arch/x86/kernel/fpu/init.c

   1 /*
   2  * x86 FPU boot time init code
   3  */
   4 #include <asm/fpu/internal.h>
   5 #include <asm/tlbflush.h>
   6
   7 /*
   8  * The earliest FPU detection code:
   9  */
  10 static void fpu__init_system_early_generic(struct cpuinfo_x86 *c)
  11 {
  12         unsigned long cr0;
  13         u16 fsw, fcw;
  14
  15         fsw = fcw = 0xffff;
  16
  17         cr0 = read_cr0();
  18         cr0 &= ~(X86_CR0_TS | X86_CR0_EM);
  19         write_cr0(cr0);
  20
  21         asm volatile("fninit ; fnstsw %0 ; fnstcw %1"
  22                      : "+m" (fsw), "+m" (fcw));
  23
  24         if (fsw == 0 && (fcw & 0x103f) == 0x003f)
  25                 set_cpu_cap(c, X86_FEATURE_FPU);
  26         else
  27                 clear_cpu_cap(c, X86_FEATURE_FPU);
  28
  29 #ifndef CONFIG_MATH_EMULATION
  30         if (!cpu_has_fpu) {
  31                 pr_emerg("No FPU found and no math emulation present\n");
  32                 pr_emerg("Giving up\n");
  33                 for (;;)
  34                         asm volatile("hlt");
  35         }
  36 #endif
  37 }
  38
  39 /*
  40  * Boot time FPU feature detection code:
  41  */
  42 unsigned int mxcsr_feature_mask __read_mostly = 0xffffffffu;
  43
  44 unsigned int xstate_size;
  45 EXPORT_SYMBOL_GPL(xstate_size);
  46
  47 static void fpu__init_system_mxcsr(void)
  48 {
  49         unsigned int mask = 0;
  50
  51         if (cpu_has_fxsr) {
  52                 struct i387_fxsave_struct fx_tmp __aligned(32) = { };
  53
  54                 asm volatile("fxsave %0" : "+m" (fx_tmp));
  55
  56                 mask = fx_tmp.mxcsr_mask;
  57
  58                 /*
  59                  * If zero then use the default features mask,
  60                  * which has all features set, except the
  61                  * denormals-are-zero feature bit:
  62                  */
  63                 if (mask == 0)
  64                         mask = 0x0000ffbf;
  65         }
  66         mxcsr_feature_mask &= mask;
  67 }
  68
  69 /*
  70  * Once per bootup FPU initialization sequences that will run on most x86 CPUs:
  71  */
  72 static void fpu__init_system_generic(void)
  73 {
  74         /*
  75          * Set up the legacy init FPU context. (xstate init might overwrite this
  76          * with a more modern format, if the CPU supports it.)
  77          */
  78         fx_finit(&init_xstate_ctx.i387);
  79
  80         fpu__init_system_mxcsr();
  81 }
  82
  83 static void fpstate_xstate_init_size(void)
  84 {
  85         static bool on_boot_cpu = 1;
  86
  87         if (!on_boot_cpu)
  88                 return;
  89         on_boot_cpu = 0;
  90
  91         /*
  92          * Note that xstate_size might be overwriten later during
  93          * fpu__init_system_xstate().
  94          */
  95
  96         if (!cpu_has_fpu) {
  97                 /*
  98                  * Disable xsave as we do not support it if i387
  99                  * emulation is enabled.
 100                  */
 101                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_XSAVE);
 102                 setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_XSAVEOPT);
 103                 xstate_size = sizeof(struct i387_soft_struct);
 104         } else {
 105                 if (cpu_has_fxsr)
 106                         xstate_size = sizeof(struct i387_fxsave_struct);
 107                 else
 108                         xstate_size = sizeof(struct i387_fsave_struct);
 109         }
 110 }
 111
 112 /*
 113  * Initialize the TS bit in CR0 according to the style of context-switches
 114  * we are using:
 115  */
 116 static void fpu__init_cpu_ctx_switch(void)
 117 {
 118         if (!cpu_has_eager_fpu)
 119                 stts();
 120         else
 121                 clts();
 122 }
 123
 124 /*
 125  * Initialize the registers found in all CPUs, CR0 and CR4:
 126  */
 127 static void fpu__init_cpu_generic(void)
 128 {
 129         unsigned long cr0;
 130         unsigned long cr4_mask = 0;
 131
 132         if (cpu_has_fxsr)
 133                 cr4_mask |= X86_CR4_OSFXSR;
 134         if (cpu_has_xmm)
 135                 cr4_mask |= X86_CR4_OSXMMEXCPT;
 136         if (cr4_mask)
 137                 cr4_set_bits(cr4_mask);
 138
 139         cr0 = read_cr0();
 140         cr0 &= ~(X86_CR0_TS|X86_CR0_EM); /* clear TS and EM */
 141         if (!cpu_has_fpu)
 142                 cr0 |= X86_CR0_EM;
 143         write_cr0(cr0);
 144 }
 145
 146 /*
 147  * Enable all supported FPU features. Called when a CPU is brought online.
 148  */
 149 void fpu__init_cpu(void)
 150 {
 151         fpu__init_cpu_generic();
 152         fpu__init_cpu_xstate();
 153         fpu__init_cpu_ctx_switch();
 154 }
 155
 156 static enum { AUTO, ENABLE, DISABLE } eagerfpu = AUTO;
 157
 158 static int __init eager_fpu_setup(char *s)
 159 {
 160         if (!strcmp(s, "on"))
 161                 eagerfpu = ENABLE;
 162         else if (!strcmp(s, "off"))
 163                 eagerfpu = DISABLE;
 164         else if (!strcmp(s, "auto"))
 165                 eagerfpu = AUTO;
 166         return 1;
 167 }
 168 __setup("eagerfpu=", eager_fpu_setup);
 169
 170 /*
 171  * setup_init_fpu_buf() is __init and it is OK to call it here because
 172  * init_xstate_ctx will be unset only once during boot.
 173  */
 174 static void fpu__init_system_ctx_switch(void)
 175 {
 176         WARN_ON(current->thread.fpu.fpstate_active);
 177         current_thread_info()->status = 0;
 178
 179         /* Auto enable eagerfpu for xsaveopt */
 180         if (cpu_has_xsaveopt && eagerfpu != DISABLE)
 181                 eagerfpu = ENABLE;
 182
 183         if (xfeatures_mask & XSTATE_EAGER) {
 184                 if (eagerfpu == DISABLE) {
 185                         pr_err("x86/fpu: eagerfpu switching disabled, disabling the following xstate features: 0x%llx.\n",
 186                                xfeatures_mask & XSTATE_EAGER);
 187                         xfeatures_mask &= ~XSTATE_EAGER;
 188                 } else {
 189                         eagerfpu = ENABLE;
 190                 }
 191         }
 192
 193         if (eagerfpu == ENABLE)
 194                 setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_EAGER_FPU);
 195
 196         printk_once(KERN_INFO "x86/fpu: Using '%s' FPU context switches.\n", eagerfpu == ENABLE ? "eager" : "lazy");
 197 }
 198
 199 /*
 200  * Called on the boot CPU once per system bootup, to set up the initial FPU state that
 201  * is later cloned into all processes.
 202  */
 203 void fpu__init_system(void)
 204 {
 205         /* The FPU has to be operational for some of the later FPU init activities: */
 206         fpu__init_cpu();
 207
 208         /*
 209          * But don't leave CR0::TS set yet, as some of the FPU setup methods depend
 210          * on being able to execute FPU instructions that will fault on a set TS,
 211          * such as the FXSAVE in fpu__init_system_mxcsr().
 212          */
 213         clts();
 214
 215         fpu__init_system_generic();
 216         fpstate_xstate_init_size();
 217         fpu__init_system_xstate();
 218
 219         fpu__init_system_ctx_switch();
 220 }
 221
 222 static int __init no_387(char *s)
 223 {
 224         setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_FPU);
 225         return 1;
 226 }
 227
 228 __setup("no387", no_387);
 229
 230 /*
 231  * Set the X86_FEATURE_FPU CPU-capability bit based on
 232  * trying to execute an actual sequence of FPU instructions:
 233  */
 234 void fpu__detect(struct cpuinfo_x86 *c)
 235 {
 236         fpu__init_system_early_generic(c);
 237         fpu__init_system();
 238         /* The final cr0 value is set later, in fpu_init() */
 239 }