arch/arm/vfp/vfpmodule.c

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