Merge tag 'arm64-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arm64/linux
[platform/kernel/linux-starfive.git] / arch / arm64 / kernel / fpsimd.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * FP/SIMD context switching and fault handling
4  *
5  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
6  * Author: Catalin Marinas <catalin.marinas@arm.com>
7  */
8
9 #include <linux/bitmap.h>
10 #include <linux/bitops.h>
11 #include <linux/bottom_half.h>
12 #include <linux/bug.h>
13 #include <linux/cache.h>
14 #include <linux/compat.h>
15 #include <linux/compiler.h>
16 #include <linux/cpu.h>
17 #include <linux/cpu_pm.h>
18 #include <linux/ctype.h>
19 #include <linux/kernel.h>
20 #include <linux/linkage.h>
21 #include <linux/irqflags.h>
22 #include <linux/init.h>
23 #include <linux/percpu.h>
24 #include <linux/prctl.h>
25 #include <linux/preempt.h>
26 #include <linux/ptrace.h>
27 #include <linux/sched/signal.h>
28 #include <linux/sched/task_stack.h>
29 #include <linux/signal.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/stddef.h>
32 #include <linux/sysctl.h>
33 #include <linux/swab.h>
34
35 #include <asm/esr.h>
36 #include <asm/exception.h>
37 #include <asm/fpsimd.h>
38 #include <asm/cpufeature.h>
39 #include <asm/cputype.h>
40 #include <asm/neon.h>
41 #include <asm/processor.h>
42 #include <asm/simd.h>
43 #include <asm/sigcontext.h>
44 #include <asm/sysreg.h>
45 #include <asm/traps.h>
46 #include <asm/virt.h>
47
48 #define FPEXC_IOF       (1 << 0)
49 #define FPEXC_DZF       (1 << 1)
50 #define FPEXC_OFF       (1 << 2)
51 #define FPEXC_UFF       (1 << 3)
52 #define FPEXC_IXF       (1 << 4)
53 #define FPEXC_IDF       (1 << 7)
54
55 /*
56  * (Note: in this discussion, statements about FPSIMD apply equally to SVE.)
57  *
58  * In order to reduce the number of times the FPSIMD state is needlessly saved
59  * and restored, we need to keep track of two things:
60  * (a) for each task, we need to remember which CPU was the last one to have
61  *     the task's FPSIMD state loaded into its FPSIMD registers;
62  * (b) for each CPU, we need to remember which task's userland FPSIMD state has
63  *     been loaded into its FPSIMD registers most recently, or whether it has
64  *     been used to perform kernel mode NEON in the meantime.
65  *
66  * For (a), we add a fpsimd_cpu field to thread_struct, which gets updated to
67  * the id of the current CPU every time the state is loaded onto a CPU. For (b),
68  * we add the per-cpu variable 'fpsimd_last_state' (below), which contains the
69  * address of the userland FPSIMD state of the task that was loaded onto the CPU
70  * the most recently, or NULL if kernel mode NEON has been performed after that.
71  *
72  * With this in place, we no longer have to restore the next FPSIMD state right
73  * when switching between tasks. Instead, we can defer this check to userland
74  * resume, at which time we verify whether the CPU's fpsimd_last_state and the
75  * task's fpsimd_cpu are still mutually in sync. If this is the case, we
76  * can omit the FPSIMD restore.
77  *
78  * As an optimization, we use the thread_info flag TIF_FOREIGN_FPSTATE to
79  * indicate whether or not the userland FPSIMD state of the current task is
80  * present in the registers. The flag is set unless the FPSIMD registers of this
81  * CPU currently contain the most recent userland FPSIMD state of the current
82  * task. If the task is behaving as a VMM, then this is will be managed by
83  * KVM which will clear it to indicate that the vcpu FPSIMD state is currently
84  * loaded on the CPU, allowing the state to be saved if a FPSIMD-aware
85  * softirq kicks in. Upon vcpu_put(), KVM will save the vcpu FP state and
86  * flag the register state as invalid.
87  *
88  * In order to allow softirq handlers to use FPSIMD, kernel_neon_begin() may
89  * save the task's FPSIMD context back to task_struct from softirq context.
90  * To prevent this from racing with the manipulation of the task's FPSIMD state
91  * from task context and thereby corrupting the state, it is necessary to
92  * protect any manipulation of a task's fpsimd_state or TIF_FOREIGN_FPSTATE
93  * flag with {, __}get_cpu_fpsimd_context(). This will still allow softirqs to
94  * run but prevent them to use FPSIMD.
95  *
96  * For a certain task, the sequence may look something like this:
97  * - the task gets scheduled in; if both the task's fpsimd_cpu field
98  *   contains the id of the current CPU, and the CPU's fpsimd_last_state per-cpu
99  *   variable points to the task's fpsimd_state, the TIF_FOREIGN_FPSTATE flag is
100  *   cleared, otherwise it is set;
101  *
102  * - the task returns to userland; if TIF_FOREIGN_FPSTATE is set, the task's
103  *   userland FPSIMD state is copied from memory to the registers, the task's
104  *   fpsimd_cpu field is set to the id of the current CPU, the current
105  *   CPU's fpsimd_last_state pointer is set to this task's fpsimd_state and the
106  *   TIF_FOREIGN_FPSTATE flag is cleared;
107  *
108  * - the task executes an ordinary syscall; upon return to userland, the
109  *   TIF_FOREIGN_FPSTATE flag will still be cleared, so no FPSIMD state is
110  *   restored;
111  *
112  * - the task executes a syscall which executes some NEON instructions; this is
113  *   preceded by a call to kernel_neon_begin(), which copies the task's FPSIMD
114  *   register contents to memory, clears the fpsimd_last_state per-cpu variable
115  *   and sets the TIF_FOREIGN_FPSTATE flag;
116  *
117  * - the task gets preempted after kernel_neon_end() is called; as we have not
118  *   returned from the 2nd syscall yet, TIF_FOREIGN_FPSTATE is still set so
119  *   whatever is in the FPSIMD registers is not saved to memory, but discarded.
120  */
121
122 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_fp_state, fpsimd_last_state);
123
124 __ro_after_init struct vl_info vl_info[ARM64_VEC_MAX] = {
125 #ifdef CONFIG_ARM64_SVE
126         [ARM64_VEC_SVE] = {
127                 .type                   = ARM64_VEC_SVE,
128                 .name                   = "SVE",
129                 .min_vl                 = SVE_VL_MIN,
130                 .max_vl                 = SVE_VL_MIN,
131                 .max_virtualisable_vl   = SVE_VL_MIN,
132         },
133 #endif
134 #ifdef CONFIG_ARM64_SME
135         [ARM64_VEC_SME] = {
136                 .type                   = ARM64_VEC_SME,
137                 .name                   = "SME",
138         },
139 #endif
140 };
141
142 static unsigned int vec_vl_inherit_flag(enum vec_type type)
143 {
144         switch (type) {
145         case ARM64_VEC_SVE:
146                 return TIF_SVE_VL_INHERIT;
147         case ARM64_VEC_SME:
148                 return TIF_SME_VL_INHERIT;
149         default:
150                 WARN_ON_ONCE(1);
151                 return 0;
152         }
153 }
154
155 struct vl_config {
156         int __default_vl;               /* Default VL for tasks */
157 };
158
159 static struct vl_config vl_config[ARM64_VEC_MAX];
160
161 static inline int get_default_vl(enum vec_type type)
162 {
163         return READ_ONCE(vl_config[type].__default_vl);
164 }
165
166 #ifdef CONFIG_ARM64_SVE
167
168 static inline int get_sve_default_vl(void)
169 {
170         return get_default_vl(ARM64_VEC_SVE);
171 }
172
173 static inline void set_default_vl(enum vec_type type, int val)
174 {
175         WRITE_ONCE(vl_config[type].__default_vl, val);
176 }
177
178 static inline void set_sve_default_vl(int val)
179 {
180         set_default_vl(ARM64_VEC_SVE, val);
181 }
182
183 static void __percpu *efi_sve_state;
184
185 #else /* ! CONFIG_ARM64_SVE */
186
187 /* Dummy declaration for code that will be optimised out: */
188 extern void __percpu *efi_sve_state;
189
190 #endif /* ! CONFIG_ARM64_SVE */
191
192 #ifdef CONFIG_ARM64_SME
193
194 static int get_sme_default_vl(void)
195 {
196         return get_default_vl(ARM64_VEC_SME);
197 }
198
199 static void set_sme_default_vl(int val)
200 {
201         set_default_vl(ARM64_VEC_SME, val);
202 }
203
204 static void sme_free(struct task_struct *);
205
206 #else
207
208 static inline void sme_free(struct task_struct *t) { }
209
210 #endif
211
212 DEFINE_PER_CPU(bool, fpsimd_context_busy);
213 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(fpsimd_context_busy);
214
215 static void fpsimd_bind_task_to_cpu(void);
216
217 static void __get_cpu_fpsimd_context(void)
218 {
219         bool busy = __this_cpu_xchg(fpsimd_context_busy, true);
220
221         WARN_ON(busy);
222 }
223
224 /*
225  * Claim ownership of the CPU FPSIMD context for use by the calling context.
226  *
227  * The caller may freely manipulate the FPSIMD context metadata until
228  * put_cpu_fpsimd_context() is called.
229  *
230  * The double-underscore version must only be called if you know the task
231  * can't be preempted.
232  *
233  * On RT kernels local_bh_disable() is not sufficient because it only
234  * serializes soft interrupt related sections via a local lock, but stays
235  * preemptible. Disabling preemption is the right choice here as bottom
236  * half processing is always in thread context on RT kernels so it
237  * implicitly prevents bottom half processing as well.
238  */
239 static void get_cpu_fpsimd_context(void)
240 {
241         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
242                 local_bh_disable();
243         else
244                 preempt_disable();
245         __get_cpu_fpsimd_context();
246 }
247
248 static void __put_cpu_fpsimd_context(void)
249 {
250         bool busy = __this_cpu_xchg(fpsimd_context_busy, false);
251
252         WARN_ON(!busy); /* No matching get_cpu_fpsimd_context()? */
253 }
254
255 /*
256  * Release the CPU FPSIMD context.
257  *
258  * Must be called from a context in which get_cpu_fpsimd_context() was
259  * previously called, with no call to put_cpu_fpsimd_context() in the
260  * meantime.
261  */
262 static void put_cpu_fpsimd_context(void)
263 {
264         __put_cpu_fpsimd_context();
265         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RT))
266                 local_bh_enable();
267         else
268                 preempt_enable();
269 }
270
271 static bool have_cpu_fpsimd_context(void)
272 {
273         return !preemptible() && __this_cpu_read(fpsimd_context_busy);
274 }
275
276 unsigned int task_get_vl(const struct task_struct *task, enum vec_type type)
277 {
278         return task->thread.vl[type];
279 }
280
281 void task_set_vl(struct task_struct *task, enum vec_type type,
282                  unsigned long vl)
283 {
284         task->thread.vl[type] = vl;
285 }
286
287 unsigned int task_get_vl_onexec(const struct task_struct *task,
288                                 enum vec_type type)
289 {
290         return task->thread.vl_onexec[type];
291 }
292
293 void task_set_vl_onexec(struct task_struct *task, enum vec_type type,
294                         unsigned long vl)
295 {
296         task->thread.vl_onexec[type] = vl;
297 }
298
299 /*
300  * TIF_SME controls whether a task can use SME without trapping while
301  * in userspace, when TIF_SME is set then we must have storage
302  * alocated in sve_state and sme_state to store the contents of both ZA
303  * and the SVE registers for both streaming and non-streaming modes.
304  *
305  * If both SVCR.ZA and SVCR.SM are disabled then at any point we
306  * may disable TIF_SME and reenable traps.
307  */
308
309
310 /*
311  * TIF_SVE controls whether a task can use SVE without trapping while
312  * in userspace, and also (together with TIF_SME) the way a task's
313  * FPSIMD/SVE state is stored in thread_struct.
314  *
315  * The kernel uses this flag to track whether a user task is actively
316  * using SVE, and therefore whether full SVE register state needs to
317  * be tracked.  If not, the cheaper FPSIMD context handling code can
318  * be used instead of the more costly SVE equivalents.
319  *
320  *  * TIF_SVE or SVCR.SM set:
321  *
322  *    The task can execute SVE instructions while in userspace without
323  *    trapping to the kernel.
324  *
325  *    During any syscall, the kernel may optionally clear TIF_SVE and
326  *    discard the vector state except for the FPSIMD subset.
327  *
328  *  * TIF_SVE clear:
329  *
330  *    An attempt by the user task to execute an SVE instruction causes
331  *    do_sve_acc() to be called, which does some preparation and then
332  *    sets TIF_SVE.
333  *
334  * During any syscall, the kernel may optionally clear TIF_SVE and
335  * discard the vector state except for the FPSIMD subset.
336  *
337  * The data will be stored in one of two formats:
338  *
339  *  * FPSIMD only - FP_STATE_FPSIMD:
340  *
341  *    When the FPSIMD only state stored task->thread.fp_type is set to
342  *    FP_STATE_FPSIMD, the FPSIMD registers V0-V31 are encoded in
343  *    task->thread.uw.fpsimd_state; bits [max : 128] for each of Z0-Z31 are
344  *    logically zero but not stored anywhere; P0-P15 and FFR are not
345  *    stored and have unspecified values from userspace's point of
346  *    view.  For hygiene purposes, the kernel zeroes them on next use,
347  *    but userspace is discouraged from relying on this.
348  *
349  *    task->thread.sve_state does not need to be non-NULL, valid or any
350  *    particular size: it must not be dereferenced and any data stored
351  *    there should be considered stale and not referenced.
352  *
353  *  * SVE state - FP_STATE_SVE:
354  *
355  *    When the full SVE state is stored task->thread.fp_type is set to
356  *    FP_STATE_SVE and Z0-Z31 (incorporating Vn in bits[127:0] or the
357  *    corresponding Zn), P0-P15 and FFR are encoded in in
358  *    task->thread.sve_state, formatted appropriately for vector
359  *    length task->thread.sve_vl or, if SVCR.SM is set,
360  *    task->thread.sme_vl. The storage for the vector registers in
361  *    task->thread.uw.fpsimd_state should be ignored.
362  *
363  *    task->thread.sve_state must point to a valid buffer at least
364  *    sve_state_size(task) bytes in size. The data stored in
365  *    task->thread.uw.fpsimd_state.vregs should be considered stale
366  *    and not referenced.
367  *
368  *  * FPSR and FPCR are always stored in task->thread.uw.fpsimd_state
369  *    irrespective of whether TIF_SVE is clear or set, since these are
370  *    not vector length dependent.
371  */
372
373 /*
374  * Update current's FPSIMD/SVE registers from thread_struct.
375  *
376  * This function should be called only when the FPSIMD/SVE state in
377  * thread_struct is known to be up to date, when preparing to enter
378  * userspace.
379  */
380 static void task_fpsimd_load(void)
381 {
382         bool restore_sve_regs = false;
383         bool restore_ffr;
384
385         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
386         WARN_ON(!have_cpu_fpsimd_context());
387
388         if (system_supports_sve() || system_supports_sme()) {
389                 switch (current->thread.fp_type) {
390                 case FP_STATE_FPSIMD:
391                         /* Stop tracking SVE for this task until next use. */
392                         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_SVE))
393                                 sve_user_disable();
394                         break;
395                 case FP_STATE_SVE:
396                         if (!thread_sm_enabled(&current->thread) &&
397                             !WARN_ON_ONCE(!test_and_set_thread_flag(TIF_SVE)))
398                                 sve_user_enable();
399
400                         if (test_thread_flag(TIF_SVE))
401                                 sve_set_vq(sve_vq_from_vl(task_get_sve_vl(current)) - 1);
402
403                         restore_sve_regs = true;
404                         restore_ffr = true;
405                         break;
406                 default:
407                         /*
408                          * This indicates either a bug in
409                          * fpsimd_save() or memory corruption, we
410                          * should always record an explicit format
411                          * when we save. We always at least have the
412                          * memory allocated for FPSMID registers so
413                          * try that and hope for the best.
414                          */
415                         WARN_ON_ONCE(1);
416                         clear_thread_flag(TIF_SVE);
417                         break;
418                 }
419         }
420
421         /* Restore SME, override SVE register configuration if needed */
422         if (system_supports_sme()) {
423                 unsigned long sme_vl = task_get_sme_vl(current);
424
425                 /* Ensure VL is set up for restoring data */
426                 if (test_thread_flag(TIF_SME))
427                         sme_set_vq(sve_vq_from_vl(sme_vl) - 1);
428
429                 write_sysreg_s(current->thread.svcr, SYS_SVCR);
430
431                 if (thread_za_enabled(&current->thread))
432                         sme_load_state(current->thread.sme_state,
433                                        system_supports_sme2());
434
435                 if (thread_sm_enabled(&current->thread))
436                         restore_ffr = system_supports_fa64();
437         }
438
439         if (restore_sve_regs) {
440                 WARN_ON_ONCE(current->thread.fp_type != FP_STATE_SVE);
441                 sve_load_state(sve_pffr(&current->thread),
442                                &current->thread.uw.fpsimd_state.fpsr,
443                                restore_ffr);
444         } else {
445                 WARN_ON_ONCE(current->thread.fp_type != FP_STATE_FPSIMD);
446                 fpsimd_load_state(&current->thread.uw.fpsimd_state);
447         }
448 }
449
450 /*
451  * Ensure FPSIMD/SVE storage in memory for the loaded context is up to
452  * date with respect to the CPU registers. Note carefully that the
453  * current context is the context last bound to the CPU stored in
454  * last, if KVM is involved this may be the guest VM context rather
455  * than the host thread for the VM pointed to by current. This means
456  * that we must always reference the state storage via last rather
457  * than via current, if we are saving KVM state then it will have
458  * ensured that the type of registers to save is set in last->to_save.
459  */
460 static void fpsimd_save(void)
461 {
462         struct cpu_fp_state const *last =
463                 this_cpu_ptr(&fpsimd_last_state);
464         /* set by fpsimd_bind_task_to_cpu() or fpsimd_bind_state_to_cpu() */
465         bool save_sve_regs = false;
466         bool save_ffr;
467         unsigned int vl;
468
469         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
470         WARN_ON(!have_cpu_fpsimd_context());
471
472         if (test_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE))
473                 return;
474
475         /*
476          * If a task is in a syscall the ABI allows us to only
477          * preserve the state shared with FPSIMD so don't bother
478          * saving the full SVE state in that case.
479          */
480         if ((last->to_save == FP_STATE_CURRENT && test_thread_flag(TIF_SVE) &&
481              !in_syscall(current_pt_regs())) ||
482             last->to_save == FP_STATE_SVE) {
483                 save_sve_regs = true;
484                 save_ffr = true;
485                 vl = last->sve_vl;
486         }
487
488         if (system_supports_sme()) {
489                 u64 *svcr = last->svcr;
490
491                 *svcr = read_sysreg_s(SYS_SVCR);
492
493                 if (*svcr & SVCR_ZA_MASK)
494                         sme_save_state(last->sme_state,
495                                        system_supports_sme2());
496
497                 /* If we are in streaming mode override regular SVE. */
498                 if (*svcr & SVCR_SM_MASK) {
499                         save_sve_regs = true;
500                         save_ffr = system_supports_fa64();
501                         vl = last->sme_vl;
502                 }
503         }
504
505         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_SVE) && save_sve_regs) {
506                 /* Get the configured VL from RDVL, will account for SM */
507                 if (WARN_ON(sve_get_vl() != vl)) {
508                         /*
509                          * Can't save the user regs, so current would
510                          * re-enter user with corrupt state.
511                          * There's no way to recover, so kill it:
512                          */
513                         force_signal_inject(SIGKILL, SI_KERNEL, 0, 0);
514                         return;
515                 }
516
517                 sve_save_state((char *)last->sve_state +
518                                         sve_ffr_offset(vl),
519                                &last->st->fpsr, save_ffr);
520                 *last->fp_type = FP_STATE_SVE;
521         } else {
522                 fpsimd_save_state(last->st);
523                 *last->fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
524         }
525 }
526
527 /*
528  * All vector length selection from userspace comes through here.
529  * We're on a slow path, so some sanity-checks are included.
530  * If things go wrong there's a bug somewhere, but try to fall back to a
531  * safe choice.
532  */
533 static unsigned int find_supported_vector_length(enum vec_type type,
534                                                  unsigned int vl)
535 {
536         struct vl_info *info = &vl_info[type];
537         int bit;
538         int max_vl = info->max_vl;
539
540         if (WARN_ON(!sve_vl_valid(vl)))
541                 vl = info->min_vl;
542
543         if (WARN_ON(!sve_vl_valid(max_vl)))
544                 max_vl = info->min_vl;
545
546         if (vl > max_vl)
547                 vl = max_vl;
548         if (vl < info->min_vl)
549                 vl = info->min_vl;
550
551         bit = find_next_bit(info->vq_map, SVE_VQ_MAX,
552                             __vq_to_bit(sve_vq_from_vl(vl)));
553         return sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(bit));
554 }
555
556 #if defined(CONFIG_ARM64_SVE) && defined(CONFIG_SYSCTL)
557
558 static int vec_proc_do_default_vl(struct ctl_table *table, int write,
559                                   void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
560 {
561         struct vl_info *info = table->extra1;
562         enum vec_type type = info->type;
563         int ret;
564         int vl = get_default_vl(type);
565         struct ctl_table tmp_table = {
566                 .data = &vl,
567                 .maxlen = sizeof(vl),
568         };
569
570         ret = proc_dointvec(&tmp_table, write, buffer, lenp, ppos);
571         if (ret || !write)
572                 return ret;
573
574         /* Writing -1 has the special meaning "set to max": */
575         if (vl == -1)
576                 vl = info->max_vl;
577
578         if (!sve_vl_valid(vl))
579                 return -EINVAL;
580
581         set_default_vl(type, find_supported_vector_length(type, vl));
582         return 0;
583 }
584
585 static struct ctl_table sve_default_vl_table[] = {
586         {
587                 .procname       = "sve_default_vector_length",
588                 .mode           = 0644,
589                 .proc_handler   = vec_proc_do_default_vl,
590                 .extra1         = &vl_info[ARM64_VEC_SVE],
591         },
592         { }
593 };
594
595 static int __init sve_sysctl_init(void)
596 {
597         if (system_supports_sve())
598                 if (!register_sysctl("abi", sve_default_vl_table))
599                         return -EINVAL;
600
601         return 0;
602 }
603
604 #else /* ! (CONFIG_ARM64_SVE && CONFIG_SYSCTL) */
605 static int __init sve_sysctl_init(void) { return 0; }
606 #endif /* ! (CONFIG_ARM64_SVE && CONFIG_SYSCTL) */
607
608 #if defined(CONFIG_ARM64_SME) && defined(CONFIG_SYSCTL)
609 static struct ctl_table sme_default_vl_table[] = {
610         {
611                 .procname       = "sme_default_vector_length",
612                 .mode           = 0644,
613                 .proc_handler   = vec_proc_do_default_vl,
614                 .extra1         = &vl_info[ARM64_VEC_SME],
615         },
616         { }
617 };
618
619 static int __init sme_sysctl_init(void)
620 {
621         if (system_supports_sme())
622                 if (!register_sysctl("abi", sme_default_vl_table))
623                         return -EINVAL;
624
625         return 0;
626 }
627
628 #else /* ! (CONFIG_ARM64_SME && CONFIG_SYSCTL) */
629 static int __init sme_sysctl_init(void) { return 0; }
630 #endif /* ! (CONFIG_ARM64_SME && CONFIG_SYSCTL) */
631
632 #define ZREG(sve_state, vq, n) ((char *)(sve_state) +           \
633         (SVE_SIG_ZREG_OFFSET(vq, n) - SVE_SIG_REGS_OFFSET))
634
635 #ifdef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
636 static __uint128_t arm64_cpu_to_le128(__uint128_t x)
637 {
638         u64 a = swab64(x);
639         u64 b = swab64(x >> 64);
640
641         return ((__uint128_t)a << 64) | b;
642 }
643 #else
644 static __uint128_t arm64_cpu_to_le128(__uint128_t x)
645 {
646         return x;
647 }
648 #endif
649
650 #define arm64_le128_to_cpu(x) arm64_cpu_to_le128(x)
651
652 static void __fpsimd_to_sve(void *sst, struct user_fpsimd_state const *fst,
653                             unsigned int vq)
654 {
655         unsigned int i;
656         __uint128_t *p;
657
658         for (i = 0; i < SVE_NUM_ZREGS; ++i) {
659                 p = (__uint128_t *)ZREG(sst, vq, i);
660                 *p = arm64_cpu_to_le128(fst->vregs[i]);
661         }
662 }
663
664 /*
665  * Transfer the FPSIMD state in task->thread.uw.fpsimd_state to
666  * task->thread.sve_state.
667  *
668  * Task can be a non-runnable task, or current.  In the latter case,
669  * the caller must have ownership of the cpu FPSIMD context before calling
670  * this function.
671  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
672  * bytes of allocated kernel memory.
673  * task->thread.uw.fpsimd_state must be up to date before calling this
674  * function.
675  */
676 static void fpsimd_to_sve(struct task_struct *task)
677 {
678         unsigned int vq;
679         void *sst = task->thread.sve_state;
680         struct user_fpsimd_state const *fst = &task->thread.uw.fpsimd_state;
681
682         if (!system_supports_sve())
683                 return;
684
685         vq = sve_vq_from_vl(thread_get_cur_vl(&task->thread));
686         __fpsimd_to_sve(sst, fst, vq);
687 }
688
689 /*
690  * Transfer the SVE state in task->thread.sve_state to
691  * task->thread.uw.fpsimd_state.
692  *
693  * Task can be a non-runnable task, or current.  In the latter case,
694  * the caller must have ownership of the cpu FPSIMD context before calling
695  * this function.
696  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
697  * bytes of allocated kernel memory.
698  * task->thread.sve_state must be up to date before calling this function.
699  */
700 static void sve_to_fpsimd(struct task_struct *task)
701 {
702         unsigned int vq, vl;
703         void const *sst = task->thread.sve_state;
704         struct user_fpsimd_state *fst = &task->thread.uw.fpsimd_state;
705         unsigned int i;
706         __uint128_t const *p;
707
708         if (!system_supports_sve())
709                 return;
710
711         vl = thread_get_cur_vl(&task->thread);
712         vq = sve_vq_from_vl(vl);
713         for (i = 0; i < SVE_NUM_ZREGS; ++i) {
714                 p = (__uint128_t const *)ZREG(sst, vq, i);
715                 fst->vregs[i] = arm64_le128_to_cpu(*p);
716         }
717 }
718
719 #ifdef CONFIG_ARM64_SVE
720 /*
721  * Call __sve_free() directly only if you know task can't be scheduled
722  * or preempted.
723  */
724 static void __sve_free(struct task_struct *task)
725 {
726         kfree(task->thread.sve_state);
727         task->thread.sve_state = NULL;
728 }
729
730 static void sve_free(struct task_struct *task)
731 {
732         WARN_ON(test_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE));
733
734         __sve_free(task);
735 }
736
737 /*
738  * Return how many bytes of memory are required to store the full SVE
739  * state for task, given task's currently configured vector length.
740  */
741 size_t sve_state_size(struct task_struct const *task)
742 {
743         unsigned int vl = 0;
744
745         if (system_supports_sve())
746                 vl = task_get_sve_vl(task);
747         if (system_supports_sme())
748                 vl = max(vl, task_get_sme_vl(task));
749
750         return SVE_SIG_REGS_SIZE(sve_vq_from_vl(vl));
751 }
752
753 /*
754  * Ensure that task->thread.sve_state is allocated and sufficiently large.
755  *
756  * This function should be used only in preparation for replacing
757  * task->thread.sve_state with new data.  The memory is always zeroed
758  * here to prevent stale data from showing through: this is done in
759  * the interest of testability and predictability: except in the
760  * do_sve_acc() case, there is no ABI requirement to hide stale data
761  * written previously be task.
762  */
763 void sve_alloc(struct task_struct *task, bool flush)
764 {
765         if (task->thread.sve_state) {
766                 if (flush)
767                         memset(task->thread.sve_state, 0,
768                                sve_state_size(task));
769                 return;
770         }
771
772         /* This is a small allocation (maximum ~8KB) and Should Not Fail. */
773         task->thread.sve_state =
774                 kzalloc(sve_state_size(task), GFP_KERNEL);
775 }
776
777
778 /*
779  * Force the FPSIMD state shared with SVE to be updated in the SVE state
780  * even if the SVE state is the current active state.
781  *
782  * This should only be called by ptrace.  task must be non-runnable.
783  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
784  * bytes of allocated kernel memory.
785  */
786 void fpsimd_force_sync_to_sve(struct task_struct *task)
787 {
788         fpsimd_to_sve(task);
789 }
790
791 /*
792  * Ensure that task->thread.sve_state is up to date with respect to
793  * the user task, irrespective of when SVE is in use or not.
794  *
795  * This should only be called by ptrace.  task must be non-runnable.
796  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
797  * bytes of allocated kernel memory.
798  */
799 void fpsimd_sync_to_sve(struct task_struct *task)
800 {
801         if (!test_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE) &&
802             !thread_sm_enabled(&task->thread))
803                 fpsimd_to_sve(task);
804 }
805
806 /*
807  * Ensure that task->thread.uw.fpsimd_state is up to date with respect to
808  * the user task, irrespective of whether SVE is in use or not.
809  *
810  * This should only be called by ptrace.  task must be non-runnable.
811  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
812  * bytes of allocated kernel memory.
813  */
814 void sve_sync_to_fpsimd(struct task_struct *task)
815 {
816         if (task->thread.fp_type == FP_STATE_SVE)
817                 sve_to_fpsimd(task);
818 }
819
820 /*
821  * Ensure that task->thread.sve_state is up to date with respect to
822  * the task->thread.uw.fpsimd_state.
823  *
824  * This should only be called by ptrace to merge new FPSIMD register
825  * values into a task for which SVE is currently active.
826  * task must be non-runnable.
827  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
828  * bytes of allocated kernel memory.
829  * task->thread.uw.fpsimd_state must already have been initialised with
830  * the new FPSIMD register values to be merged in.
831  */
832 void sve_sync_from_fpsimd_zeropad(struct task_struct *task)
833 {
834         unsigned int vq;
835         void *sst = task->thread.sve_state;
836         struct user_fpsimd_state const *fst = &task->thread.uw.fpsimd_state;
837
838         if (!test_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE))
839                 return;
840
841         vq = sve_vq_from_vl(thread_get_cur_vl(&task->thread));
842
843         memset(sst, 0, SVE_SIG_REGS_SIZE(vq));
844         __fpsimd_to_sve(sst, fst, vq);
845 }
846
847 int vec_set_vector_length(struct task_struct *task, enum vec_type type,
848                           unsigned long vl, unsigned long flags)
849 {
850         if (flags & ~(unsigned long)(PR_SVE_VL_INHERIT |
851                                      PR_SVE_SET_VL_ONEXEC))
852                 return -EINVAL;
853
854         if (!sve_vl_valid(vl))
855                 return -EINVAL;
856
857         /*
858          * Clamp to the maximum vector length that VL-agnostic code
859          * can work with.  A flag may be assigned in the future to
860          * allow setting of larger vector lengths without confusing
861          * older software.
862          */
863         if (vl > VL_ARCH_MAX)
864                 vl = VL_ARCH_MAX;
865
866         vl = find_supported_vector_length(type, vl);
867
868         if (flags & (PR_SVE_VL_INHERIT |
869                      PR_SVE_SET_VL_ONEXEC))
870                 task_set_vl_onexec(task, type, vl);
871         else
872                 /* Reset VL to system default on next exec: */
873                 task_set_vl_onexec(task, type, 0);
874
875         /* Only actually set the VL if not deferred: */
876         if (flags & PR_SVE_SET_VL_ONEXEC)
877                 goto out;
878
879         if (vl == task_get_vl(task, type))
880                 goto out;
881
882         /*
883          * To ensure the FPSIMD bits of the SVE vector registers are preserved,
884          * write any live register state back to task_struct, and convert to a
885          * regular FPSIMD thread.
886          */
887         if (task == current) {
888                 get_cpu_fpsimd_context();
889
890                 fpsimd_save();
891         }
892
893         fpsimd_flush_task_state(task);
894         if (test_and_clear_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE) ||
895             thread_sm_enabled(&task->thread)) {
896                 sve_to_fpsimd(task);
897                 task->thread.fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
898         }
899
900         if (system_supports_sme() && type == ARM64_VEC_SME) {
901                 task->thread.svcr &= ~(SVCR_SM_MASK |
902                                        SVCR_ZA_MASK);
903                 clear_thread_flag(TIF_SME);
904         }
905
906         if (task == current)
907                 put_cpu_fpsimd_context();
908
909         /*
910          * Force reallocation of task SVE and SME state to the correct
911          * size on next use:
912          */
913         sve_free(task);
914         if (system_supports_sme() && type == ARM64_VEC_SME)
915                 sme_free(task);
916
917         task_set_vl(task, type, vl);
918
919 out:
920         update_tsk_thread_flag(task, vec_vl_inherit_flag(type),
921                                flags & PR_SVE_VL_INHERIT);
922
923         return 0;
924 }
925
926 /*
927  * Encode the current vector length and flags for return.
928  * This is only required for prctl(): ptrace has separate fields.
929  * SVE and SME use the same bits for _ONEXEC and _INHERIT.
930  *
931  * flags are as for vec_set_vector_length().
932  */
933 static int vec_prctl_status(enum vec_type type, unsigned long flags)
934 {
935         int ret;
936
937         if (flags & PR_SVE_SET_VL_ONEXEC)
938                 ret = task_get_vl_onexec(current, type);
939         else
940                 ret = task_get_vl(current, type);
941
942         if (test_thread_flag(vec_vl_inherit_flag(type)))
943                 ret |= PR_SVE_VL_INHERIT;
944
945         return ret;
946 }
947
948 /* PR_SVE_SET_VL */
949 int sve_set_current_vl(unsigned long arg)
950 {
951         unsigned long vl, flags;
952         int ret;
953
954         vl = arg & PR_SVE_VL_LEN_MASK;
955         flags = arg & ~vl;
956
957         if (!system_supports_sve() || is_compat_task())
958                 return -EINVAL;
959
960         ret = vec_set_vector_length(current, ARM64_VEC_SVE, vl, flags);
961         if (ret)
962                 return ret;
963
964         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SVE, flags);
965 }
966
967 /* PR_SVE_GET_VL */
968 int sve_get_current_vl(void)
969 {
970         if (!system_supports_sve() || is_compat_task())
971                 return -EINVAL;
972
973         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SVE, 0);
974 }
975
976 #ifdef CONFIG_ARM64_SME
977 /* PR_SME_SET_VL */
978 int sme_set_current_vl(unsigned long arg)
979 {
980         unsigned long vl, flags;
981         int ret;
982
983         vl = arg & PR_SME_VL_LEN_MASK;
984         flags = arg & ~vl;
985
986         if (!system_supports_sme() || is_compat_task())
987                 return -EINVAL;
988
989         ret = vec_set_vector_length(current, ARM64_VEC_SME, vl, flags);
990         if (ret)
991                 return ret;
992
993         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SME, flags);
994 }
995
996 /* PR_SME_GET_VL */
997 int sme_get_current_vl(void)
998 {
999         if (!system_supports_sme() || is_compat_task())
1000                 return -EINVAL;
1001
1002         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SME, 0);
1003 }
1004 #endif /* CONFIG_ARM64_SME */
1005
1006 static void vec_probe_vqs(struct vl_info *info,
1007                           DECLARE_BITMAP(map, SVE_VQ_MAX))
1008 {
1009         unsigned int vq, vl;
1010
1011         bitmap_zero(map, SVE_VQ_MAX);
1012
1013         for (vq = SVE_VQ_MAX; vq >= SVE_VQ_MIN; --vq) {
1014                 write_vl(info->type, vq - 1); /* self-syncing */
1015
1016                 switch (info->type) {
1017                 case ARM64_VEC_SVE:
1018                         vl = sve_get_vl();
1019                         break;
1020                 case ARM64_VEC_SME:
1021                         vl = sme_get_vl();
1022                         break;
1023                 default:
1024                         vl = 0;
1025                         break;
1026                 }
1027
1028                 /* Minimum VL identified? */
1029                 if (sve_vq_from_vl(vl) > vq)
1030                         break;
1031
1032                 vq = sve_vq_from_vl(vl); /* skip intervening lengths */
1033                 set_bit(__vq_to_bit(vq), map);
1034         }
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Initialise the set of known supported VQs for the boot CPU.
1039  * This is called during kernel boot, before secondary CPUs are brought up.
1040  */
1041 void __init vec_init_vq_map(enum vec_type type)
1042 {
1043         struct vl_info *info = &vl_info[type];
1044         vec_probe_vqs(info, info->vq_map);
1045         bitmap_copy(info->vq_partial_map, info->vq_map, SVE_VQ_MAX);
1046 }
1047
1048 /*
1049  * If we haven't committed to the set of supported VQs yet, filter out
1050  * those not supported by the current CPU.
1051  * This function is called during the bring-up of early secondary CPUs only.
1052  */
1053 void vec_update_vq_map(enum vec_type type)
1054 {
1055         struct vl_info *info = &vl_info[type];
1056         DECLARE_BITMAP(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1057
1058         vec_probe_vqs(info, tmp_map);
1059         bitmap_and(info->vq_map, info->vq_map, tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1060         bitmap_or(info->vq_partial_map, info->vq_partial_map, tmp_map,
1061                   SVE_VQ_MAX);
1062 }
1063
1064 /*
1065  * Check whether the current CPU supports all VQs in the committed set.
1066  * This function is called during the bring-up of late secondary CPUs only.
1067  */
1068 int vec_verify_vq_map(enum vec_type type)
1069 {
1070         struct vl_info *info = &vl_info[type];
1071         DECLARE_BITMAP(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1072         unsigned long b;
1073
1074         vec_probe_vqs(info, tmp_map);
1075
1076         bitmap_complement(tmp_map, tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1077         if (bitmap_intersects(tmp_map, info->vq_map, SVE_VQ_MAX)) {
1078                 pr_warn("%s: cpu%d: Required vector length(s) missing\n",
1079                         info->name, smp_processor_id());
1080                 return -EINVAL;
1081         }
1082
1083         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KVM) || !is_hyp_mode_available())
1084                 return 0;
1085
1086         /*
1087          * For KVM, it is necessary to ensure that this CPU doesn't
1088          * support any vector length that guests may have probed as
1089          * unsupported.
1090          */
1091
1092         /* Recover the set of supported VQs: */
1093         bitmap_complement(tmp_map, tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1094         /* Find VQs supported that are not globally supported: */
1095         bitmap_andnot(tmp_map, tmp_map, info->vq_map, SVE_VQ_MAX);
1096
1097         /* Find the lowest such VQ, if any: */
1098         b = find_last_bit(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1099         if (b >= SVE_VQ_MAX)
1100                 return 0; /* no mismatches */
1101
1102         /*
1103          * Mismatches above sve_max_virtualisable_vl are fine, since
1104          * no guest is allowed to configure ZCR_EL2.LEN to exceed this:
1105          */
1106         if (sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(b)) <= info->max_virtualisable_vl) {
1107                 pr_warn("%s: cpu%d: Unsupported vector length(s) present\n",
1108                         info->name, smp_processor_id());
1109                 return -EINVAL;
1110         }
1111
1112         return 0;
1113 }
1114
1115 static void __init sve_efi_setup(void)
1116 {
1117         int max_vl = 0;
1118         int i;
1119
1120         if (!IS_ENABLED(CONFIG_EFI))
1121                 return;
1122
1123         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(vl_info); i++)
1124                 max_vl = max(vl_info[i].max_vl, max_vl);
1125
1126         /*
1127          * alloc_percpu() warns and prints a backtrace if this goes wrong.
1128          * This is evidence of a crippled system and we are returning void,
1129          * so no attempt is made to handle this situation here.
1130          */
1131         if (!sve_vl_valid(max_vl))
1132                 goto fail;
1133
1134         efi_sve_state = __alloc_percpu(
1135                 SVE_SIG_REGS_SIZE(sve_vq_from_vl(max_vl)), SVE_VQ_BYTES);
1136         if (!efi_sve_state)
1137                 goto fail;
1138
1139         return;
1140
1141 fail:
1142         panic("Cannot allocate percpu memory for EFI SVE save/restore");
1143 }
1144
1145 /*
1146  * Enable SVE for EL1.
1147  * Intended for use by the cpufeatures code during CPU boot.
1148  */
1149 void sve_kernel_enable(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1150 {
1151         write_sysreg(read_sysreg(CPACR_EL1) | CPACR_EL1_ZEN_EL1EN, CPACR_EL1);
1152         isb();
1153 }
1154
1155 /*
1156  * Read the pseudo-ZCR used by cpufeatures to identify the supported SVE
1157  * vector length.
1158  *
1159  * Use only if SVE is present.
1160  * This function clobbers the SVE vector length.
1161  */
1162 u64 read_zcr_features(void)
1163 {
1164         u64 zcr;
1165         unsigned int vq_max;
1166
1167         /*
1168          * Set the maximum possible VL, and write zeroes to all other
1169          * bits to see if they stick.
1170          */
1171         sve_kernel_enable(NULL);
1172         write_sysreg_s(ZCR_ELx_LEN_MASK, SYS_ZCR_EL1);
1173
1174         zcr = read_sysreg_s(SYS_ZCR_EL1);
1175         zcr &= ~(u64)ZCR_ELx_LEN_MASK; /* find sticky 1s outside LEN field */
1176         vq_max = sve_vq_from_vl(sve_get_vl());
1177         zcr |= vq_max - 1; /* set LEN field to maximum effective value */
1178
1179         return zcr;
1180 }
1181
1182 void __init sve_setup(void)
1183 {
1184         struct vl_info *info = &vl_info[ARM64_VEC_SVE];
1185         u64 zcr;
1186         DECLARE_BITMAP(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1187         unsigned long b;
1188
1189         if (!system_supports_sve())
1190                 return;
1191
1192         /*
1193          * The SVE architecture mandates support for 128-bit vectors,
1194          * so sve_vq_map must have at least SVE_VQ_MIN set.
1195          * If something went wrong, at least try to patch it up:
1196          */
1197         if (WARN_ON(!test_bit(__vq_to_bit(SVE_VQ_MIN), info->vq_map)))
1198                 set_bit(__vq_to_bit(SVE_VQ_MIN), info->vq_map);
1199
1200         zcr = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ZCR_EL1);
1201         info->max_vl = sve_vl_from_vq((zcr & ZCR_ELx_LEN_MASK) + 1);
1202
1203         /*
1204          * Sanity-check that the max VL we determined through CPU features
1205          * corresponds properly to sve_vq_map.  If not, do our best:
1206          */
1207         if (WARN_ON(info->max_vl != find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SVE,
1208                                                                  info->max_vl)))
1209                 info->max_vl = find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SVE,
1210                                                             info->max_vl);
1211
1212         /*
1213          * For the default VL, pick the maximum supported value <= 64.
1214          * VL == 64 is guaranteed not to grow the signal frame.
1215          */
1216         set_sve_default_vl(find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SVE, 64));
1217
1218         bitmap_andnot(tmp_map, info->vq_partial_map, info->vq_map,
1219                       SVE_VQ_MAX);
1220
1221         b = find_last_bit(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1222         if (b >= SVE_VQ_MAX)
1223                 /* No non-virtualisable VLs found */
1224                 info->max_virtualisable_vl = SVE_VQ_MAX;
1225         else if (WARN_ON(b == SVE_VQ_MAX - 1))
1226                 /* No virtualisable VLs?  This is architecturally forbidden. */
1227                 info->max_virtualisable_vl = SVE_VQ_MIN;
1228         else /* b + 1 < SVE_VQ_MAX */
1229                 info->max_virtualisable_vl = sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(b + 1));
1230
1231         if (info->max_virtualisable_vl > info->max_vl)
1232                 info->max_virtualisable_vl = info->max_vl;
1233
1234         pr_info("%s: maximum available vector length %u bytes per vector\n",
1235                 info->name, info->max_vl);
1236         pr_info("%s: default vector length %u bytes per vector\n",
1237                 info->name, get_sve_default_vl());
1238
1239         /* KVM decides whether to support mismatched systems. Just warn here: */
1240         if (sve_max_virtualisable_vl() < sve_max_vl())
1241                 pr_warn("%s: unvirtualisable vector lengths present\n",
1242                         info->name);
1243
1244         sve_efi_setup();
1245 }
1246
1247 /*
1248  * Called from the put_task_struct() path, which cannot get here
1249  * unless dead_task is really dead and not schedulable.
1250  */
1251 void fpsimd_release_task(struct task_struct *dead_task)
1252 {
1253         __sve_free(dead_task);
1254         sme_free(dead_task);
1255 }
1256
1257 #endif /* CONFIG_ARM64_SVE */
1258
1259 #ifdef CONFIG_ARM64_SME
1260
1261 /*
1262  * Ensure that task->thread.sme_state is allocated and sufficiently large.
1263  *
1264  * This function should be used only in preparation for replacing
1265  * task->thread.sme_state with new data.  The memory is always zeroed
1266  * here to prevent stale data from showing through: this is done in
1267  * the interest of testability and predictability, the architecture
1268  * guarantees that when ZA is enabled it will be zeroed.
1269  */
1270 void sme_alloc(struct task_struct *task)
1271 {
1272         if (task->thread.sme_state) {
1273                 memset(task->thread.sme_state, 0, sme_state_size(task));
1274                 return;
1275         }
1276
1277         /* This could potentially be up to 64K. */
1278         task->thread.sme_state =
1279                 kzalloc(sme_state_size(task), GFP_KERNEL);
1280 }
1281
1282 static void sme_free(struct task_struct *task)
1283 {
1284         kfree(task->thread.sme_state);
1285         task->thread.sme_state = NULL;
1286 }
1287
1288 void sme_kernel_enable(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1289 {
1290         /* Set priority for all PEs to architecturally defined minimum */
1291         write_sysreg_s(read_sysreg_s(SYS_SMPRI_EL1) & ~SMPRI_EL1_PRIORITY_MASK,
1292                        SYS_SMPRI_EL1);
1293
1294         /* Allow SME in kernel */
1295         write_sysreg(read_sysreg(CPACR_EL1) | CPACR_EL1_SMEN_EL1EN, CPACR_EL1);
1296         isb();
1297
1298         /* Allow EL0 to access TPIDR2 */
1299         write_sysreg(read_sysreg(SCTLR_EL1) | SCTLR_ELx_ENTP2, SCTLR_EL1);
1300         isb();
1301 }
1302
1303 /*
1304  * This must be called after sme_kernel_enable(), we rely on the
1305  * feature table being sorted to ensure this.
1306  */
1307 void sme2_kernel_enable(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1308 {
1309         /* Allow use of ZT0 */
1310         write_sysreg_s(read_sysreg_s(SYS_SMCR_EL1) | SMCR_ELx_EZT0_MASK,
1311                        SYS_SMCR_EL1);
1312 }
1313
1314 /*
1315  * This must be called after sme_kernel_enable(), we rely on the
1316  * feature table being sorted to ensure this.
1317  */
1318 void fa64_kernel_enable(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1319 {
1320         /* Allow use of FA64 */
1321         write_sysreg_s(read_sysreg_s(SYS_SMCR_EL1) | SMCR_ELx_FA64_MASK,
1322                        SYS_SMCR_EL1);
1323 }
1324
1325 /*
1326  * Read the pseudo-SMCR used by cpufeatures to identify the supported
1327  * vector length.
1328  *
1329  * Use only if SME is present.
1330  * This function clobbers the SME vector length.
1331  */
1332 u64 read_smcr_features(void)
1333 {
1334         u64 smcr;
1335         unsigned int vq_max;
1336
1337         sme_kernel_enable(NULL);
1338
1339         /*
1340          * Set the maximum possible VL.
1341          */
1342         write_sysreg_s(read_sysreg_s(SYS_SMCR_EL1) | SMCR_ELx_LEN_MASK,
1343                        SYS_SMCR_EL1);
1344
1345         smcr = read_sysreg_s(SYS_SMCR_EL1);
1346         smcr &= ~(u64)SMCR_ELx_LEN_MASK; /* Only the LEN field */
1347         vq_max = sve_vq_from_vl(sme_get_vl());
1348         smcr |= vq_max - 1; /* set LEN field to maximum effective value */
1349
1350         return smcr;
1351 }
1352
1353 void __init sme_setup(void)
1354 {
1355         struct vl_info *info = &vl_info[ARM64_VEC_SME];
1356         u64 smcr;
1357         int min_bit;
1358
1359         if (!system_supports_sme())
1360                 return;
1361
1362         /*
1363          * SME doesn't require any particular vector length be
1364          * supported but it does require at least one.  We should have
1365          * disabled the feature entirely while bringing up CPUs but
1366          * let's double check here.
1367          */
1368         WARN_ON(bitmap_empty(info->vq_map, SVE_VQ_MAX));
1369
1370         min_bit = find_last_bit(info->vq_map, SVE_VQ_MAX);
1371         info->min_vl = sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(min_bit));
1372
1373         smcr = read_sanitised_ftr_reg(SYS_SMCR_EL1);
1374         info->max_vl = sve_vl_from_vq((smcr & SMCR_ELx_LEN_MASK) + 1);
1375
1376         /*
1377          * Sanity-check that the max VL we determined through CPU features
1378          * corresponds properly to sme_vq_map.  If not, do our best:
1379          */
1380         if (WARN_ON(info->max_vl != find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SME,
1381                                                                  info->max_vl)))
1382                 info->max_vl = find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SME,
1383                                                             info->max_vl);
1384
1385         WARN_ON(info->min_vl > info->max_vl);
1386
1387         /*
1388          * For the default VL, pick the maximum supported value <= 32
1389          * (256 bits) if there is one since this is guaranteed not to
1390          * grow the signal frame when in streaming mode, otherwise the
1391          * minimum available VL will be used.
1392          */
1393         set_sme_default_vl(find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SME, 32));
1394
1395         pr_info("SME: minimum available vector length %u bytes per vector\n",
1396                 info->min_vl);
1397         pr_info("SME: maximum available vector length %u bytes per vector\n",
1398                 info->max_vl);
1399         pr_info("SME: default vector length %u bytes per vector\n",
1400                 get_sme_default_vl());
1401 }
1402
1403 #endif /* CONFIG_ARM64_SME */
1404
1405 static void sve_init_regs(void)
1406 {
1407         /*
1408          * Convert the FPSIMD state to SVE, zeroing all the state that
1409          * is not shared with FPSIMD. If (as is likely) the current
1410          * state is live in the registers then do this there and
1411          * update our metadata for the current task including
1412          * disabling the trap, otherwise update our in-memory copy.
1413          * We are guaranteed to not be in streaming mode, we can only
1414          * take a SVE trap when not in streaming mode and we can't be
1415          * in streaming mode when taking a SME trap.
1416          */
1417         if (!test_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE)) {
1418                 unsigned long vq_minus_one =
1419                         sve_vq_from_vl(task_get_sve_vl(current)) - 1;
1420                 sve_set_vq(vq_minus_one);
1421                 sve_flush_live(true, vq_minus_one);
1422                 fpsimd_bind_task_to_cpu();
1423         } else {
1424                 fpsimd_to_sve(current);
1425                 current->thread.fp_type = FP_STATE_SVE;
1426         }
1427 }
1428
1429 /*
1430  * Trapped SVE access
1431  *
1432  * Storage is allocated for the full SVE state, the current FPSIMD
1433  * register contents are migrated across, and the access trap is
1434  * disabled.
1435  *
1436  * TIF_SVE should be clear on entry: otherwise, fpsimd_restore_current_state()
1437  * would have disabled the SVE access trap for userspace during
1438  * ret_to_user, making an SVE access trap impossible in that case.
1439  */
1440 void do_sve_acc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1441 {
1442         /* Even if we chose not to use SVE, the hardware could still trap: */
1443         if (unlikely(!system_supports_sve()) || WARN_ON(is_compat_task())) {
1444                 force_signal_inject(SIGILL, ILL_ILLOPC, regs->pc, 0);
1445                 return;
1446         }
1447
1448         sve_alloc(current, true);
1449         if (!current->thread.sve_state) {
1450                 force_sig(SIGKILL);
1451                 return;
1452         }
1453
1454         get_cpu_fpsimd_context();
1455
1456         if (test_and_set_thread_flag(TIF_SVE))
1457                 WARN_ON(1); /* SVE access shouldn't have trapped */
1458
1459         /*
1460          * Even if the task can have used streaming mode we can only
1461          * generate SVE access traps in normal SVE mode and
1462          * transitioning out of streaming mode may discard any
1463          * streaming mode state.  Always clear the high bits to avoid
1464          * any potential errors tracking what is properly initialised.
1465          */
1466         sve_init_regs();
1467
1468         put_cpu_fpsimd_context();
1469 }
1470
1471 /*
1472  * Trapped SME access
1473  *
1474  * Storage is allocated for the full SVE and SME state, the current
1475  * FPSIMD register contents are migrated to SVE if SVE is not already
1476  * active, and the access trap is disabled.
1477  *
1478  * TIF_SME should be clear on entry: otherwise, fpsimd_restore_current_state()
1479  * would have disabled the SME access trap for userspace during
1480  * ret_to_user, making an SVE access trap impossible in that case.
1481  */
1482 void do_sme_acc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1483 {
1484         /* Even if we chose not to use SME, the hardware could still trap: */
1485         if (unlikely(!system_supports_sme()) || WARN_ON(is_compat_task())) {
1486                 force_signal_inject(SIGILL, ILL_ILLOPC, regs->pc, 0);
1487                 return;
1488         }
1489
1490         /*
1491          * If this not a trap due to SME being disabled then something
1492          * is being used in the wrong mode, report as SIGILL.
1493          */
1494         if (ESR_ELx_ISS(esr) != ESR_ELx_SME_ISS_SME_DISABLED) {
1495                 force_signal_inject(SIGILL, ILL_ILLOPC, regs->pc, 0);
1496                 return;
1497         }
1498
1499         sve_alloc(current, false);
1500         sme_alloc(current);
1501         if (!current->thread.sve_state || !current->thread.sme_state) {
1502                 force_sig(SIGKILL);
1503                 return;
1504         }
1505
1506         get_cpu_fpsimd_context();
1507
1508         /* With TIF_SME userspace shouldn't generate any traps */
1509         if (test_and_set_thread_flag(TIF_SME))
1510                 WARN_ON(1);
1511
1512         if (!test_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE)) {
1513                 unsigned long vq_minus_one =
1514                         sve_vq_from_vl(task_get_sme_vl(current)) - 1;
1515                 sme_set_vq(vq_minus_one);
1516
1517                 fpsimd_bind_task_to_cpu();
1518         }
1519
1520         put_cpu_fpsimd_context();
1521 }
1522
1523 /*
1524  * Trapped FP/ASIMD access.
1525  */
1526 void do_fpsimd_acc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1527 {
1528         /* TODO: implement lazy context saving/restoring */
1529         WARN_ON(1);
1530 }
1531
1532 /*
1533  * Raise a SIGFPE for the current process.
1534  */
1535 void do_fpsimd_exc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1536 {
1537         unsigned int si_code = FPE_FLTUNK;
1538
1539         if (esr & ESR_ELx_FP_EXC_TFV) {
1540                 if (esr & FPEXC_IOF)
1541                         si_code = FPE_FLTINV;
1542                 else if (esr & FPEXC_DZF)
1543                         si_code = FPE_FLTDIV;
1544                 else if (esr & FPEXC_OFF)
1545                         si_code = FPE_FLTOVF;
1546                 else if (esr & FPEXC_UFF)
1547                         si_code = FPE_FLTUND;
1548                 else if (esr & FPEXC_IXF)
1549                         si_code = FPE_FLTRES;
1550         }
1551
1552         send_sig_fault(SIGFPE, si_code,
1553                        (void __user *)instruction_pointer(regs),
1554                        current);
1555 }
1556
1557 void fpsimd_thread_switch(struct task_struct *next)
1558 {
1559         bool wrong_task, wrong_cpu;
1560
1561         if (!system_supports_fpsimd())
1562                 return;
1563
1564         __get_cpu_fpsimd_context();
1565
1566         /* Save unsaved fpsimd state, if any: */
1567         fpsimd_save();
1568
1569         /*
1570          * Fix up TIF_FOREIGN_FPSTATE to correctly describe next's
1571          * state.  For kernel threads, FPSIMD registers are never loaded
1572          * and wrong_task and wrong_cpu will always be true.
1573          */
1574         wrong_task = __this_cpu_read(fpsimd_last_state.st) !=
1575                                         &next->thread.uw.fpsimd_state;
1576         wrong_cpu = next->thread.fpsimd_cpu != smp_processor_id();
1577
1578         update_tsk_thread_flag(next, TIF_FOREIGN_FPSTATE,
1579                                wrong_task || wrong_cpu);
1580
1581         __put_cpu_fpsimd_context();
1582 }
1583
1584 static void fpsimd_flush_thread_vl(enum vec_type type)
1585 {
1586         int vl, supported_vl;
1587
1588         /*
1589          * Reset the task vector length as required.  This is where we
1590          * ensure that all user tasks have a valid vector length
1591          * configured: no kernel task can become a user task without
1592          * an exec and hence a call to this function.  By the time the
1593          * first call to this function is made, all early hardware
1594          * probing is complete, so __sve_default_vl should be valid.
1595          * If a bug causes this to go wrong, we make some noise and
1596          * try to fudge thread.sve_vl to a safe value here.
1597          */
1598         vl = task_get_vl_onexec(current, type);
1599         if (!vl)
1600                 vl = get_default_vl(type);
1601
1602         if (WARN_ON(!sve_vl_valid(vl)))
1603                 vl = vl_info[type].min_vl;
1604
1605         supported_vl = find_supported_vector_length(type, vl);
1606         if (WARN_ON(supported_vl != vl))
1607                 vl = supported_vl;
1608
1609         task_set_vl(current, type, vl);
1610
1611         /*
1612          * If the task is not set to inherit, ensure that the vector
1613          * length will be reset by a subsequent exec:
1614          */
1615         if (!test_thread_flag(vec_vl_inherit_flag(type)))
1616                 task_set_vl_onexec(current, type, 0);
1617 }
1618
1619 void fpsimd_flush_thread(void)
1620 {
1621         void *sve_state = NULL;
1622         void *sme_state = NULL;
1623
1624         if (!system_supports_fpsimd())
1625                 return;
1626
1627         get_cpu_fpsimd_context();
1628
1629         fpsimd_flush_task_state(current);
1630         memset(&current->thread.uw.fpsimd_state, 0,
1631                sizeof(current->thread.uw.fpsimd_state));
1632
1633         if (system_supports_sve()) {
1634                 clear_thread_flag(TIF_SVE);
1635
1636                 /* Defer kfree() while in atomic context */
1637                 sve_state = current->thread.sve_state;
1638                 current->thread.sve_state = NULL;
1639
1640                 fpsimd_flush_thread_vl(ARM64_VEC_SVE);
1641         }
1642
1643         if (system_supports_sme()) {
1644                 clear_thread_flag(TIF_SME);
1645
1646                 /* Defer kfree() while in atomic context */
1647                 sme_state = current->thread.sme_state;
1648                 current->thread.sme_state = NULL;
1649
1650                 fpsimd_flush_thread_vl(ARM64_VEC_SME);
1651                 current->thread.svcr = 0;
1652         }
1653
1654         current->thread.fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
1655
1656         put_cpu_fpsimd_context();
1657         kfree(sve_state);
1658         kfree(sme_state);
1659 }
1660
1661 /*
1662  * Save the userland FPSIMD state of 'current' to memory, but only if the state
1663  * currently held in the registers does in fact belong to 'current'
1664  */
1665 void fpsimd_preserve_current_state(void)
1666 {
1667         if (!system_supports_fpsimd())
1668                 return;
1669
1670         get_cpu_fpsimd_context();
1671         fpsimd_save();
1672         put_cpu_fpsimd_context();
1673 }
1674
1675 /*
1676  * Like fpsimd_preserve_current_state(), but ensure that
1677  * current->thread.uw.fpsimd_state is updated so that it can be copied to
1678  * the signal frame.
1679  */
1680 void fpsimd_signal_preserve_current_state(void)
1681 {
1682         fpsimd_preserve_current_state();
1683         if (test_thread_flag(TIF_SVE))
1684                 sve_to_fpsimd(current);
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Called by KVM when entering the guest.
1689  */
1690 void fpsimd_kvm_prepare(void)
1691 {
1692         if (!system_supports_sve())
1693                 return;
1694
1695         /*
1696          * KVM does not save host SVE state since we can only enter
1697          * the guest from a syscall so the ABI means that only the
1698          * non-saved SVE state needs to be saved.  If we have left
1699          * SVE enabled for performance reasons then update the task
1700          * state to be FPSIMD only.
1701          */
1702         get_cpu_fpsimd_context();
1703
1704         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_SVE)) {
1705                 sve_to_fpsimd(current);
1706                 current->thread.fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
1707         }
1708
1709         put_cpu_fpsimd_context();
1710 }
1711
1712 /*
1713  * Associate current's FPSIMD context with this cpu
1714  * The caller must have ownership of the cpu FPSIMD context before calling
1715  * this function.
1716  */
1717 static void fpsimd_bind_task_to_cpu(void)
1718 {
1719         struct cpu_fp_state *last = this_cpu_ptr(&fpsimd_last_state);
1720
1721         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
1722         last->st = &current->thread.uw.fpsimd_state;
1723         last->sve_state = current->thread.sve_state;
1724         last->sme_state = current->thread.sme_state;
1725         last->sve_vl = task_get_sve_vl(current);
1726         last->sme_vl = task_get_sme_vl(current);
1727         last->svcr = &current->thread.svcr;
1728         last->fp_type = &current->thread.fp_type;
1729         last->to_save = FP_STATE_CURRENT;
1730         current->thread.fpsimd_cpu = smp_processor_id();
1731
1732         /*
1733          * Toggle SVE and SME trapping for userspace if needed, these
1734          * are serialsied by ret_to_user().
1735          */
1736         if (system_supports_sme()) {
1737                 if (test_thread_flag(TIF_SME))
1738                         sme_user_enable();
1739                 else
1740                         sme_user_disable();
1741         }
1742
1743         if (system_supports_sve()) {
1744                 if (test_thread_flag(TIF_SVE))
1745                         sve_user_enable();
1746                 else
1747                         sve_user_disable();
1748         }
1749 }
1750
1751 void fpsimd_bind_state_to_cpu(struct cpu_fp_state *state)
1752 {
1753         struct cpu_fp_state *last = this_cpu_ptr(&fpsimd_last_state);
1754
1755         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
1756         WARN_ON(!in_softirq() && !irqs_disabled());
1757
1758         *last = *state;
1759 }
1760
1761 /*
1762  * Load the userland FPSIMD state of 'current' from memory, but only if the
1763  * FPSIMD state already held in the registers is /not/ the most recent FPSIMD
1764  * state of 'current'.  This is called when we are preparing to return to
1765  * userspace to ensure that userspace sees a good register state.
1766  */
1767 void fpsimd_restore_current_state(void)
1768 {
1769         /*
1770          * For the tasks that were created before we detected the absence of
1771          * FP/SIMD, the TIF_FOREIGN_FPSTATE could be set via fpsimd_thread_switch(),
1772          * e.g, init. This could be then inherited by the children processes.
1773          * If we later detect that the system doesn't support FP/SIMD,
1774          * we must clear the flag for  all the tasks to indicate that the
1775          * FPSTATE is clean (as we can't have one) to avoid looping for ever in
1776          * do_notify_resume().
1777          */
1778         if (!system_supports_fpsimd()) {
1779                 clear_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1780                 return;
1781         }
1782
1783         get_cpu_fpsimd_context();
1784
1785         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE)) {
1786                 task_fpsimd_load();
1787                 fpsimd_bind_task_to_cpu();
1788         }
1789
1790         put_cpu_fpsimd_context();
1791 }
1792
1793 /*
1794  * Load an updated userland FPSIMD state for 'current' from memory and set the
1795  * flag that indicates that the FPSIMD register contents are the most recent
1796  * FPSIMD state of 'current'. This is used by the signal code to restore the
1797  * register state when returning from a signal handler in FPSIMD only cases,
1798  * any SVE context will be discarded.
1799  */
1800 void fpsimd_update_current_state(struct user_fpsimd_state const *state)
1801 {
1802         if (WARN_ON(!system_supports_fpsimd()))
1803                 return;
1804
1805         get_cpu_fpsimd_context();
1806
1807         current->thread.uw.fpsimd_state = *state;
1808         if (test_thread_flag(TIF_SVE))
1809                 fpsimd_to_sve(current);
1810
1811         task_fpsimd_load();
1812         fpsimd_bind_task_to_cpu();
1813
1814         clear_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1815
1816         put_cpu_fpsimd_context();
1817 }
1818
1819 /*
1820  * Invalidate live CPU copies of task t's FPSIMD state
1821  *
1822  * This function may be called with preemption enabled.  The barrier()
1823  * ensures that the assignment to fpsimd_cpu is visible to any
1824  * preemption/softirq that could race with set_tsk_thread_flag(), so
1825  * that TIF_FOREIGN_FPSTATE cannot be spuriously re-cleared.
1826  *
1827  * The final barrier ensures that TIF_FOREIGN_FPSTATE is seen set by any
1828  * subsequent code.
1829  */
1830 void fpsimd_flush_task_state(struct task_struct *t)
1831 {
1832         t->thread.fpsimd_cpu = NR_CPUS;
1833         /*
1834          * If we don't support fpsimd, bail out after we have
1835          * reset the fpsimd_cpu for this task and clear the
1836          * FPSTATE.
1837          */
1838         if (!system_supports_fpsimd())
1839                 return;
1840         barrier();
1841         set_tsk_thread_flag(t, TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1842
1843         barrier();
1844 }
1845
1846 /*
1847  * Invalidate any task's FPSIMD state that is present on this cpu.
1848  * The FPSIMD context should be acquired with get_cpu_fpsimd_context()
1849  * before calling this function.
1850  */
1851 static void fpsimd_flush_cpu_state(void)
1852 {
1853         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
1854         __this_cpu_write(fpsimd_last_state.st, NULL);
1855
1856         /*
1857          * Leaving streaming mode enabled will cause issues for any kernel
1858          * NEON and leaving streaming mode or ZA enabled may increase power
1859          * consumption.
1860          */
1861         if (system_supports_sme())
1862                 sme_smstop();
1863
1864         set_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1865 }
1866
1867 /*
1868  * Save the FPSIMD state to memory and invalidate cpu view.
1869  * This function must be called with preemption disabled.
1870  */
1871 void fpsimd_save_and_flush_cpu_state(void)
1872 {
1873         if (!system_supports_fpsimd())
1874                 return;
1875         WARN_ON(preemptible());
1876         __get_cpu_fpsimd_context();
1877         fpsimd_save();
1878         fpsimd_flush_cpu_state();
1879         __put_cpu_fpsimd_context();
1880 }
1881
1882 #ifdef CONFIG_KERNEL_MODE_NEON
1883
1884 /*
1885  * Kernel-side NEON support functions
1886  */
1887
1888 /*
1889  * kernel_neon_begin(): obtain the CPU FPSIMD registers for use by the calling
1890  * context
1891  *
1892  * Must not be called unless may_use_simd() returns true.
1893  * Task context in the FPSIMD registers is saved back to memory as necessary.
1894  *
1895  * A matching call to kernel_neon_end() must be made before returning from the
1896  * calling context.
1897  *
1898  * The caller may freely use the FPSIMD registers until kernel_neon_end() is
1899  * called.
1900  */
1901 void kernel_neon_begin(void)
1902 {
1903         if (WARN_ON(!system_supports_fpsimd()))
1904                 return;
1905
1906         BUG_ON(!may_use_simd());
1907
1908         get_cpu_fpsimd_context();
1909
1910         /* Save unsaved fpsimd state, if any: */
1911         fpsimd_save();
1912
1913         /* Invalidate any task state remaining in the fpsimd regs: */
1914         fpsimd_flush_cpu_state();
1915 }
1916 EXPORT_SYMBOL_GPL(kernel_neon_begin);
1917
1918 /*
1919  * kernel_neon_end(): give the CPU FPSIMD registers back to the current task
1920  *
1921  * Must be called from a context in which kernel_neon_begin() was previously
1922  * called, with no call to kernel_neon_end() in the meantime.
1923  *
1924  * The caller must not use the FPSIMD registers after this function is called,
1925  * unless kernel_neon_begin() is called again in the meantime.
1926  */
1927 void kernel_neon_end(void)
1928 {
1929         if (!system_supports_fpsimd())
1930                 return;
1931
1932         put_cpu_fpsimd_context();
1933 }
1934 EXPORT_SYMBOL_GPL(kernel_neon_end);
1935
1936 #ifdef CONFIG_EFI
1937
1938 static DEFINE_PER_CPU(struct user_fpsimd_state, efi_fpsimd_state);
1939 static DEFINE_PER_CPU(bool, efi_fpsimd_state_used);
1940 static DEFINE_PER_CPU(bool, efi_sve_state_used);
1941 static DEFINE_PER_CPU(bool, efi_sm_state);
1942
1943 /*
1944  * EFI runtime services support functions
1945  *
1946  * The ABI for EFI runtime services allows EFI to use FPSIMD during the call.
1947  * This means that for EFI (and only for EFI), we have to assume that FPSIMD
1948  * is always used rather than being an optional accelerator.
1949  *
1950  * These functions provide the necessary support for ensuring FPSIMD
1951  * save/restore in the contexts from which EFI is used.
1952  *
1953  * Do not use them for any other purpose -- if tempted to do so, you are
1954  * either doing something wrong or you need to propose some refactoring.
1955  */
1956
1957 /*
1958  * __efi_fpsimd_begin(): prepare FPSIMD for making an EFI runtime services call
1959  */
1960 void __efi_fpsimd_begin(void)
1961 {
1962         if (!system_supports_fpsimd())
1963                 return;
1964
1965         WARN_ON(preemptible());
1966
1967         if (may_use_simd()) {
1968                 kernel_neon_begin();
1969         } else {
1970                 /*
1971                  * If !efi_sve_state, SVE can't be in use yet and doesn't need
1972                  * preserving:
1973                  */
1974                 if (system_supports_sve() && likely(efi_sve_state)) {
1975                         char *sve_state = this_cpu_ptr(efi_sve_state);
1976                         bool ffr = true;
1977                         u64 svcr;
1978
1979                         __this_cpu_write(efi_sve_state_used, true);
1980
1981                         if (system_supports_sme()) {
1982                                 svcr = read_sysreg_s(SYS_SVCR);
1983
1984                                 __this_cpu_write(efi_sm_state,
1985                                                  svcr & SVCR_SM_MASK);
1986
1987                                 /*
1988                                  * Unless we have FA64 FFR does not
1989                                  * exist in streaming mode.
1990                                  */
1991                                 if (!system_supports_fa64())
1992                                         ffr = !(svcr & SVCR_SM_MASK);
1993                         }
1994
1995                         sve_save_state(sve_state + sve_ffr_offset(sve_max_vl()),
1996                                        &this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state)->fpsr,
1997                                        ffr);
1998
1999                         if (system_supports_sme())
2000                                 sysreg_clear_set_s(SYS_SVCR,
2001                                                    SVCR_SM_MASK, 0);
2002
2003                 } else {
2004                         fpsimd_save_state(this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state));
2005                 }
2006
2007                 __this_cpu_write(efi_fpsimd_state_used, true);
2008         }
2009 }
2010
2011 /*
2012  * __efi_fpsimd_end(): clean up FPSIMD after an EFI runtime services call
2013  */
2014 void __efi_fpsimd_end(void)
2015 {
2016         if (!system_supports_fpsimd())
2017                 return;
2018
2019         if (!__this_cpu_xchg(efi_fpsimd_state_used, false)) {
2020                 kernel_neon_end();
2021         } else {
2022                 if (system_supports_sve() &&
2023                     likely(__this_cpu_read(efi_sve_state_used))) {
2024                         char const *sve_state = this_cpu_ptr(efi_sve_state);
2025                         bool ffr = true;
2026
2027                         /*
2028                          * Restore streaming mode; EFI calls are
2029                          * normal function calls so should not return in
2030                          * streaming mode.
2031                          */
2032                         if (system_supports_sme()) {
2033                                 if (__this_cpu_read(efi_sm_state)) {
2034                                         sysreg_clear_set_s(SYS_SVCR,
2035                                                            0,
2036                                                            SVCR_SM_MASK);
2037
2038                                         /*
2039                                          * Unless we have FA64 FFR does not
2040                                          * exist in streaming mode.
2041                                          */
2042                                         if (!system_supports_fa64())
2043                                                 ffr = false;
2044                                 }
2045                         }
2046
2047                         sve_load_state(sve_state + sve_ffr_offset(sve_max_vl()),
2048                                        &this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state)->fpsr,
2049                                        ffr);
2050
2051                         __this_cpu_write(efi_sve_state_used, false);
2052                 } else {
2053                         fpsimd_load_state(this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state));
2054                 }
2055         }
2056 }
2057
2058 #endif /* CONFIG_EFI */
2059
2060 #endif /* CONFIG_KERNEL_MODE_NEON */
2061
2062 #ifdef CONFIG_CPU_PM
2063 static int fpsimd_cpu_pm_notifier(struct notifier_block *self,
2064                                   unsigned long cmd, void *v)
2065 {
2066         switch (cmd) {
2067         case CPU_PM_ENTER:
2068                 fpsimd_save_and_flush_cpu_state();
2069                 break;
2070         case CPU_PM_EXIT:
2071                 break;
2072         case CPU_PM_ENTER_FAILED:
2073         default:
2074                 return NOTIFY_DONE;
2075         }
2076         return NOTIFY_OK;
2077 }
2078
2079 static struct notifier_block fpsimd_cpu_pm_notifier_block = {
2080         .notifier_call = fpsimd_cpu_pm_notifier,
2081 };
2082
2083 static void __init fpsimd_pm_init(void)
2084 {
2085         cpu_pm_register_notifier(&fpsimd_cpu_pm_notifier_block);
2086 }
2087
2088 #else
2089 static inline void fpsimd_pm_init(void) { }
2090 #endif /* CONFIG_CPU_PM */
2091
2092 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2093 static int fpsimd_cpu_dead(unsigned int cpu)
2094 {
2095         per_cpu(fpsimd_last_state.st, cpu) = NULL;
2096         return 0;
2097 }
2098
2099 static inline void fpsimd_hotplug_init(void)
2100 {
2101         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_ARM64_FPSIMD_DEAD, "arm64/fpsimd:dead",
2102                                   NULL, fpsimd_cpu_dead);
2103 }
2104
2105 #else
2106 static inline void fpsimd_hotplug_init(void) { }
2107 #endif
2108
2109 /*
2110  * FP/SIMD support code initialisation.
2111  */
2112 static int __init fpsimd_init(void)
2113 {
2114         if (cpu_have_named_feature(FP)) {
2115                 fpsimd_pm_init();
2116                 fpsimd_hotplug_init();
2117         } else {
2118                 pr_notice("Floating-point is not implemented\n");
2119         }
2120
2121         if (!cpu_have_named_feature(ASIMD))
2122                 pr_notice("Advanced SIMD is not implemented\n");
2123
2124
2125         sve_sysctl_init();
2126         sme_sysctl_init();
2127
2128         return 0;
2129 }
2130 core_initcall(fpsimd_init);