Merge tag 'rtc-6.2' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/abelloni/linux
[platform/kernel/linux-rpi.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 za_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()) {
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                         za_load_state(current->thread.za_state);
433
434                 if (thread_sm_enabled(&current->thread))
435                         restore_ffr = system_supports_fa64();
436         }
437
438         if (restore_sve_regs) {
439                 WARN_ON_ONCE(current->thread.fp_type != FP_STATE_SVE);
440                 sve_load_state(sve_pffr(&current->thread),
441                                &current->thread.uw.fpsimd_state.fpsr,
442                                restore_ffr);
443         } else {
444                 WARN_ON_ONCE(current->thread.fp_type != FP_STATE_FPSIMD);
445                 fpsimd_load_state(&current->thread.uw.fpsimd_state);
446         }
447 }
448
449 /*
450  * Ensure FPSIMD/SVE storage in memory for the loaded context is up to
451  * date with respect to the CPU registers. Note carefully that the
452  * current context is the context last bound to the CPU stored in
453  * last, if KVM is involved this may be the guest VM context rather
454  * than the host thread for the VM pointed to by current. This means
455  * that we must always reference the state storage via last rather
456  * than via current, if we are saving KVM state then it will have
457  * ensured that the type of registers to save is set in last->to_save.
458  */
459 static void fpsimd_save(void)
460 {
461         struct cpu_fp_state const *last =
462                 this_cpu_ptr(&fpsimd_last_state);
463         /* set by fpsimd_bind_task_to_cpu() or fpsimd_bind_state_to_cpu() */
464         bool save_sve_regs = false;
465         bool save_ffr;
466         unsigned int vl;
467
468         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
469         WARN_ON(!have_cpu_fpsimd_context());
470
471         if (test_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE))
472                 return;
473
474         /*
475          * If a task is in a syscall the ABI allows us to only
476          * preserve the state shared with FPSIMD so don't bother
477          * saving the full SVE state in that case.
478          */
479         if ((last->to_save == FP_STATE_CURRENT && test_thread_flag(TIF_SVE) &&
480              !in_syscall(current_pt_regs())) ||
481             last->to_save == FP_STATE_SVE) {
482                 save_sve_regs = true;
483                 save_ffr = true;
484                 vl = last->sve_vl;
485         }
486
487         if (system_supports_sme()) {
488                 u64 *svcr = last->svcr;
489
490                 *svcr = read_sysreg_s(SYS_SVCR);
491
492                 if (*svcr & SVCR_ZA_MASK)
493                         za_save_state(last->za_state);
494
495                 /* If we are in streaming mode override regular SVE. */
496                 if (*svcr & SVCR_SM_MASK) {
497                         save_sve_regs = true;
498                         save_ffr = system_supports_fa64();
499                         vl = last->sme_vl;
500                 }
501         }
502
503         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_SVE) && save_sve_regs) {
504                 /* Get the configured VL from RDVL, will account for SM */
505                 if (WARN_ON(sve_get_vl() != vl)) {
506                         /*
507                          * Can't save the user regs, so current would
508                          * re-enter user with corrupt state.
509                          * There's no way to recover, so kill it:
510                          */
511                         force_signal_inject(SIGKILL, SI_KERNEL, 0, 0);
512                         return;
513                 }
514
515                 sve_save_state((char *)last->sve_state +
516                                         sve_ffr_offset(vl),
517                                &last->st->fpsr, save_ffr);
518                 *last->fp_type = FP_STATE_SVE;
519         } else {
520                 fpsimd_save_state(last->st);
521                 *last->fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
522         }
523 }
524
525 /*
526  * All vector length selection from userspace comes through here.
527  * We're on a slow path, so some sanity-checks are included.
528  * If things go wrong there's a bug somewhere, but try to fall back to a
529  * safe choice.
530  */
531 static unsigned int find_supported_vector_length(enum vec_type type,
532                                                  unsigned int vl)
533 {
534         struct vl_info *info = &vl_info[type];
535         int bit;
536         int max_vl = info->max_vl;
537
538         if (WARN_ON(!sve_vl_valid(vl)))
539                 vl = info->min_vl;
540
541         if (WARN_ON(!sve_vl_valid(max_vl)))
542                 max_vl = info->min_vl;
543
544         if (vl > max_vl)
545                 vl = max_vl;
546         if (vl < info->min_vl)
547                 vl = info->min_vl;
548
549         bit = find_next_bit(info->vq_map, SVE_VQ_MAX,
550                             __vq_to_bit(sve_vq_from_vl(vl)));
551         return sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(bit));
552 }
553
554 #if defined(CONFIG_ARM64_SVE) && defined(CONFIG_SYSCTL)
555
556 static int vec_proc_do_default_vl(struct ctl_table *table, int write,
557                                   void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
558 {
559         struct vl_info *info = table->extra1;
560         enum vec_type type = info->type;
561         int ret;
562         int vl = get_default_vl(type);
563         struct ctl_table tmp_table = {
564                 .data = &vl,
565                 .maxlen = sizeof(vl),
566         };
567
568         ret = proc_dointvec(&tmp_table, write, buffer, lenp, ppos);
569         if (ret || !write)
570                 return ret;
571
572         /* Writing -1 has the special meaning "set to max": */
573         if (vl == -1)
574                 vl = info->max_vl;
575
576         if (!sve_vl_valid(vl))
577                 return -EINVAL;
578
579         set_default_vl(type, find_supported_vector_length(type, vl));
580         return 0;
581 }
582
583 static struct ctl_table sve_default_vl_table[] = {
584         {
585                 .procname       = "sve_default_vector_length",
586                 .mode           = 0644,
587                 .proc_handler   = vec_proc_do_default_vl,
588                 .extra1         = &vl_info[ARM64_VEC_SVE],
589         },
590         { }
591 };
592
593 static int __init sve_sysctl_init(void)
594 {
595         if (system_supports_sve())
596                 if (!register_sysctl("abi", sve_default_vl_table))
597                         return -EINVAL;
598
599         return 0;
600 }
601
602 #else /* ! (CONFIG_ARM64_SVE && CONFIG_SYSCTL) */
603 static int __init sve_sysctl_init(void) { return 0; }
604 #endif /* ! (CONFIG_ARM64_SVE && CONFIG_SYSCTL) */
605
606 #if defined(CONFIG_ARM64_SME) && defined(CONFIG_SYSCTL)
607 static struct ctl_table sme_default_vl_table[] = {
608         {
609                 .procname       = "sme_default_vector_length",
610                 .mode           = 0644,
611                 .proc_handler   = vec_proc_do_default_vl,
612                 .extra1         = &vl_info[ARM64_VEC_SME],
613         },
614         { }
615 };
616
617 static int __init sme_sysctl_init(void)
618 {
619         if (system_supports_sme())
620                 if (!register_sysctl("abi", sme_default_vl_table))
621                         return -EINVAL;
622
623         return 0;
624 }
625
626 #else /* ! (CONFIG_ARM64_SME && CONFIG_SYSCTL) */
627 static int __init sme_sysctl_init(void) { return 0; }
628 #endif /* ! (CONFIG_ARM64_SME && CONFIG_SYSCTL) */
629
630 #define ZREG(sve_state, vq, n) ((char *)(sve_state) +           \
631         (SVE_SIG_ZREG_OFFSET(vq, n) - SVE_SIG_REGS_OFFSET))
632
633 #ifdef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
634 static __uint128_t arm64_cpu_to_le128(__uint128_t x)
635 {
636         u64 a = swab64(x);
637         u64 b = swab64(x >> 64);
638
639         return ((__uint128_t)a << 64) | b;
640 }
641 #else
642 static __uint128_t arm64_cpu_to_le128(__uint128_t x)
643 {
644         return x;
645 }
646 #endif
647
648 #define arm64_le128_to_cpu(x) arm64_cpu_to_le128(x)
649
650 static void __fpsimd_to_sve(void *sst, struct user_fpsimd_state const *fst,
651                             unsigned int vq)
652 {
653         unsigned int i;
654         __uint128_t *p;
655
656         for (i = 0; i < SVE_NUM_ZREGS; ++i) {
657                 p = (__uint128_t *)ZREG(sst, vq, i);
658                 *p = arm64_cpu_to_le128(fst->vregs[i]);
659         }
660 }
661
662 /*
663  * Transfer the FPSIMD state in task->thread.uw.fpsimd_state to
664  * task->thread.sve_state.
665  *
666  * Task can be a non-runnable task, or current.  In the latter case,
667  * the caller must have ownership of the cpu FPSIMD context before calling
668  * this function.
669  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
670  * bytes of allocated kernel memory.
671  * task->thread.uw.fpsimd_state must be up to date before calling this
672  * function.
673  */
674 static void fpsimd_to_sve(struct task_struct *task)
675 {
676         unsigned int vq;
677         void *sst = task->thread.sve_state;
678         struct user_fpsimd_state const *fst = &task->thread.uw.fpsimd_state;
679
680         if (!system_supports_sve())
681                 return;
682
683         vq = sve_vq_from_vl(thread_get_cur_vl(&task->thread));
684         __fpsimd_to_sve(sst, fst, vq);
685 }
686
687 /*
688  * Transfer the SVE state in task->thread.sve_state to
689  * task->thread.uw.fpsimd_state.
690  *
691  * Task can be a non-runnable task, or current.  In the latter case,
692  * the caller must have ownership of the cpu FPSIMD context before calling
693  * this function.
694  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
695  * bytes of allocated kernel memory.
696  * task->thread.sve_state must be up to date before calling this function.
697  */
698 static void sve_to_fpsimd(struct task_struct *task)
699 {
700         unsigned int vq, vl;
701         void const *sst = task->thread.sve_state;
702         struct user_fpsimd_state *fst = &task->thread.uw.fpsimd_state;
703         unsigned int i;
704         __uint128_t const *p;
705
706         if (!system_supports_sve())
707                 return;
708
709         vl = thread_get_cur_vl(&task->thread);
710         vq = sve_vq_from_vl(vl);
711         for (i = 0; i < SVE_NUM_ZREGS; ++i) {
712                 p = (__uint128_t const *)ZREG(sst, vq, i);
713                 fst->vregs[i] = arm64_le128_to_cpu(*p);
714         }
715 }
716
717 #ifdef CONFIG_ARM64_SVE
718 /*
719  * Call __sve_free() directly only if you know task can't be scheduled
720  * or preempted.
721  */
722 static void __sve_free(struct task_struct *task)
723 {
724         kfree(task->thread.sve_state);
725         task->thread.sve_state = NULL;
726 }
727
728 static void sve_free(struct task_struct *task)
729 {
730         WARN_ON(test_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE));
731
732         __sve_free(task);
733 }
734
735 /*
736  * Return how many bytes of memory are required to store the full SVE
737  * state for task, given task's currently configured vector length.
738  */
739 size_t sve_state_size(struct task_struct const *task)
740 {
741         unsigned int vl = 0;
742
743         if (system_supports_sve())
744                 vl = task_get_sve_vl(task);
745         if (system_supports_sme())
746                 vl = max(vl, task_get_sme_vl(task));
747
748         return SVE_SIG_REGS_SIZE(sve_vq_from_vl(vl));
749 }
750
751 /*
752  * Ensure that task->thread.sve_state is allocated and sufficiently large.
753  *
754  * This function should be used only in preparation for replacing
755  * task->thread.sve_state with new data.  The memory is always zeroed
756  * here to prevent stale data from showing through: this is done in
757  * the interest of testability and predictability: except in the
758  * do_sve_acc() case, there is no ABI requirement to hide stale data
759  * written previously be task.
760  */
761 void sve_alloc(struct task_struct *task, bool flush)
762 {
763         if (task->thread.sve_state) {
764                 if (flush)
765                         memset(task->thread.sve_state, 0,
766                                sve_state_size(task));
767                 return;
768         }
769
770         /* This is a small allocation (maximum ~8KB) and Should Not Fail. */
771         task->thread.sve_state =
772                 kzalloc(sve_state_size(task), GFP_KERNEL);
773 }
774
775
776 /*
777  * Force the FPSIMD state shared with SVE to be updated in the SVE state
778  * even if the SVE state is the current active state.
779  *
780  * This should only be called by ptrace.  task must be non-runnable.
781  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
782  * bytes of allocated kernel memory.
783  */
784 void fpsimd_force_sync_to_sve(struct task_struct *task)
785 {
786         fpsimd_to_sve(task);
787 }
788
789 /*
790  * Ensure that task->thread.sve_state is up to date with respect to
791  * the user task, irrespective of when SVE is in use or not.
792  *
793  * This should only be called by ptrace.  task must be non-runnable.
794  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
795  * bytes of allocated kernel memory.
796  */
797 void fpsimd_sync_to_sve(struct task_struct *task)
798 {
799         if (!test_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE) &&
800             !thread_sm_enabled(&task->thread))
801                 fpsimd_to_sve(task);
802 }
803
804 /*
805  * Ensure that task->thread.uw.fpsimd_state is up to date with respect to
806  * the user task, irrespective of whether SVE is in use or not.
807  *
808  * This should only be called by ptrace.  task must be non-runnable.
809  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
810  * bytes of allocated kernel memory.
811  */
812 void sve_sync_to_fpsimd(struct task_struct *task)
813 {
814         if (task->thread.fp_type == FP_STATE_SVE)
815                 sve_to_fpsimd(task);
816 }
817
818 /*
819  * Ensure that task->thread.sve_state is up to date with respect to
820  * the task->thread.uw.fpsimd_state.
821  *
822  * This should only be called by ptrace to merge new FPSIMD register
823  * values into a task for which SVE is currently active.
824  * task must be non-runnable.
825  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
826  * bytes of allocated kernel memory.
827  * task->thread.uw.fpsimd_state must already have been initialised with
828  * the new FPSIMD register values to be merged in.
829  */
830 void sve_sync_from_fpsimd_zeropad(struct task_struct *task)
831 {
832         unsigned int vq;
833         void *sst = task->thread.sve_state;
834         struct user_fpsimd_state const *fst = &task->thread.uw.fpsimd_state;
835
836         if (!test_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE))
837                 return;
838
839         vq = sve_vq_from_vl(thread_get_cur_vl(&task->thread));
840
841         memset(sst, 0, SVE_SIG_REGS_SIZE(vq));
842         __fpsimd_to_sve(sst, fst, vq);
843 }
844
845 int vec_set_vector_length(struct task_struct *task, enum vec_type type,
846                           unsigned long vl, unsigned long flags)
847 {
848         if (flags & ~(unsigned long)(PR_SVE_VL_INHERIT |
849                                      PR_SVE_SET_VL_ONEXEC))
850                 return -EINVAL;
851
852         if (!sve_vl_valid(vl))
853                 return -EINVAL;
854
855         /*
856          * Clamp to the maximum vector length that VL-agnostic code
857          * can work with.  A flag may be assigned in the future to
858          * allow setting of larger vector lengths without confusing
859          * older software.
860          */
861         if (vl > VL_ARCH_MAX)
862                 vl = VL_ARCH_MAX;
863
864         vl = find_supported_vector_length(type, vl);
865
866         if (flags & (PR_SVE_VL_INHERIT |
867                      PR_SVE_SET_VL_ONEXEC))
868                 task_set_vl_onexec(task, type, vl);
869         else
870                 /* Reset VL to system default on next exec: */
871                 task_set_vl_onexec(task, type, 0);
872
873         /* Only actually set the VL if not deferred: */
874         if (flags & PR_SVE_SET_VL_ONEXEC)
875                 goto out;
876
877         if (vl == task_get_vl(task, type))
878                 goto out;
879
880         /*
881          * To ensure the FPSIMD bits of the SVE vector registers are preserved,
882          * write any live register state back to task_struct, and convert to a
883          * regular FPSIMD thread.
884          */
885         if (task == current) {
886                 get_cpu_fpsimd_context();
887
888                 fpsimd_save();
889         }
890
891         fpsimd_flush_task_state(task);
892         if (test_and_clear_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE) ||
893             thread_sm_enabled(&task->thread)) {
894                 sve_to_fpsimd(task);
895                 task->thread.fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
896         }
897
898         if (system_supports_sme() && type == ARM64_VEC_SME) {
899                 task->thread.svcr &= ~(SVCR_SM_MASK |
900                                        SVCR_ZA_MASK);
901                 clear_thread_flag(TIF_SME);
902         }
903
904         if (task == current)
905                 put_cpu_fpsimd_context();
906
907         /*
908          * Force reallocation of task SVE and SME state to the correct
909          * size on next use:
910          */
911         sve_free(task);
912         if (system_supports_sme() && type == ARM64_VEC_SME)
913                 sme_free(task);
914
915         task_set_vl(task, type, vl);
916
917 out:
918         update_tsk_thread_flag(task, vec_vl_inherit_flag(type),
919                                flags & PR_SVE_VL_INHERIT);
920
921         return 0;
922 }
923
924 /*
925  * Encode the current vector length and flags for return.
926  * This is only required for prctl(): ptrace has separate fields.
927  * SVE and SME use the same bits for _ONEXEC and _INHERIT.
928  *
929  * flags are as for vec_set_vector_length().
930  */
931 static int vec_prctl_status(enum vec_type type, unsigned long flags)
932 {
933         int ret;
934
935         if (flags & PR_SVE_SET_VL_ONEXEC)
936                 ret = task_get_vl_onexec(current, type);
937         else
938                 ret = task_get_vl(current, type);
939
940         if (test_thread_flag(vec_vl_inherit_flag(type)))
941                 ret |= PR_SVE_VL_INHERIT;
942
943         return ret;
944 }
945
946 /* PR_SVE_SET_VL */
947 int sve_set_current_vl(unsigned long arg)
948 {
949         unsigned long vl, flags;
950         int ret;
951
952         vl = arg & PR_SVE_VL_LEN_MASK;
953         flags = arg & ~vl;
954
955         if (!system_supports_sve() || is_compat_task())
956                 return -EINVAL;
957
958         ret = vec_set_vector_length(current, ARM64_VEC_SVE, vl, flags);
959         if (ret)
960                 return ret;
961
962         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SVE, flags);
963 }
964
965 /* PR_SVE_GET_VL */
966 int sve_get_current_vl(void)
967 {
968         if (!system_supports_sve() || is_compat_task())
969                 return -EINVAL;
970
971         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SVE, 0);
972 }
973
974 #ifdef CONFIG_ARM64_SME
975 /* PR_SME_SET_VL */
976 int sme_set_current_vl(unsigned long arg)
977 {
978         unsigned long vl, flags;
979         int ret;
980
981         vl = arg & PR_SME_VL_LEN_MASK;
982         flags = arg & ~vl;
983
984         if (!system_supports_sme() || is_compat_task())
985                 return -EINVAL;
986
987         ret = vec_set_vector_length(current, ARM64_VEC_SME, vl, flags);
988         if (ret)
989                 return ret;
990
991         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SME, flags);
992 }
993
994 /* PR_SME_GET_VL */
995 int sme_get_current_vl(void)
996 {
997         if (!system_supports_sme() || is_compat_task())
998                 return -EINVAL;
999
1000         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SME, 0);
1001 }
1002 #endif /* CONFIG_ARM64_SME */
1003
1004 static void vec_probe_vqs(struct vl_info *info,
1005                           DECLARE_BITMAP(map, SVE_VQ_MAX))
1006 {
1007         unsigned int vq, vl;
1008
1009         bitmap_zero(map, SVE_VQ_MAX);
1010
1011         for (vq = SVE_VQ_MAX; vq >= SVE_VQ_MIN; --vq) {
1012                 write_vl(info->type, vq - 1); /* self-syncing */
1013
1014                 switch (info->type) {
1015                 case ARM64_VEC_SVE:
1016                         vl = sve_get_vl();
1017                         break;
1018                 case ARM64_VEC_SME:
1019                         vl = sme_get_vl();
1020                         break;
1021                 default:
1022                         vl = 0;
1023                         break;
1024                 }
1025
1026                 /* Minimum VL identified? */
1027                 if (sve_vq_from_vl(vl) > vq)
1028                         break;
1029
1030                 vq = sve_vq_from_vl(vl); /* skip intervening lengths */
1031                 set_bit(__vq_to_bit(vq), map);
1032         }
1033 }
1034
1035 /*
1036  * Initialise the set of known supported VQs for the boot CPU.
1037  * This is called during kernel boot, before secondary CPUs are brought up.
1038  */
1039 void __init vec_init_vq_map(enum vec_type type)
1040 {
1041         struct vl_info *info = &vl_info[type];
1042         vec_probe_vqs(info, info->vq_map);
1043         bitmap_copy(info->vq_partial_map, info->vq_map, SVE_VQ_MAX);
1044 }
1045
1046 /*
1047  * If we haven't committed to the set of supported VQs yet, filter out
1048  * those not supported by the current CPU.
1049  * This function is called during the bring-up of early secondary CPUs only.
1050  */
1051 void vec_update_vq_map(enum vec_type type)
1052 {
1053         struct vl_info *info = &vl_info[type];
1054         DECLARE_BITMAP(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1055
1056         vec_probe_vqs(info, tmp_map);
1057         bitmap_and(info->vq_map, info->vq_map, tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1058         bitmap_or(info->vq_partial_map, info->vq_partial_map, tmp_map,
1059                   SVE_VQ_MAX);
1060 }
1061
1062 /*
1063  * Check whether the current CPU supports all VQs in the committed set.
1064  * This function is called during the bring-up of late secondary CPUs only.
1065  */
1066 int vec_verify_vq_map(enum vec_type type)
1067 {
1068         struct vl_info *info = &vl_info[type];
1069         DECLARE_BITMAP(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1070         unsigned long b;
1071
1072         vec_probe_vqs(info, tmp_map);
1073
1074         bitmap_complement(tmp_map, tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1075         if (bitmap_intersects(tmp_map, info->vq_map, SVE_VQ_MAX)) {
1076                 pr_warn("%s: cpu%d: Required vector length(s) missing\n",
1077                         info->name, smp_processor_id());
1078                 return -EINVAL;
1079         }
1080
1081         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KVM) || !is_hyp_mode_available())
1082                 return 0;
1083
1084         /*
1085          * For KVM, it is necessary to ensure that this CPU doesn't
1086          * support any vector length that guests may have probed as
1087          * unsupported.
1088          */
1089
1090         /* Recover the set of supported VQs: */
1091         bitmap_complement(tmp_map, tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1092         /* Find VQs supported that are not globally supported: */
1093         bitmap_andnot(tmp_map, tmp_map, info->vq_map, SVE_VQ_MAX);
1094
1095         /* Find the lowest such VQ, if any: */
1096         b = find_last_bit(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1097         if (b >= SVE_VQ_MAX)
1098                 return 0; /* no mismatches */
1099
1100         /*
1101          * Mismatches above sve_max_virtualisable_vl are fine, since
1102          * no guest is allowed to configure ZCR_EL2.LEN to exceed this:
1103          */
1104         if (sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(b)) <= info->max_virtualisable_vl) {
1105                 pr_warn("%s: cpu%d: Unsupported vector length(s) present\n",
1106                         info->name, smp_processor_id());
1107                 return -EINVAL;
1108         }
1109
1110         return 0;
1111 }
1112
1113 static void __init sve_efi_setup(void)
1114 {
1115         int max_vl = 0;
1116         int i;
1117
1118         if (!IS_ENABLED(CONFIG_EFI))
1119                 return;
1120
1121         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(vl_info); i++)
1122                 max_vl = max(vl_info[i].max_vl, max_vl);
1123
1124         /*
1125          * alloc_percpu() warns and prints a backtrace if this goes wrong.
1126          * This is evidence of a crippled system and we are returning void,
1127          * so no attempt is made to handle this situation here.
1128          */
1129         if (!sve_vl_valid(max_vl))
1130                 goto fail;
1131
1132         efi_sve_state = __alloc_percpu(
1133                 SVE_SIG_REGS_SIZE(sve_vq_from_vl(max_vl)), SVE_VQ_BYTES);
1134         if (!efi_sve_state)
1135                 goto fail;
1136
1137         return;
1138
1139 fail:
1140         panic("Cannot allocate percpu memory for EFI SVE save/restore");
1141 }
1142
1143 /*
1144  * Enable SVE for EL1.
1145  * Intended for use by the cpufeatures code during CPU boot.
1146  */
1147 void sve_kernel_enable(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1148 {
1149         write_sysreg(read_sysreg(CPACR_EL1) | CPACR_EL1_ZEN_EL1EN, CPACR_EL1);
1150         isb();
1151 }
1152
1153 /*
1154  * Read the pseudo-ZCR used by cpufeatures to identify the supported SVE
1155  * vector length.
1156  *
1157  * Use only if SVE is present.
1158  * This function clobbers the SVE vector length.
1159  */
1160 u64 read_zcr_features(void)
1161 {
1162         u64 zcr;
1163         unsigned int vq_max;
1164
1165         /*
1166          * Set the maximum possible VL, and write zeroes to all other
1167          * bits to see if they stick.
1168          */
1169         sve_kernel_enable(NULL);
1170         write_sysreg_s(ZCR_ELx_LEN_MASK, SYS_ZCR_EL1);
1171
1172         zcr = read_sysreg_s(SYS_ZCR_EL1);
1173         zcr &= ~(u64)ZCR_ELx_LEN_MASK; /* find sticky 1s outside LEN field */
1174         vq_max = sve_vq_from_vl(sve_get_vl());
1175         zcr |= vq_max - 1; /* set LEN field to maximum effective value */
1176
1177         return zcr;
1178 }
1179
1180 void __init sve_setup(void)
1181 {
1182         struct vl_info *info = &vl_info[ARM64_VEC_SVE];
1183         u64 zcr;
1184         DECLARE_BITMAP(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1185         unsigned long b;
1186
1187         if (!system_supports_sve())
1188                 return;
1189
1190         /*
1191          * The SVE architecture mandates support for 128-bit vectors,
1192          * so sve_vq_map must have at least SVE_VQ_MIN set.
1193          * If something went wrong, at least try to patch it up:
1194          */
1195         if (WARN_ON(!test_bit(__vq_to_bit(SVE_VQ_MIN), info->vq_map)))
1196                 set_bit(__vq_to_bit(SVE_VQ_MIN), info->vq_map);
1197
1198         zcr = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ZCR_EL1);
1199         info->max_vl = sve_vl_from_vq((zcr & ZCR_ELx_LEN_MASK) + 1);
1200
1201         /*
1202          * Sanity-check that the max VL we determined through CPU features
1203          * corresponds properly to sve_vq_map.  If not, do our best:
1204          */
1205         if (WARN_ON(info->max_vl != find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SVE,
1206                                                                  info->max_vl)))
1207                 info->max_vl = find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SVE,
1208                                                             info->max_vl);
1209
1210         /*
1211          * For the default VL, pick the maximum supported value <= 64.
1212          * VL == 64 is guaranteed not to grow the signal frame.
1213          */
1214         set_sve_default_vl(find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SVE, 64));
1215
1216         bitmap_andnot(tmp_map, info->vq_partial_map, info->vq_map,
1217                       SVE_VQ_MAX);
1218
1219         b = find_last_bit(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1220         if (b >= SVE_VQ_MAX)
1221                 /* No non-virtualisable VLs found */
1222                 info->max_virtualisable_vl = SVE_VQ_MAX;
1223         else if (WARN_ON(b == SVE_VQ_MAX - 1))
1224                 /* No virtualisable VLs?  This is architecturally forbidden. */
1225                 info->max_virtualisable_vl = SVE_VQ_MIN;
1226         else /* b + 1 < SVE_VQ_MAX */
1227                 info->max_virtualisable_vl = sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(b + 1));
1228
1229         if (info->max_virtualisable_vl > info->max_vl)
1230                 info->max_virtualisable_vl = info->max_vl;
1231
1232         pr_info("%s: maximum available vector length %u bytes per vector\n",
1233                 info->name, info->max_vl);
1234         pr_info("%s: default vector length %u bytes per vector\n",
1235                 info->name, get_sve_default_vl());
1236
1237         /* KVM decides whether to support mismatched systems. Just warn here: */
1238         if (sve_max_virtualisable_vl() < sve_max_vl())
1239                 pr_warn("%s: unvirtualisable vector lengths present\n",
1240                         info->name);
1241
1242         sve_efi_setup();
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Called from the put_task_struct() path, which cannot get here
1247  * unless dead_task is really dead and not schedulable.
1248  */
1249 void fpsimd_release_task(struct task_struct *dead_task)
1250 {
1251         __sve_free(dead_task);
1252         sme_free(dead_task);
1253 }
1254
1255 #endif /* CONFIG_ARM64_SVE */
1256
1257 #ifdef CONFIG_ARM64_SME
1258
1259 /*
1260  * Ensure that task->thread.za_state is allocated and sufficiently large.
1261  *
1262  * This function should be used only in preparation for replacing
1263  * task->thread.za_state with new data.  The memory is always zeroed
1264  * here to prevent stale data from showing through: this is done in
1265  * the interest of testability and predictability, the architecture
1266  * guarantees that when ZA is enabled it will be zeroed.
1267  */
1268 void sme_alloc(struct task_struct *task)
1269 {
1270         if (task->thread.za_state) {
1271                 memset(task->thread.za_state, 0, za_state_size(task));
1272                 return;
1273         }
1274
1275         /* This could potentially be up to 64K. */
1276         task->thread.za_state =
1277                 kzalloc(za_state_size(task), GFP_KERNEL);
1278 }
1279
1280 static void sme_free(struct task_struct *task)
1281 {
1282         kfree(task->thread.za_state);
1283         task->thread.za_state = NULL;
1284 }
1285
1286 void sme_kernel_enable(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1287 {
1288         /* Set priority for all PEs to architecturally defined minimum */
1289         write_sysreg_s(read_sysreg_s(SYS_SMPRI_EL1) & ~SMPRI_EL1_PRIORITY_MASK,
1290                        SYS_SMPRI_EL1);
1291
1292         /* Allow SME in kernel */
1293         write_sysreg(read_sysreg(CPACR_EL1) | CPACR_EL1_SMEN_EL1EN, CPACR_EL1);
1294         isb();
1295
1296         /* Allow EL0 to access TPIDR2 */
1297         write_sysreg(read_sysreg(SCTLR_EL1) | SCTLR_ELx_ENTP2, SCTLR_EL1);
1298         isb();
1299 }
1300
1301 /*
1302  * This must be called after sme_kernel_enable(), we rely on the
1303  * feature table being sorted to ensure this.
1304  */
1305 void fa64_kernel_enable(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1306 {
1307         /* Allow use of FA64 */
1308         write_sysreg_s(read_sysreg_s(SYS_SMCR_EL1) | SMCR_ELx_FA64_MASK,
1309                        SYS_SMCR_EL1);
1310 }
1311
1312 /*
1313  * Read the pseudo-SMCR used by cpufeatures to identify the supported
1314  * vector length.
1315  *
1316  * Use only if SME is present.
1317  * This function clobbers the SME vector length.
1318  */
1319 u64 read_smcr_features(void)
1320 {
1321         u64 smcr;
1322         unsigned int vq_max;
1323
1324         sme_kernel_enable(NULL);
1325         sme_smstart_sm();
1326
1327         /*
1328          * Set the maximum possible VL.
1329          */
1330         write_sysreg_s(read_sysreg_s(SYS_SMCR_EL1) | SMCR_ELx_LEN_MASK,
1331                        SYS_SMCR_EL1);
1332
1333         smcr = read_sysreg_s(SYS_SMCR_EL1);
1334         smcr &= ~(u64)SMCR_ELx_LEN_MASK; /* Only the LEN field */
1335         vq_max = sve_vq_from_vl(sve_get_vl());
1336         smcr |= vq_max - 1; /* set LEN field to maximum effective value */
1337
1338         sme_smstop_sm();
1339
1340         return smcr;
1341 }
1342
1343 void __init sme_setup(void)
1344 {
1345         struct vl_info *info = &vl_info[ARM64_VEC_SME];
1346         u64 smcr;
1347         int min_bit;
1348
1349         if (!system_supports_sme())
1350                 return;
1351
1352         /*
1353          * SME doesn't require any particular vector length be
1354          * supported but it does require at least one.  We should have
1355          * disabled the feature entirely while bringing up CPUs but
1356          * let's double check here.
1357          */
1358         WARN_ON(bitmap_empty(info->vq_map, SVE_VQ_MAX));
1359
1360         min_bit = find_last_bit(info->vq_map, SVE_VQ_MAX);
1361         info->min_vl = sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(min_bit));
1362
1363         smcr = read_sanitised_ftr_reg(SYS_SMCR_EL1);
1364         info->max_vl = sve_vl_from_vq((smcr & SMCR_ELx_LEN_MASK) + 1);
1365
1366         /*
1367          * Sanity-check that the max VL we determined through CPU features
1368          * corresponds properly to sme_vq_map.  If not, do our best:
1369          */
1370         if (WARN_ON(info->max_vl != find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SME,
1371                                                                  info->max_vl)))
1372                 info->max_vl = find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SME,
1373                                                             info->max_vl);
1374
1375         WARN_ON(info->min_vl > info->max_vl);
1376
1377         /*
1378          * For the default VL, pick the maximum supported value <= 32
1379          * (256 bits) if there is one since this is guaranteed not to
1380          * grow the signal frame when in streaming mode, otherwise the
1381          * minimum available VL will be used.
1382          */
1383         set_sme_default_vl(find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SME, 32));
1384
1385         pr_info("SME: minimum available vector length %u bytes per vector\n",
1386                 info->min_vl);
1387         pr_info("SME: maximum available vector length %u bytes per vector\n",
1388                 info->max_vl);
1389         pr_info("SME: default vector length %u bytes per vector\n",
1390                 get_sme_default_vl());
1391 }
1392
1393 #endif /* CONFIG_ARM64_SME */
1394
1395 static void sve_init_regs(void)
1396 {
1397         /*
1398          * Convert the FPSIMD state to SVE, zeroing all the state that
1399          * is not shared with FPSIMD. If (as is likely) the current
1400          * state is live in the registers then do this there and
1401          * update our metadata for the current task including
1402          * disabling the trap, otherwise update our in-memory copy.
1403          * We are guaranteed to not be in streaming mode, we can only
1404          * take a SVE trap when not in streaming mode and we can't be
1405          * in streaming mode when taking a SME trap.
1406          */
1407         if (!test_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE)) {
1408                 unsigned long vq_minus_one =
1409                         sve_vq_from_vl(task_get_sve_vl(current)) - 1;
1410                 sve_set_vq(vq_minus_one);
1411                 sve_flush_live(true, vq_minus_one);
1412                 fpsimd_bind_task_to_cpu();
1413         } else {
1414                 fpsimd_to_sve(current);
1415                 current->thread.fp_type = FP_STATE_SVE;
1416         }
1417 }
1418
1419 /*
1420  * Trapped SVE access
1421  *
1422  * Storage is allocated for the full SVE state, the current FPSIMD
1423  * register contents are migrated across, and the access trap is
1424  * disabled.
1425  *
1426  * TIF_SVE should be clear on entry: otherwise, fpsimd_restore_current_state()
1427  * would have disabled the SVE access trap for userspace during
1428  * ret_to_user, making an SVE access trap impossible in that case.
1429  */
1430 void do_sve_acc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1431 {
1432         /* Even if we chose not to use SVE, the hardware could still trap: */
1433         if (unlikely(!system_supports_sve()) || WARN_ON(is_compat_task())) {
1434                 force_signal_inject(SIGILL, ILL_ILLOPC, regs->pc, 0);
1435                 return;
1436         }
1437
1438         sve_alloc(current, true);
1439         if (!current->thread.sve_state) {
1440                 force_sig(SIGKILL);
1441                 return;
1442         }
1443
1444         get_cpu_fpsimd_context();
1445
1446         if (test_and_set_thread_flag(TIF_SVE))
1447                 WARN_ON(1); /* SVE access shouldn't have trapped */
1448
1449         /*
1450          * Even if the task can have used streaming mode we can only
1451          * generate SVE access traps in normal SVE mode and
1452          * transitioning out of streaming mode may discard any
1453          * streaming mode state.  Always clear the high bits to avoid
1454          * any potential errors tracking what is properly initialised.
1455          */
1456         sve_init_regs();
1457
1458         put_cpu_fpsimd_context();
1459 }
1460
1461 /*
1462  * Trapped SME access
1463  *
1464  * Storage is allocated for the full SVE and SME state, the current
1465  * FPSIMD register contents are migrated to SVE if SVE is not already
1466  * active, and the access trap is disabled.
1467  *
1468  * TIF_SME should be clear on entry: otherwise, fpsimd_restore_current_state()
1469  * would have disabled the SME access trap for userspace during
1470  * ret_to_user, making an SVE access trap impossible in that case.
1471  */
1472 void do_sme_acc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1473 {
1474         /* Even if we chose not to use SME, the hardware could still trap: */
1475         if (unlikely(!system_supports_sme()) || WARN_ON(is_compat_task())) {
1476                 force_signal_inject(SIGILL, ILL_ILLOPC, regs->pc, 0);
1477                 return;
1478         }
1479
1480         /*
1481          * If this not a trap due to SME being disabled then something
1482          * is being used in the wrong mode, report as SIGILL.
1483          */
1484         if (ESR_ELx_ISS(esr) != ESR_ELx_SME_ISS_SME_DISABLED) {
1485                 force_signal_inject(SIGILL, ILL_ILLOPC, regs->pc, 0);
1486                 return;
1487         }
1488
1489         sve_alloc(current, false);
1490         sme_alloc(current);
1491         if (!current->thread.sve_state || !current->thread.za_state) {
1492                 force_sig(SIGKILL);
1493                 return;
1494         }
1495
1496         get_cpu_fpsimd_context();
1497
1498         /* With TIF_SME userspace shouldn't generate any traps */
1499         if (test_and_set_thread_flag(TIF_SME))
1500                 WARN_ON(1);
1501
1502         if (!test_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE)) {
1503                 unsigned long vq_minus_one =
1504                         sve_vq_from_vl(task_get_sme_vl(current)) - 1;
1505                 sme_set_vq(vq_minus_one);
1506
1507                 fpsimd_bind_task_to_cpu();
1508         }
1509
1510         put_cpu_fpsimd_context();
1511 }
1512
1513 /*
1514  * Trapped FP/ASIMD access.
1515  */
1516 void do_fpsimd_acc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1517 {
1518         /* TODO: implement lazy context saving/restoring */
1519         WARN_ON(1);
1520 }
1521
1522 /*
1523  * Raise a SIGFPE for the current process.
1524  */
1525 void do_fpsimd_exc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1526 {
1527         unsigned int si_code = FPE_FLTUNK;
1528
1529         if (esr & ESR_ELx_FP_EXC_TFV) {
1530                 if (esr & FPEXC_IOF)
1531                         si_code = FPE_FLTINV;
1532                 else if (esr & FPEXC_DZF)
1533                         si_code = FPE_FLTDIV;
1534                 else if (esr & FPEXC_OFF)
1535                         si_code = FPE_FLTOVF;
1536                 else if (esr & FPEXC_UFF)
1537                         si_code = FPE_FLTUND;
1538                 else if (esr & FPEXC_IXF)
1539                         si_code = FPE_FLTRES;
1540         }
1541
1542         send_sig_fault(SIGFPE, si_code,
1543                        (void __user *)instruction_pointer(regs),
1544                        current);
1545 }
1546
1547 void fpsimd_thread_switch(struct task_struct *next)
1548 {
1549         bool wrong_task, wrong_cpu;
1550
1551         if (!system_supports_fpsimd())
1552                 return;
1553
1554         __get_cpu_fpsimd_context();
1555
1556         /* Save unsaved fpsimd state, if any: */
1557         fpsimd_save();
1558
1559         /*
1560          * Fix up TIF_FOREIGN_FPSTATE to correctly describe next's
1561          * state.  For kernel threads, FPSIMD registers are never loaded
1562          * and wrong_task and wrong_cpu will always be true.
1563          */
1564         wrong_task = __this_cpu_read(fpsimd_last_state.st) !=
1565                                         &next->thread.uw.fpsimd_state;
1566         wrong_cpu = next->thread.fpsimd_cpu != smp_processor_id();
1567
1568         update_tsk_thread_flag(next, TIF_FOREIGN_FPSTATE,
1569                                wrong_task || wrong_cpu);
1570
1571         __put_cpu_fpsimd_context();
1572 }
1573
1574 static void fpsimd_flush_thread_vl(enum vec_type type)
1575 {
1576         int vl, supported_vl;
1577
1578         /*
1579          * Reset the task vector length as required.  This is where we
1580          * ensure that all user tasks have a valid vector length
1581          * configured: no kernel task can become a user task without
1582          * an exec and hence a call to this function.  By the time the
1583          * first call to this function is made, all early hardware
1584          * probing is complete, so __sve_default_vl should be valid.
1585          * If a bug causes this to go wrong, we make some noise and
1586          * try to fudge thread.sve_vl to a safe value here.
1587          */
1588         vl = task_get_vl_onexec(current, type);
1589         if (!vl)
1590                 vl = get_default_vl(type);
1591
1592         if (WARN_ON(!sve_vl_valid(vl)))
1593                 vl = vl_info[type].min_vl;
1594
1595         supported_vl = find_supported_vector_length(type, vl);
1596         if (WARN_ON(supported_vl != vl))
1597                 vl = supported_vl;
1598
1599         task_set_vl(current, type, vl);
1600
1601         /*
1602          * If the task is not set to inherit, ensure that the vector
1603          * length will be reset by a subsequent exec:
1604          */
1605         if (!test_thread_flag(vec_vl_inherit_flag(type)))
1606                 task_set_vl_onexec(current, type, 0);
1607 }
1608
1609 void fpsimd_flush_thread(void)
1610 {
1611         void *sve_state = NULL;
1612         void *za_state = NULL;
1613
1614         if (!system_supports_fpsimd())
1615                 return;
1616
1617         get_cpu_fpsimd_context();
1618
1619         fpsimd_flush_task_state(current);
1620         memset(&current->thread.uw.fpsimd_state, 0,
1621                sizeof(current->thread.uw.fpsimd_state));
1622
1623         if (system_supports_sve()) {
1624                 clear_thread_flag(TIF_SVE);
1625
1626                 /* Defer kfree() while in atomic context */
1627                 sve_state = current->thread.sve_state;
1628                 current->thread.sve_state = NULL;
1629
1630                 fpsimd_flush_thread_vl(ARM64_VEC_SVE);
1631         }
1632
1633         if (system_supports_sme()) {
1634                 clear_thread_flag(TIF_SME);
1635
1636                 /* Defer kfree() while in atomic context */
1637                 za_state = current->thread.za_state;
1638                 current->thread.za_state = NULL;
1639
1640                 fpsimd_flush_thread_vl(ARM64_VEC_SME);
1641                 current->thread.svcr = 0;
1642         }
1643
1644         current->thread.fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
1645
1646         put_cpu_fpsimd_context();
1647         kfree(sve_state);
1648         kfree(za_state);
1649 }
1650
1651 /*
1652  * Save the userland FPSIMD state of 'current' to memory, but only if the state
1653  * currently held in the registers does in fact belong to 'current'
1654  */
1655 void fpsimd_preserve_current_state(void)
1656 {
1657         if (!system_supports_fpsimd())
1658                 return;
1659
1660         get_cpu_fpsimd_context();
1661         fpsimd_save();
1662         put_cpu_fpsimd_context();
1663 }
1664
1665 /*
1666  * Like fpsimd_preserve_current_state(), but ensure that
1667  * current->thread.uw.fpsimd_state is updated so that it can be copied to
1668  * the signal frame.
1669  */
1670 void fpsimd_signal_preserve_current_state(void)
1671 {
1672         fpsimd_preserve_current_state();
1673         if (test_thread_flag(TIF_SVE))
1674                 sve_to_fpsimd(current);
1675 }
1676
1677 /*
1678  * Called by KVM when entering the guest.
1679  */
1680 void fpsimd_kvm_prepare(void)
1681 {
1682         if (!system_supports_sve())
1683                 return;
1684
1685         /*
1686          * KVM does not save host SVE state since we can only enter
1687          * the guest from a syscall so the ABI means that only the
1688          * non-saved SVE state needs to be saved.  If we have left
1689          * SVE enabled for performance reasons then update the task
1690          * state to be FPSIMD only.
1691          */
1692         get_cpu_fpsimd_context();
1693
1694         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_SVE)) {
1695                 sve_to_fpsimd(current);
1696                 current->thread.fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
1697         }
1698
1699         put_cpu_fpsimd_context();
1700 }
1701
1702 /*
1703  * Associate current's FPSIMD context with this cpu
1704  * The caller must have ownership of the cpu FPSIMD context before calling
1705  * this function.
1706  */
1707 static void fpsimd_bind_task_to_cpu(void)
1708 {
1709         struct cpu_fp_state *last = this_cpu_ptr(&fpsimd_last_state);
1710
1711         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
1712         last->st = &current->thread.uw.fpsimd_state;
1713         last->sve_state = current->thread.sve_state;
1714         last->za_state = current->thread.za_state;
1715         last->sve_vl = task_get_sve_vl(current);
1716         last->sme_vl = task_get_sme_vl(current);
1717         last->svcr = &current->thread.svcr;
1718         last->fp_type = &current->thread.fp_type;
1719         last->to_save = FP_STATE_CURRENT;
1720         current->thread.fpsimd_cpu = smp_processor_id();
1721
1722         /*
1723          * Toggle SVE and SME trapping for userspace if needed, these
1724          * are serialsied by ret_to_user().
1725          */
1726         if (system_supports_sme()) {
1727                 if (test_thread_flag(TIF_SME))
1728                         sme_user_enable();
1729                 else
1730                         sme_user_disable();
1731         }
1732
1733         if (system_supports_sve()) {
1734                 if (test_thread_flag(TIF_SVE))
1735                         sve_user_enable();
1736                 else
1737                         sve_user_disable();
1738         }
1739 }
1740
1741 void fpsimd_bind_state_to_cpu(struct cpu_fp_state *state)
1742 {
1743         struct cpu_fp_state *last = this_cpu_ptr(&fpsimd_last_state);
1744
1745         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
1746         WARN_ON(!in_softirq() && !irqs_disabled());
1747
1748         *last = *state;
1749 }
1750
1751 /*
1752  * Load the userland FPSIMD state of 'current' from memory, but only if the
1753  * FPSIMD state already held in the registers is /not/ the most recent FPSIMD
1754  * state of 'current'.  This is called when we are preparing to return to
1755  * userspace to ensure that userspace sees a good register state.
1756  */
1757 void fpsimd_restore_current_state(void)
1758 {
1759         /*
1760          * For the tasks that were created before we detected the absence of
1761          * FP/SIMD, the TIF_FOREIGN_FPSTATE could be set via fpsimd_thread_switch(),
1762          * e.g, init. This could be then inherited by the children processes.
1763          * If we later detect that the system doesn't support FP/SIMD,
1764          * we must clear the flag for  all the tasks to indicate that the
1765          * FPSTATE is clean (as we can't have one) to avoid looping for ever in
1766          * do_notify_resume().
1767          */
1768         if (!system_supports_fpsimd()) {
1769                 clear_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1770                 return;
1771         }
1772
1773         get_cpu_fpsimd_context();
1774
1775         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE)) {
1776                 task_fpsimd_load();
1777                 fpsimd_bind_task_to_cpu();
1778         }
1779
1780         put_cpu_fpsimd_context();
1781 }
1782
1783 /*
1784  * Load an updated userland FPSIMD state for 'current' from memory and set the
1785  * flag that indicates that the FPSIMD register contents are the most recent
1786  * FPSIMD state of 'current'. This is used by the signal code to restore the
1787  * register state when returning from a signal handler in FPSIMD only cases,
1788  * any SVE context will be discarded.
1789  */
1790 void fpsimd_update_current_state(struct user_fpsimd_state const *state)
1791 {
1792         if (WARN_ON(!system_supports_fpsimd()))
1793                 return;
1794
1795         get_cpu_fpsimd_context();
1796
1797         current->thread.uw.fpsimd_state = *state;
1798         if (test_thread_flag(TIF_SVE))
1799                 fpsimd_to_sve(current);
1800
1801         task_fpsimd_load();
1802         fpsimd_bind_task_to_cpu();
1803
1804         clear_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1805
1806         put_cpu_fpsimd_context();
1807 }
1808
1809 /*
1810  * Invalidate live CPU copies of task t's FPSIMD state
1811  *
1812  * This function may be called with preemption enabled.  The barrier()
1813  * ensures that the assignment to fpsimd_cpu is visible to any
1814  * preemption/softirq that could race with set_tsk_thread_flag(), so
1815  * that TIF_FOREIGN_FPSTATE cannot be spuriously re-cleared.
1816  *
1817  * The final barrier ensures that TIF_FOREIGN_FPSTATE is seen set by any
1818  * subsequent code.
1819  */
1820 void fpsimd_flush_task_state(struct task_struct *t)
1821 {
1822         t->thread.fpsimd_cpu = NR_CPUS;
1823         /*
1824          * If we don't support fpsimd, bail out after we have
1825          * reset the fpsimd_cpu for this task and clear the
1826          * FPSTATE.
1827          */
1828         if (!system_supports_fpsimd())
1829                 return;
1830         barrier();
1831         set_tsk_thread_flag(t, TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1832
1833         barrier();
1834 }
1835
1836 /*
1837  * Invalidate any task's FPSIMD state that is present on this cpu.
1838  * The FPSIMD context should be acquired with get_cpu_fpsimd_context()
1839  * before calling this function.
1840  */
1841 static void fpsimd_flush_cpu_state(void)
1842 {
1843         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
1844         __this_cpu_write(fpsimd_last_state.st, NULL);
1845
1846         /*
1847          * Leaving streaming mode enabled will cause issues for any kernel
1848          * NEON and leaving streaming mode or ZA enabled may increase power
1849          * consumption.
1850          */
1851         if (system_supports_sme())
1852                 sme_smstop();
1853
1854         set_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1855 }
1856
1857 /*
1858  * Save the FPSIMD state to memory and invalidate cpu view.
1859  * This function must be called with preemption disabled.
1860  */
1861 void fpsimd_save_and_flush_cpu_state(void)
1862 {
1863         if (!system_supports_fpsimd())
1864                 return;
1865         WARN_ON(preemptible());
1866         __get_cpu_fpsimd_context();
1867         fpsimd_save();
1868         fpsimd_flush_cpu_state();
1869         __put_cpu_fpsimd_context();
1870 }
1871
1872 #ifdef CONFIG_KERNEL_MODE_NEON
1873
1874 /*
1875  * Kernel-side NEON support functions
1876  */
1877
1878 /*
1879  * kernel_neon_begin(): obtain the CPU FPSIMD registers for use by the calling
1880  * context
1881  *
1882  * Must not be called unless may_use_simd() returns true.
1883  * Task context in the FPSIMD registers is saved back to memory as necessary.
1884  *
1885  * A matching call to kernel_neon_end() must be made before returning from the
1886  * calling context.
1887  *
1888  * The caller may freely use the FPSIMD registers until kernel_neon_end() is
1889  * called.
1890  */
1891 void kernel_neon_begin(void)
1892 {
1893         if (WARN_ON(!system_supports_fpsimd()))
1894                 return;
1895
1896         BUG_ON(!may_use_simd());
1897
1898         get_cpu_fpsimd_context();
1899
1900         /* Save unsaved fpsimd state, if any: */
1901         fpsimd_save();
1902
1903         /* Invalidate any task state remaining in the fpsimd regs: */
1904         fpsimd_flush_cpu_state();
1905 }
1906 EXPORT_SYMBOL_GPL(kernel_neon_begin);
1907
1908 /*
1909  * kernel_neon_end(): give the CPU FPSIMD registers back to the current task
1910  *
1911  * Must be called from a context in which kernel_neon_begin() was previously
1912  * called, with no call to kernel_neon_end() in the meantime.
1913  *
1914  * The caller must not use the FPSIMD registers after this function is called,
1915  * unless kernel_neon_begin() is called again in the meantime.
1916  */
1917 void kernel_neon_end(void)
1918 {
1919         if (!system_supports_fpsimd())
1920                 return;
1921
1922         put_cpu_fpsimd_context();
1923 }
1924 EXPORT_SYMBOL_GPL(kernel_neon_end);
1925
1926 #ifdef CONFIG_EFI
1927
1928 static DEFINE_PER_CPU(struct user_fpsimd_state, efi_fpsimd_state);
1929 static DEFINE_PER_CPU(bool, efi_fpsimd_state_used);
1930 static DEFINE_PER_CPU(bool, efi_sve_state_used);
1931 static DEFINE_PER_CPU(bool, efi_sm_state);
1932
1933 /*
1934  * EFI runtime services support functions
1935  *
1936  * The ABI for EFI runtime services allows EFI to use FPSIMD during the call.
1937  * This means that for EFI (and only for EFI), we have to assume that FPSIMD
1938  * is always used rather than being an optional accelerator.
1939  *
1940  * These functions provide the necessary support for ensuring FPSIMD
1941  * save/restore in the contexts from which EFI is used.
1942  *
1943  * Do not use them for any other purpose -- if tempted to do so, you are
1944  * either doing something wrong or you need to propose some refactoring.
1945  */
1946
1947 /*
1948  * __efi_fpsimd_begin(): prepare FPSIMD for making an EFI runtime services call
1949  */
1950 void __efi_fpsimd_begin(void)
1951 {
1952         if (!system_supports_fpsimd())
1953                 return;
1954
1955         WARN_ON(preemptible());
1956
1957         if (may_use_simd()) {
1958                 kernel_neon_begin();
1959         } else {
1960                 /*
1961                  * If !efi_sve_state, SVE can't be in use yet and doesn't need
1962                  * preserving:
1963                  */
1964                 if (system_supports_sve() && likely(efi_sve_state)) {
1965                         char *sve_state = this_cpu_ptr(efi_sve_state);
1966                         bool ffr = true;
1967                         u64 svcr;
1968
1969                         __this_cpu_write(efi_sve_state_used, true);
1970
1971                         if (system_supports_sme()) {
1972                                 svcr = read_sysreg_s(SYS_SVCR);
1973
1974                                 __this_cpu_write(efi_sm_state,
1975                                                  svcr & SVCR_SM_MASK);
1976
1977                                 /*
1978                                  * Unless we have FA64 FFR does not
1979                                  * exist in streaming mode.
1980                                  */
1981                                 if (!system_supports_fa64())
1982                                         ffr = !(svcr & SVCR_SM_MASK);
1983                         }
1984
1985                         sve_save_state(sve_state + sve_ffr_offset(sve_max_vl()),
1986                                        &this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state)->fpsr,
1987                                        ffr);
1988
1989                         if (system_supports_sme())
1990                                 sysreg_clear_set_s(SYS_SVCR,
1991                                                    SVCR_SM_MASK, 0);
1992
1993                 } else {
1994                         fpsimd_save_state(this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state));
1995                 }
1996
1997                 __this_cpu_write(efi_fpsimd_state_used, true);
1998         }
1999 }
2000
2001 /*
2002  * __efi_fpsimd_end(): clean up FPSIMD after an EFI runtime services call
2003  */
2004 void __efi_fpsimd_end(void)
2005 {
2006         if (!system_supports_fpsimd())
2007                 return;
2008
2009         if (!__this_cpu_xchg(efi_fpsimd_state_used, false)) {
2010                 kernel_neon_end();
2011         } else {
2012                 if (system_supports_sve() &&
2013                     likely(__this_cpu_read(efi_sve_state_used))) {
2014                         char const *sve_state = this_cpu_ptr(efi_sve_state);
2015                         bool ffr = true;
2016
2017                         /*
2018                          * Restore streaming mode; EFI calls are
2019                          * normal function calls so should not return in
2020                          * streaming mode.
2021                          */
2022                         if (system_supports_sme()) {
2023                                 if (__this_cpu_read(efi_sm_state)) {
2024                                         sysreg_clear_set_s(SYS_SVCR,
2025                                                            0,
2026                                                            SVCR_SM_MASK);
2027
2028                                         /*
2029                                          * Unless we have FA64 FFR does not
2030                                          * exist in streaming mode.
2031                                          */
2032                                         if (!system_supports_fa64())
2033                                                 ffr = false;
2034                                 }
2035                         }
2036
2037                         sve_load_state(sve_state + sve_ffr_offset(sve_max_vl()),
2038                                        &this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state)->fpsr,
2039                                        ffr);
2040
2041                         __this_cpu_write(efi_sve_state_used, false);
2042                 } else {
2043                         fpsimd_load_state(this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state));
2044                 }
2045         }
2046 }
2047
2048 #endif /* CONFIG_EFI */
2049
2050 #endif /* CONFIG_KERNEL_MODE_NEON */
2051
2052 #ifdef CONFIG_CPU_PM
2053 static int fpsimd_cpu_pm_notifier(struct notifier_block *self,
2054                                   unsigned long cmd, void *v)
2055 {
2056         switch (cmd) {
2057         case CPU_PM_ENTER:
2058                 fpsimd_save_and_flush_cpu_state();
2059                 break;
2060         case CPU_PM_EXIT:
2061                 break;
2062         case CPU_PM_ENTER_FAILED:
2063         default:
2064                 return NOTIFY_DONE;
2065         }
2066         return NOTIFY_OK;
2067 }
2068
2069 static struct notifier_block fpsimd_cpu_pm_notifier_block = {
2070         .notifier_call = fpsimd_cpu_pm_notifier,
2071 };
2072
2073 static void __init fpsimd_pm_init(void)
2074 {
2075         cpu_pm_register_notifier(&fpsimd_cpu_pm_notifier_block);
2076 }
2077
2078 #else
2079 static inline void fpsimd_pm_init(void) { }
2080 #endif /* CONFIG_CPU_PM */
2081
2082 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2083 static int fpsimd_cpu_dead(unsigned int cpu)
2084 {
2085         per_cpu(fpsimd_last_state.st, cpu) = NULL;
2086         return 0;
2087 }
2088
2089 static inline void fpsimd_hotplug_init(void)
2090 {
2091         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_ARM64_FPSIMD_DEAD, "arm64/fpsimd:dead",
2092                                   NULL, fpsimd_cpu_dead);
2093 }
2094
2095 #else
2096 static inline void fpsimd_hotplug_init(void) { }
2097 #endif
2098
2099 /*
2100  * FP/SIMD support code initialisation.
2101  */
2102 static int __init fpsimd_init(void)
2103 {
2104         if (cpu_have_named_feature(FP)) {
2105                 fpsimd_pm_init();
2106                 fpsimd_hotplug_init();
2107         } else {
2108                 pr_notice("Floating-point is not implemented\n");
2109         }
2110
2111         if (!cpu_have_named_feature(ASIMD))
2112                 pr_notice("Advanced SIMD is not implemented\n");
2113
2114
2115         if (cpu_have_named_feature(SME) && !cpu_have_named_feature(SVE))
2116                 pr_notice("SME is implemented but not SVE\n");
2117
2118         sve_sysctl_init();
2119         sme_sysctl_init();
2120
2121         return 0;
2122 }
2123 core_initcall(fpsimd_init);