145  *   - the next thread to be run (v) will not be running on another CPU.
 146  *   - thread->cpu is the local CPU number
 147  *   - not preemptible as we're called in the middle of a thread switch
 148  *  THREAD_NOTIFY_FLUSH:
 149  *   - the thread (v) will be running on the local CPU, so
 150  *      v === current_thread_info()
 151  *   - thread->cpu is the local CPU number at the time it is accessed,
 152  *      but may change at any time.
 153  *   - we could be preempted if tree preempt rcu is enabled, so
 154  *      it is unsafe to use thread->cpu.
 155  *  THREAD_NOTIFY_EXIT
 156  *   - we could be preempted if tree preempt rcu is enabled, so
 157  *      it is unsafe to use thread->cpu.
 158  */
 159 static int vfp_notifier(struct notifier_block *self, unsigned long cmd, void *v)
 160 {
 161         struct thread_info *thread = v;
 162         u32 fpexc;
 163 #ifdef CONFIG_SMP
 164         unsigned int cpu;
 165 #endif
 166
 167         switch (cmd) {
 168         case THREAD_NOTIFY_SWITCH:
 169                 fpexc = fmrx(FPEXC);
 170
 171 #ifdef CONFIG_SMP
 172                 cpu = thread->cpu;
 173
 174                 /*
 175                  * On SMP, if VFP is enabled, save the old state in
 176                  * case the thread migrates to a different CPU. The
 177                  * restoring is done lazily.
 178                  */
 179                 if ((fpexc & FPEXC_EN) && vfp_current_hw_state[cpu]) {
 180                         /* vfp_save_state oopses on VFP11 if EX bit set */
 181                         fmxr(FPEXC, fpexc & ~FPEXC_EX);
 182                         vfp_save_state(vfp_current_hw_state[cpu], fpexc);
 183                 }
 184 #endif
 185
 186                 /*
 187                  * Always disable VFP so we can lazily save/restore the
 188                  * old state.
 189                  */
 190                 fmxr(FPEXC, fpexc & ~FPEXC_EN);
 191                 break;
 192
 193         case THREAD_NOTIFY_FLUSH:
 194                 vfp_thread_flush(thread);
 195                 break;
 196
 197         case THREAD_NOTIFY_EXIT:
 198                 vfp_thread_exit(thread);
 199                 break;
 200
 201         case THREAD_NOTIFY_COPY:
 202                 vfp_thread_copy(thread);
 203                 break;
 204         }
 205
 206         return NOTIFY_DONE;
 207 }
 208
 209 static struct notifier_block vfp_notifier_block = {
 210         .notifier_call  = vfp_notifier,
 211 };
 212
 213 /*
 214  * Raise a SIGFPE for the current process.
 215  * sicode describes the signal being raised.
 216  */
 217 static void vfp_raise_sigfpe(unsigned int sicode, struct pt_regs *regs)
 218 {
 219         /*
 220          * This is the same as NWFPE, because it's not clear what
 221          * this is used for
 222          */
 223         current->thread.error_code = 0;
 224         current->thread.trap_no = 6;
 225
 226         send_sig_fault(SIGFPE, sicode,
 227                        (void __user *)(instruction_pointer(regs) - 4),
 228                        current);
 229 }
 230
 231 static void vfp_panic(char *reason, u32 inst)
 232 {
 233         int i;
 234
 235         pr_err("VFP: Error: %s\n", reason);
 236         pr_err("VFP: EXC 0x%08x SCR 0x%08x INST 0x%08x\n",
 237                 fmrx(FPEXC), fmrx(FPSCR), inst);
 238         for (i = 0; i < 32; i += 2)
 239                 pr_err("VFP: s%2u: 0x%08x s%2u: 0x%08x\n",
 240                        i, vfp_get_float(i), i+1, vfp_get_float(i+1));
 241 }
 242
 243 /*
 244  * Process bitmask of exception conditions.
 245  */
 246 static void vfp_raise_exceptions(u32 exceptions, u32 inst, u32 fpscr, struct pt_regs *regs)
 247 {
 248         int si_code = 0;
 249
 250         pr_debug("VFP: raising exceptions %08x\n", exceptions);
 251
 252         if (exceptions == VFP_EXCEPTION_ERROR) {
 253                 vfp_panic("unhandled bounce", inst);
 254                 vfp_raise_sigfpe(FPE_FLTINV, regs);
 255                 return;
 256         }
 257
 258         /*
 259          * If any of the status flags are set, update the FPSCR.
 260          * Comparison instructions always return at least one of
 261          * these flags set.
 262          */
 263         if (exceptions & (FPSCR_N|FPSCR_Z|FPSCR_C|FPSCR_V))
 264                 fpscr &= ~(FPSCR_N|FPSCR_Z|FPSCR_C|FPSCR_V);
 265
 266         fpscr |= exceptions;
 267
 268         fmxr(FPSCR, fpscr);
 269
 270 #define RAISE(stat,en,sig)                              \
 271         if (exceptions & stat && fpscr & en)            \
 272                 si_code = sig;
 273
 274         /*
 275          * These are arranged in priority order, least to highest.
 276          */
 277         RAISE(FPSCR_DZC, FPSCR_DZE, FPE_FLTDIV);
 278         RAISE(FPSCR_IXC, FPSCR_IXE, FPE_FLTRES);
 279         RAISE(FPSCR_UFC, FPSCR_UFE, FPE_FLTUND);
 280         RAISE(FPSCR_OFC, FPSCR_OFE, FPE_FLTOVF);
 281         RAISE(FPSCR_IOC, FPSCR_IOE, FPE_FLTINV);
 282
 283         if (si_code)
 284                 vfp_raise_sigfpe(si_code, regs);
 285 }
 286
 287 /*
 288  * Emulate a VFP instruction.
 289  */
 290 static u32 vfp_emulate_instruction(u32 inst, u32 fpscr, struct pt_regs *regs)
 291 {
 292         u32 exceptions = VFP_EXCEPTION_ERROR;
 293
 294         pr_debug("VFP: emulate: INST=0x%08x SCR=0x%08x\n", inst, fpscr);
 295
 296         if (INST_CPRTDO(inst)) {
 297                 if (!INST_CPRT(inst)) {
 298                         /*
 299                          * CPDO
 300                          */
 301                         if (vfp_single(inst)) {
 302                                 exceptions = vfp_single_cpdo(inst, fpscr);
 303                         } else {
 304                                 exceptions = vfp_double_cpdo(inst, fpscr);
 305                         }
 306                 } else {
 307                         /*
 308                          * A CPRT instruction can not appear in FPINST2, nor
 309                          * can it cause an exception.  Therefore, we do not
 310                          * have to emulate it.
 311                          */
 312                 }
 313         } else {
 314                 /*
 315                  * A CPDT instruction can not appear in FPINST2, nor can
 316                  * it cause an exception.  Therefore, we do not have to
 317                  * emulate it.
 318                  */
 319         }
 320         return exceptions & ~VFP_NAN_FLAG;
 321 }
 322
 323 /*
 324  * Package up a bounce condition.
 325  */
 326 void VFP_bounce(u32 trigger, u32 fpexc, struct pt_regs *regs)
 327 {
 328         u32 fpscr, orig_fpscr, fpsid, exceptions;
 329
 330         pr_debug("VFP: bounce: trigger %08x fpexc %08x\n", trigger, fpexc);
 331
 332         /*
 333          * At this point, FPEXC can have the following configuration:
 334          *
 335          *  EX DEX IXE
 336          *  0   1   x   - synchronous exception
 337          *  1   x   0   - asynchronous exception
 338          *  1   x   1   - sychronous on VFP subarch 1 and asynchronous on later
 339          *  0   0   1   - synchronous on VFP9 (non-standard subarch 1
 340          *                implementation), undefined otherwise
 341          *
 342          * Clear various bits and enable access to the VFP so we can
 343          * handle the bounce.
 344          */
 345         fmxr(FPEXC, fpexc & ~(FPEXC_EX|FPEXC_DEX|FPEXC_FP2V|FPEXC_VV|FPEXC_TRAP_MASK));
 346
 347         fpsid = fmrx(FPSID);
 348         orig_fpscr = fpscr = fmrx(FPSCR);
 349
 350         /*
 351          * Check for the special VFP subarch 1 and FPSCR.IXE bit case
 352          */
 353         if ((fpsid & FPSID_ARCH_MASK) == (1 << FPSID_ARCH_BIT)
 354             && (fpscr & FPSCR_IXE)) {
 355                 /*
 356                  * Synchronous exception, emulate the trigger instruction
 357                  */
 358                 goto emulate;
 359         }
 360
 361         if (fpexc & FPEXC_EX) {
 362 #ifndef CONFIG_CPU_FEROCEON
 363                 /*
 364                  * Asynchronous exception. The instruction is read from FPINST
 365                  * and the interrupted instruction has to be restarted.
 366                  */
 367                 trigger = fmrx(FPINST);
 368                 regs->ARM_pc -= 4;
 369 #endif
 370         } else if (!(fpexc & FPEXC_DEX)) {
 371                 /*
 372                  * Illegal combination of bits. It can be caused by an
 373                  * unallocated VFP instruction but with FPSCR.IXE set and not
 374                  * on VFP subarch 1.
 375                  */
 376                  vfp_raise_exceptions(VFP_EXCEPTION_ERROR, trigger, fpscr, regs);
 377                 goto exit;
 378         }
 379
 380         /*
 381          * Modify fpscr to indicate the number of iterations remaining.
 382          * If FPEXC.EX is 0, FPEXC.DEX is 1 and the FPEXC.VV bit indicates
 383          * whether FPEXC.VECITR or FPSCR.LEN is used.
 384          */
 385         if (fpexc & (FPEXC_EX | FPEXC_VV)) {
 386                 u32 len;
 387
 388                 len = fpexc + (1 << FPEXC_LENGTH_BIT);
 389
 390                 fpscr &= ~FPSCR_LENGTH_MASK;
 391                 fpscr |= (len & FPEXC_LENGTH_MASK) << (FPSCR_LENGTH_BIT - FPEXC_LENGTH_BIT);
 392         }
 393
 394         /*
 395          * Handle the first FP instruction.  We used to take note of the
 396          * FPEXC bounce reason, but this appears to be unreliable.
 397          * Emulate the bounced instruction instead.
 398          */
 399         exceptions = vfp_emulate_instruction(trigger, fpscr, regs);
 400         if (exceptions)
 401                 vfp_raise_exceptions(exceptions, trigger, orig_fpscr, regs);
 402
 403         /*
 404          * If there isn't a second FP instruction, exit now. Note that
 405          * the FPEXC.FP2V bit is valid only if FPEXC.EX is 1.
 406          */
 407         if ((fpexc & (FPEXC_EX | FPEXC_FP2V)) != (FPEXC_EX | FPEXC_FP2V))
 408                 goto exit;
 409
 410         /*
 411          * The barrier() here prevents fpinst2 being read
 412          * before the condition above.
 413          */
 414         barrier();
 415         trigger = fmrx(FPINST2);
 416
 417  emulate:
 418         exceptions = vfp_emulate_instruction(trigger, orig_fpscr, regs);
 419         if (exceptions)
 420                 vfp_raise_exceptions(exceptions, trigger, orig_fpscr, regs);
 421  exit:
 422         preempt_enable();
 423 }
 424
 425 static void vfp_enable(void *unused)
 426 {
 427         u32 access;
 428
 429         BUG_ON(preemptible());
 430         access = get_copro_access();
 431
 432         /*
 433          * Enable full access to VFP (cp10 and cp11)
 434          */
 435         set_copro_access(access | CPACC_FULL(10) | CPACC_FULL(11));
 436 }
 437
 438 /* Called by platforms on which we want to disable VFP because it may not be
 439  * present on all CPUs within a SMP complex. Needs to be called prior to
 440  * vfp_init().
 441  */
 442 void __init vfp_disable(void)
 443 {
 444         if (VFP_arch) {
 445                 pr_debug("%s: should be called prior to vfp_init\n", __func__);
 446                 return;
 447         }
 448         VFP_arch = 1;
 449 }
 450
 451 #ifdef CONFIG_CPU_PM
 452 static int vfp_pm_suspend(void)
 453 {
 454         struct thread_info *ti = current_thread_info();
 455         u32 fpexc = fmrx(FPEXC);
 456
 457         /* if vfp is on, then save state for resumption */
 458         if (fpexc & FPEXC_EN) {
 459                 pr_debug("%s: saving vfp state\n", __func__);
 460                 /* vfp_save_state oopses on VFP11 if EX bit set */
 461                 fmxr(FPEXC, fpexc & ~FPEXC_EX);
 462                 vfp_save_state(&ti->vfpstate, fpexc);
 463
 464                 /* disable, just in case */
 465                 fmxr(FPEXC, fmrx(FPEXC) & ~FPEXC_EN);
 466         } else if (vfp_current_hw_state[ti->cpu]) {
 467 #ifndef CONFIG_SMP
 468                 /* vfp_save_state oopses on VFP11 if EX bit set */
 469                 fmxr(FPEXC, (fpexc & ~FPEXC_EX) | FPEXC_EN);
 470                 vfp_save_state(vfp_current_hw_state[ti->cpu], fpexc);
 471                 fmxr(FPEXC, fpexc);
 472 #endif
 473         }
 474
 475         /* clear any information we had about last context state */
 476         vfp_current_hw_state[ti->cpu] = NULL;
 477
 478         return 0;
 479 }
 480
 481 static void vfp_pm_resume(void)
 482 {
 483         /* ensure we have access to the vfp */
 484         vfp_enable(NULL);
 485
 486         /* and disable it to ensure the next usage restores the state */
 487         fmxr(FPEXC, fmrx(FPEXC) & ~FPEXC_EN);
 488 }
 489
 490 static int vfp_cpu_pm_notifier(struct notifier_block *self, unsigned long cmd,
 491         void *v)
 492 {
 493         switch (cmd) {
 494         case CPU_PM_ENTER:
 495                 vfp_pm_suspend();
 496                 break;
 497         case CPU_PM_ENTER_FAILED:
 498         case CPU_PM_EXIT:
 499                 vfp_pm_resume();
 500                 break;
 501         }
 502         return NOTIFY_OK;
 503 }
 504
 505 static struct notifier_block vfp_cpu_pm_notifier_block = {
 506         .notifier_call = vfp_cpu_pm_notifier,
 507 };
 508
 509 static void vfp_pm_init(void)
 510 {
 511         cpu_pm_register_notifier(&vfp_cpu_pm_notifier_block);
 512 }
 513
 514 #else
 515 static inline void vfp_pm_init(void) { }
 516 #endif /* CONFIG_CPU_PM */
 517
 518 /*
 519  * Ensure that the VFP state stored in 'thread->vfpstate' is up to date
 520  * with the hardware state.
 521  */
 522 void vfp_sync_hwstate(struct thread_info *thread)
 523 {
 524         unsigned int cpu = get_cpu();
 525
 526         if (vfp_state_in_hw(cpu, thread)) {
 527                 u32 fpexc = fmrx(FPEXC);
 528
 529                 /*
 530                  * Save the last VFP state on this CPU.
 531                  */
 532                 /* vfp_save_state oopses on VFP11 if EX bit set */
 533                 fmxr(FPEXC, (fpexc & ~FPEXC_EX) | FPEXC_EN);
 534                 vfp_save_state(&thread->vfpstate, fpexc | FPEXC_EN);
 535                 fmxr(FPEXC, fpexc);
 536         }
 537
 538         put_cpu();
 539 }
 540
 541 /* Ensure that the thread reloads the hardware VFP state on the next use. */
 542 void vfp_flush_hwstate(struct thread_info *thread)
 543 {
 544         unsigned int cpu = get_cpu();
 545
 546         vfp_force_reload(cpu, thread);
 547
 548         put_cpu();
 549 }
 550
 551 /*
 552  * Save the current VFP state into the provided structures and prepare
 553  * for entry into a new function (signal handler).
 554  */
 555 int vfp_preserve_user_clear_hwstate(struct user_vfp *ufp,
 556                                     struct user_vfp_exc *ufp_exc)
 557 {
 558         struct thread_info *thread = current_thread_info();
 559         struct vfp_hard_struct *hwstate = &thread->vfpstate.hard;
 560
 561         /* Ensure that the saved hwstate is up-to-date. */
 562         vfp_sync_hwstate(thread);
 563
 564         /*
 565          * Copy the floating point registers. There can be unused
 566          * registers see asm/hwcap.h for details.
 567          */
 568         memcpy(&ufp->fpregs, &hwstate->fpregs, sizeof(hwstate->fpregs));
 569
 570         /*
 571          * Copy the status and control register.
 572          */
 573         ufp->fpscr = hwstate->fpscr;
 574
 575         /*
 576          * Copy the exception registers.
 577          */
 578         ufp_exc->fpexc = hwstate->fpexc;
 579         ufp_exc->fpinst = hwstate->fpinst;
 580         ufp_exc->fpinst2 = hwstate->fpinst2;
 581
 582         /* Ensure that VFP is disabled. */
 583         vfp_flush_hwstate(thread);
 584
 585         /*
 586          * As per the PCS, clear the length and stride bits for function
 587          * entry.
 588          */
 589         hwstate->fpscr &= ~(FPSCR_LENGTH_MASK | FPSCR_STRIDE_MASK);
 590         return 0;
 591 }
 592
 593 /* Sanitise and restore the current VFP state from the provided structures. */
 594 int vfp_restore_user_hwstate(struct user_vfp *ufp, struct user_vfp_exc *ufp_exc)
 595 {
 596         struct thread_info *thread = current_thread_info();
 597         struct vfp_hard_struct *hwstate = &thread->vfpstate.hard;
 598         unsigned long fpexc;
 599         u32 fpsid = fmrx(FPSID);
 600
 601         /* Disable VFP to avoid corrupting the new thread state. */
 602         vfp_flush_hwstate(thread);
 603
 604         /*
 605          * Copy the floating point registers. There can be unused
 606          * registers see asm/hwcap.h for details.
 607          */
 608         memcpy(&hwstate->fpregs, &ufp->fpregs, sizeof(hwstate->fpregs));
 609         /*
 610          * Copy the status and control register.
 611          */
 612         hwstate->fpscr = ufp->fpscr;
 613
 614         /*
 615          * Sanitise and restore the exception registers.
 616          */
 617         fpexc = ufp_exc->fpexc;
 618
 619         /* Ensure the VFP is enabled. */
 620         fpexc |= FPEXC_EN;
 621
 622         /* Mask FPXEC_EX and FPEXC_FP2V if not required by VFP arch */
 623         if ((fpsid & FPSID_ARCH_MASK) != (1 << FPSID_ARCH_BIT)) {
 624                 /* Ensure FPINST2 is invalid and the exception flag is cleared. */
 625                 fpexc &= ~(FPEXC_EX | FPEXC_FP2V);
 626         }
 627
 628         hwstate->fpexc = fpexc;
 629
 630         hwstate->fpinst = ufp_exc->fpinst;
 631         hwstate->fpinst2 = ufp_exc->fpinst2;
 632
 633         return 0;
 634 }
 635
 636 /*
 637  * VFP hardware can lose all context when a CPU goes offline.
 638  * As we will be running in SMP mode with CPU hotplug, we will save the
 639  * hardware state at every thread switch.  We clear our held state when
 640  * a CPU has been killed, indicating that the VFP hardware doesn't contain
 641  * a threads VFP state.  When a CPU starts up, we re-enable access to the
 642  * VFP hardware. The callbacks below are called on the CPU which
 643  * is being offlined/onlined.
 644  */
 645 static int vfp_dying_cpu(unsigned int cpu)
 646 {
 647         vfp_current_hw_state[cpu] = NULL;
 648         return 0;
 649 }
 650
 651 static int vfp_starting_cpu(unsigned int unused)
 652 {
 653         vfp_enable(NULL);
 654         return 0;
 655 }
 656
 657 #ifdef CONFIG_KERNEL_MODE_NEON
 658
 659 static int vfp_kmode_exception(struct pt_regs *regs, unsigned int instr)
 660 {
 661         /*
 662          * If we reach this point, a floating point exception has been raised
 663          * while running in kernel mode. If the NEON/VFP unit was enabled at the
 664          * time, it means a VFP instruction has been issued that requires
 665          * software assistance to complete, something which is not currently
 666          * supported in kernel mode.
 667          * If the NEON/VFP unit was disabled, and the location pointed to below
 668          * is properly preceded by a call to kernel_neon_begin(), something has
 669          * caused the task to be scheduled out and back in again. In this case,
 670          * rebuilding and running with CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP enabled should
 671          * be helpful in localizing the problem.
 672          */
 673         if (fmrx(FPEXC) & FPEXC_EN)
 674                 pr_crit("BUG: unsupported FP instruction in kernel mode\n");
 675         else
 676                 pr_crit("BUG: FP instruction issued in kernel mode with FP unit disabled\n");
 677         pr_crit("FPEXC == 0x%08x\n", fmrx(FPEXC));
 678         return 1;
 679 }
 680
 681 static struct undef_hook vfp_kmode_exception_hook[] = {{
 682         .instr_mask     = 0xfe000000,
 683         .instr_val      = 0xf2000000,
 684         .cpsr_mask      = MODE_MASK | PSR_T_BIT,
 685         .cpsr_val       = SVC_MODE,
 686         .fn             = vfp_kmode_exception,
 687 }, {
 688         .instr_mask     = 0xff100000,
 689         .instr_val      = 0xf4000000,
 690         .cpsr_mask      = MODE_MASK | PSR_T_BIT,
 691         .cpsr_val       = SVC_MODE,
 692         .fn             = vfp_kmode_exception,
 693 }, {
 694         .instr_mask     = 0xef000000,
 695         .instr_val      = 0xef000000,
 696         .cpsr_mask      = MODE_MASK | PSR_T_BIT,
 697         .cpsr_val       = SVC_MODE | PSR_T_BIT,
 698         .fn             = vfp_kmode_exception,
 699 }, {
 700         .instr_mask     = 0xff100000,
 701         .instr_val      = 0xf9000000,
 702         .cpsr_mask      = MODE_MASK | PSR_T_BIT,
 703         .cpsr_val       = SVC_MODE | PSR_T_BIT,
 704         .fn             = vfp_kmode_exception,
 705 }, {
 706         .instr_mask     = 0x0c000e00,
 707         .instr_val      = 0x0c000a00,
 708         .cpsr_mask      = MODE_MASK,
 709         .cpsr_val       = SVC_MODE,
 710         .fn             = vfp_kmode_exception,
 711 }};
 712
 713 static int __init vfp_kmode_exception_hook_init(void)
 714 {
 715         int i;
 716
 717         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(vfp_kmode_exception_hook); i++)
 718                 register_undef_hook(&vfp_kmode_exception_hook[i]);
 719         return 0;
 720 }
 721 subsys_initcall(vfp_kmode_exception_hook_init);
 722
 723 /*
 724  * Kernel-side NEON support functions
 725  */
 726 void kernel_neon_begin(void)
 727 {
 728         struct thread_info *thread = current_thread_info();
 729         unsigned int cpu;
 730         u32 fpexc;
 731
 732         /*
 733          * Kernel mode NEON is only allowed outside of interrupt context
 734          * with preemption disabled. This will make sure that the kernel
 735          * mode NEON register contents never need to be preserved.
 736          */
 737         BUG_ON(in_interrupt());
 738         cpu = get_cpu();
 739
 740         fpexc = fmrx(FPEXC) | FPEXC_EN;
 741         /* vfp_save_state oopses on VFP11 if EX bit set */
 742         fmxr(FPEXC, fpexc & ~FPEXC_EX);
 743
 744         /*
 745          * Save the userland NEON/VFP state. Under UP,
 746          * the owner could be a task other than 'current'
 747          */
 748         if (vfp_state_in_hw(cpu, thread))
 749                 vfp_save_state(&thread->vfpstate, fpexc);
 750 #ifndef CONFIG_SMP
 751         else if (vfp_current_hw_state[cpu] != NULL)
 752                 vfp_save_state(vfp_current_hw_state[cpu], fpexc);
 753 #endif
 754         vfp_current_hw_state[cpu] = NULL;
 755 }
 756 EXPORT_SYMBOL(kernel_neon_begin);
 757
 758 void kernel_neon_end(void)
 759 {
 760         /* Disable the NEON/VFP unit. */
 761         fmxr(FPEXC, fmrx(FPEXC) & ~FPEXC_EN);
 762         put_cpu();
 763 }
 764 EXPORT_SYMBOL(kernel_neon_end);
 765
 766 #endif /* CONFIG_KERNEL_MODE_NEON */
 767
 768 static int __init vfp_detect(struct pt_regs *regs, unsigned int instr)
 769 {
 770         VFP_arch = UINT_MAX;    /* mark as not present */
 771         regs->ARM_pc += 4;
 772         return 0;
 773 }
 774
 775 static struct undef_hook vfp_detect_hook __initdata = {
 776         .instr_mask     = 0x0c000e00,
 777         .instr_val      = 0x0c000a00,
 778         .cpsr_mask      = MODE_MASK,
 779         .cpsr_val       = SVC_MODE,
 780         .fn             = vfp_detect,
 781 };
 782
 783 /*
 784  * VFP support code initialisation.
 785  */
 786 static int __init vfp_init(void)
 787 {
 788         unsigned int vfpsid;
 789         unsigned int cpu_arch = cpu_architecture();
 790
 791         /*
 792          * Enable the access to the VFP on all online CPUs so the
 793          * following test on FPSID will succeed.
 794          */
 795         if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6)
 796                 on_each_cpu(vfp_enable, NULL, 1);
 797
 798         /*
 799          * First check that there is a VFP that we can use.
 800          * The handler is already setup to just log calls, so
 801          * we just need to read the VFPSID register.
 802          */
 803         register_undef_hook(&vfp_detect_hook);
 804         barrier();
 805         vfpsid = fmrx(FPSID);
 806         barrier();
 807         unregister_undef_hook(&vfp_detect_hook);
 808         vfp_vector = vfp_null_entry;
 809
 810         pr_info("VFP support v0.3: ");
 811         if (VFP_arch) {
 812                 pr_cont("not present\n");
 813                 return 0;
 814         /* Extract the architecture on CPUID scheme */
 815         } else if ((read_cpuid_id() & 0x000f0000) == 0x000f0000) {
 816                 VFP_arch = vfpsid & FPSID_CPUID_ARCH_MASK;
 817                 VFP_arch >>= FPSID_ARCH_BIT;
 818                 /*
 819                  * Check for the presence of the Advanced SIMD
 820                  * load/store instructions, integer and single
 821                  * precision floating point operations. Only check
 822                  * for NEON if the hardware has the MVFR registers.
 823                  */
 824                 if (IS_ENABLED(CONFIG_NEON) &&
 825                    (fmrx(MVFR1) & 0x000fff00) == 0x00011100)
 826                         elf_hwcap |= HWCAP_NEON;
 827
 828                 if (IS_ENABLED(CONFIG_VFPv3)) {
 829                         u32 mvfr0 = fmrx(MVFR0);
 830                         if (((mvfr0 & MVFR0_DP_MASK) >> MVFR0_DP_BIT) == 0x2 ||
 831                             ((mvfr0 & MVFR0_SP_MASK) >> MVFR0_SP_BIT) == 0x2) {
 832                                 elf_hwcap |= HWCAP_VFPv3;
 833                                 /*
 834                                  * Check for VFPv3 D16 and VFPv4 D16.  CPUs in
 835                                  * this configuration only have 16 x 64bit
 836                                  * registers.
 837                                  */
 838                                 if ((mvfr0 & MVFR0_A_SIMD_MASK) == 1)
 839                                         /* also v4-D16 */
 840                                         elf_hwcap |= HWCAP_VFPv3D16;
 841                                 else
 842                                         elf_hwcap |= HWCAP_VFPD32;
 843                         }
 844
 845                         if ((fmrx(MVFR1) & 0xf0000000) == 0x10000000)
 846                                 elf_hwcap |= HWCAP_VFPv4;
 847                 }
 848         /* Extract the architecture version on pre-cpuid scheme */
 849         } else {
 850                 if (vfpsid & FPSID_NODOUBLE) {
 851                         pr_cont("no double precision support\n");
 852                         return 0;
 853                 }
 854
 855                 VFP_arch = (vfpsid & FPSID_ARCH_MASK) >> FPSID_ARCH_BIT;
 856         }
 857
 858         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_AP_ARM_VFP_STARTING,
 859                                   "arm/vfp:starting", vfp_starting_cpu,
 860                                   vfp_dying_cpu);
 861
 862         vfp_vector = vfp_support_entry;
 863
 864         thread_register_notifier(&vfp_notifier_block);
 865         vfp_pm_init();
 866
 867         /*
 868          * We detected VFP, and the support code is
 869          * in place; report VFP support to userspace.
 870          */
 871         elf_hwcap |= HWCAP_VFP;
 872
 873         pr_cont("implementor %02x architecture %d part %02x variant %x rev %x\n",
 874                 (vfpsid & FPSID_IMPLEMENTER_MASK) >> FPSID_IMPLEMENTER_BIT,
 875                 VFP_arch,
 876                 (vfpsid & FPSID_PART_MASK) >> FPSID_PART_BIT,
 877                 (vfpsid & FPSID_VARIANT_MASK) >> FPSID_VARIANT_BIT,
 878                 (vfpsid & FPSID_REV_MASK) >> FPSID_REV_BIT);
 879
 880         return 0;
 881 }
 882
 883 core_initcall(vfp_init);