Merge tag 'arm64-upstream' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arm64...
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / arm64 / include / asm / cpufeature.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
2 /*
3  * Copyright (C) 2014 Linaro Ltd. <ard.biesheuvel@linaro.org>
4  */
5
6 #ifndef __ASM_CPUFEATURE_H
7 #define __ASM_CPUFEATURE_H
8
9 #include <asm/alternative-macros.h>
10 #include <asm/cpucaps.h>
11 #include <asm/cputype.h>
12 #include <asm/hwcap.h>
13 #include <asm/sysreg.h>
14
15 #define MAX_CPU_FEATURES        128
16 #define cpu_feature(x)          KERNEL_HWCAP_ ## x
17
18 #define ARM64_SW_FEATURE_OVERRIDE_NOKASLR       0
19 #define ARM64_SW_FEATURE_OVERRIDE_HVHE          4
20 #define ARM64_SW_FEATURE_OVERRIDE_RODATA_OFF    8
21
22 #ifndef __ASSEMBLY__
23
24 #include <linux/bug.h>
25 #include <linux/jump_label.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/cpumask.h>
28
29 /*
30  * CPU feature register tracking
31  *
32  * The safe value of a CPUID feature field is dependent on the implications
33  * of the values assigned to it by the architecture. Based on the relationship
34  * between the values, the features are classified into 3 types - LOWER_SAFE,
35  * HIGHER_SAFE and EXACT.
36  *
37  * The lowest value of all the CPUs is chosen for LOWER_SAFE and highest
38  * for HIGHER_SAFE. It is expected that all CPUs have the same value for
39  * a field when EXACT is specified, failing which, the safe value specified
40  * in the table is chosen.
41  */
42
43 enum ftr_type {
44         FTR_EXACT,                      /* Use a predefined safe value */
45         FTR_LOWER_SAFE,                 /* Smaller value is safe */
46         FTR_HIGHER_SAFE,                /* Bigger value is safe */
47         FTR_HIGHER_OR_ZERO_SAFE,        /* Bigger value is safe, but 0 is biggest */
48 };
49
50 #define FTR_STRICT      true    /* SANITY check strict matching required */
51 #define FTR_NONSTRICT   false   /* SANITY check ignored */
52
53 #define FTR_SIGNED      true    /* Value should be treated as signed */
54 #define FTR_UNSIGNED    false   /* Value should be treated as unsigned */
55
56 #define FTR_VISIBLE     true    /* Feature visible to the user space */
57 #define FTR_HIDDEN      false   /* Feature is hidden from the user */
58
59 #define FTR_VISIBLE_IF_IS_ENABLED(config)               \
60         (IS_ENABLED(config) ? FTR_VISIBLE : FTR_HIDDEN)
61
62 struct arm64_ftr_bits {
63         bool            sign;   /* Value is signed ? */
64         bool            visible;
65         bool            strict; /* CPU Sanity check: strict matching required ? */
66         enum ftr_type   type;
67         u8              shift;
68         u8              width;
69         s64             safe_val; /* safe value for FTR_EXACT features */
70 };
71
72 /*
73  * Describe the early feature override to the core override code:
74  *
75  * @val                 Values that are to be merged into the final
76  *                      sanitised value of the register. Only the bitfields
77  *                      set to 1 in @mask are valid
78  * @mask                Mask of the features that are overridden by @val
79  *
80  * A @mask field set to full-1 indicates that the corresponding field
81  * in @val is a valid override.
82  *
83  * A @mask field set to full-0 with the corresponding @val field set
84  * to full-0 denotes that this field has no override
85  *
86  * A @mask field set to full-0 with the corresponding @val field set
87  * to full-1 denotes that this field has an invalid override.
88  */
89 struct arm64_ftr_override {
90         u64             val;
91         u64             mask;
92 };
93
94 /*
95  * @arm64_ftr_reg - Feature register
96  * @strict_mask         Bits which should match across all CPUs for sanity.
97  * @sys_val             Safe value across the CPUs (system view)
98  */
99 struct arm64_ftr_reg {
100         const char                      *name;
101         u64                             strict_mask;
102         u64                             user_mask;
103         u64                             sys_val;
104         u64                             user_val;
105         struct arm64_ftr_override       *override;
106         const struct arm64_ftr_bits     *ftr_bits;
107 };
108
109 extern struct arm64_ftr_reg arm64_ftr_reg_ctrel0;
110
111 /*
112  * CPU capabilities:
113  *
114  * We use arm64_cpu_capabilities to represent system features, errata work
115  * arounds (both used internally by kernel and tracked in system_cpucaps) and
116  * ELF HWCAPs (which are exposed to user).
117  *
118  * To support systems with heterogeneous CPUs, we need to make sure that we
119  * detect the capabilities correctly on the system and take appropriate
120  * measures to ensure there are no incompatibilities.
121  *
122  * This comment tries to explain how we treat the capabilities.
123  * Each capability has the following list of attributes :
124  *
125  * 1) Scope of Detection : The system detects a given capability by
126  *    performing some checks at runtime. This could be, e.g, checking the
127  *    value of a field in CPU ID feature register or checking the cpu
128  *    model. The capability provides a call back ( @matches() ) to
129  *    perform the check. Scope defines how the checks should be performed.
130  *    There are three cases:
131  *
132  *     a) SCOPE_LOCAL_CPU: check all the CPUs and "detect" if at least one
133  *        matches. This implies, we have to run the check on all the
134  *        booting CPUs, until the system decides that state of the
135  *        capability is finalised. (See section 2 below)
136  *              Or
137  *     b) SCOPE_SYSTEM: check all the CPUs and "detect" if all the CPUs
138  *        matches. This implies, we run the check only once, when the
139  *        system decides to finalise the state of the capability. If the
140  *        capability relies on a field in one of the CPU ID feature
141  *        registers, we use the sanitised value of the register from the
142  *        CPU feature infrastructure to make the decision.
143  *              Or
144  *     c) SCOPE_BOOT_CPU: Check only on the primary boot CPU to detect the
145  *        feature. This category is for features that are "finalised"
146  *        (or used) by the kernel very early even before the SMP cpus
147  *        are brought up.
148  *
149  *    The process of detection is usually denoted by "update" capability
150  *    state in the code.
151  *
152  * 2) Finalise the state : The kernel should finalise the state of a
153  *    capability at some point during its execution and take necessary
154  *    actions if any. Usually, this is done, after all the boot-time
155  *    enabled CPUs are brought up by the kernel, so that it can make
156  *    better decision based on the available set of CPUs. However, there
157  *    are some special cases, where the action is taken during the early
158  *    boot by the primary boot CPU. (e.g, running the kernel at EL2 with
159  *    Virtualisation Host Extensions). The kernel usually disallows any
160  *    changes to the state of a capability once it finalises the capability
161  *    and takes any action, as it may be impossible to execute the actions
162  *    safely. A CPU brought up after a capability is "finalised" is
163  *    referred to as "Late CPU" w.r.t the capability. e.g, all secondary
164  *    CPUs are treated "late CPUs" for capabilities determined by the boot
165  *    CPU.
166  *
167  *    At the moment there are two passes of finalising the capabilities.
168  *      a) Boot CPU scope capabilities - Finalised by primary boot CPU via
169  *         setup_boot_cpu_capabilities().
170  *      b) Everything except (a) - Run via setup_system_capabilities().
171  *
172  * 3) Verification: When a CPU is brought online (e.g, by user or by the
173  *    kernel), the kernel should make sure that it is safe to use the CPU,
174  *    by verifying that the CPU is compliant with the state of the
175  *    capabilities finalised already. This happens via :
176  *
177  *      secondary_start_kernel()-> check_local_cpu_capabilities()
178  *
179  *    As explained in (2) above, capabilities could be finalised at
180  *    different points in the execution. Each newly booted CPU is verified
181  *    against the capabilities that have been finalised by the time it
182  *    boots.
183  *
184  *      a) SCOPE_BOOT_CPU : All CPUs are verified against the capability
185  *      except for the primary boot CPU.
186  *
187  *      b) SCOPE_LOCAL_CPU, SCOPE_SYSTEM: All CPUs hotplugged on by the
188  *      user after the kernel boot are verified against the capability.
189  *
190  *    If there is a conflict, the kernel takes an action, based on the
191  *    severity (e.g, a CPU could be prevented from booting or cause a
192  *    kernel panic). The CPU is allowed to "affect" the state of the
193  *    capability, if it has not been finalised already. See section 5
194  *    for more details on conflicts.
195  *
196  * 4) Action: As mentioned in (2), the kernel can take an action for each
197  *    detected capability, on all CPUs on the system. Appropriate actions
198  *    include, turning on an architectural feature, modifying the control
199  *    registers (e.g, SCTLR, TCR etc.) or patching the kernel via
200  *    alternatives. The kernel patching is batched and performed at later
201  *    point. The actions are always initiated only after the capability
202  *    is finalised. This is usally denoted by "enabling" the capability.
203  *    The actions are initiated as follows :
204  *      a) Action is triggered on all online CPUs, after the capability is
205  *      finalised, invoked within the stop_machine() context from
206  *      enable_cpu_capabilitie().
207  *
208  *      b) Any late CPU, brought up after (1), the action is triggered via:
209  *
210  *        check_local_cpu_capabilities() -> verify_local_cpu_capabilities()
211  *
212  * 5) Conflicts: Based on the state of the capability on a late CPU vs.
213  *    the system state, we could have the following combinations :
214  *
215  *              x-----------------------------x
216  *              | Type  | System   | Late CPU |
217  *              |-----------------------------|
218  *              |  a    |   y      |    n     |
219  *              |-----------------------------|
220  *              |  b    |   n      |    y     |
221  *              x-----------------------------x
222  *
223  *     Two separate flag bits are defined to indicate whether each kind of
224  *     conflict can be allowed:
225  *              ARM64_CPUCAP_OPTIONAL_FOR_LATE_CPU - Case(a) is allowed
226  *              ARM64_CPUCAP_PERMITTED_FOR_LATE_CPU - Case(b) is allowed
227  *
228  *     Case (a) is not permitted for a capability that the system requires
229  *     all CPUs to have in order for the capability to be enabled. This is
230  *     typical for capabilities that represent enhanced functionality.
231  *
232  *     Case (b) is not permitted for a capability that must be enabled
233  *     during boot if any CPU in the system requires it in order to run
234  *     safely. This is typical for erratum work arounds that cannot be
235  *     enabled after the corresponding capability is finalised.
236  *
237  *     In some non-typical cases either both (a) and (b), or neither,
238  *     should be permitted. This can be described by including neither
239  *     or both flags in the capability's type field.
240  *
241  *     In case of a conflict, the CPU is prevented from booting. If the
242  *     ARM64_CPUCAP_PANIC_ON_CONFLICT flag is specified for the capability,
243  *     then a kernel panic is triggered.
244  */
245
246
247 /*
248  * Decide how the capability is detected.
249  * On any local CPU vs System wide vs the primary boot CPU
250  */
251 #define ARM64_CPUCAP_SCOPE_LOCAL_CPU            ((u16)BIT(0))
252 #define ARM64_CPUCAP_SCOPE_SYSTEM               ((u16)BIT(1))
253 /*
254  * The capabilitiy is detected on the Boot CPU and is used by kernel
255  * during early boot. i.e, the capability should be "detected" and
256  * "enabled" as early as possibly on all booting CPUs.
257  */
258 #define ARM64_CPUCAP_SCOPE_BOOT_CPU             ((u16)BIT(2))
259 #define ARM64_CPUCAP_SCOPE_MASK                 \
260         (ARM64_CPUCAP_SCOPE_SYSTEM      |       \
261          ARM64_CPUCAP_SCOPE_LOCAL_CPU   |       \
262          ARM64_CPUCAP_SCOPE_BOOT_CPU)
263
264 #define SCOPE_SYSTEM                            ARM64_CPUCAP_SCOPE_SYSTEM
265 #define SCOPE_LOCAL_CPU                         ARM64_CPUCAP_SCOPE_LOCAL_CPU
266 #define SCOPE_BOOT_CPU                          ARM64_CPUCAP_SCOPE_BOOT_CPU
267 #define SCOPE_ALL                               ARM64_CPUCAP_SCOPE_MASK
268
269 /*
270  * Is it permitted for a late CPU to have this capability when system
271  * hasn't already enabled it ?
272  */
273 #define ARM64_CPUCAP_PERMITTED_FOR_LATE_CPU     ((u16)BIT(4))
274 /* Is it safe for a late CPU to miss this capability when system has it */
275 #define ARM64_CPUCAP_OPTIONAL_FOR_LATE_CPU      ((u16)BIT(5))
276 /* Panic when a conflict is detected */
277 #define ARM64_CPUCAP_PANIC_ON_CONFLICT          ((u16)BIT(6))
278
279 /*
280  * CPU errata workarounds that need to be enabled at boot time if one or
281  * more CPUs in the system requires it. When one of these capabilities
282  * has been enabled, it is safe to allow any CPU to boot that doesn't
283  * require the workaround. However, it is not safe if a "late" CPU
284  * requires a workaround and the system hasn't enabled it already.
285  */
286 #define ARM64_CPUCAP_LOCAL_CPU_ERRATUM          \
287         (ARM64_CPUCAP_SCOPE_LOCAL_CPU | ARM64_CPUCAP_OPTIONAL_FOR_LATE_CPU)
288 /*
289  * CPU feature detected at boot time based on system-wide value of a
290  * feature. It is safe for a late CPU to have this feature even though
291  * the system hasn't enabled it, although the feature will not be used
292  * by Linux in this case. If the system has enabled this feature already,
293  * then every late CPU must have it.
294  */
295 #define ARM64_CPUCAP_SYSTEM_FEATURE     \
296         (ARM64_CPUCAP_SCOPE_SYSTEM | ARM64_CPUCAP_PERMITTED_FOR_LATE_CPU)
297 /*
298  * CPU feature detected at boot time based on feature of one or more CPUs.
299  * All possible conflicts for a late CPU are ignored.
300  * NOTE: this means that a late CPU with the feature will *not* cause the
301  * capability to be advertised by cpus_have_*cap()!
302  */
303 #define ARM64_CPUCAP_WEAK_LOCAL_CPU_FEATURE             \
304         (ARM64_CPUCAP_SCOPE_LOCAL_CPU           |       \
305          ARM64_CPUCAP_OPTIONAL_FOR_LATE_CPU     |       \
306          ARM64_CPUCAP_PERMITTED_FOR_LATE_CPU)
307
308 /*
309  * CPU feature detected at boot time, on one or more CPUs. A late CPU
310  * is not allowed to have the capability when the system doesn't have it.
311  * It is Ok for a late CPU to miss the feature.
312  */
313 #define ARM64_CPUCAP_BOOT_RESTRICTED_CPU_LOCAL_FEATURE  \
314         (ARM64_CPUCAP_SCOPE_LOCAL_CPU           |       \
315          ARM64_CPUCAP_OPTIONAL_FOR_LATE_CPU)
316
317 /*
318  * CPU feature used early in the boot based on the boot CPU. All secondary
319  * CPUs must match the state of the capability as detected by the boot CPU. In
320  * case of a conflict, a kernel panic is triggered.
321  */
322 #define ARM64_CPUCAP_STRICT_BOOT_CPU_FEATURE            \
323         (ARM64_CPUCAP_SCOPE_BOOT_CPU | ARM64_CPUCAP_PANIC_ON_CONFLICT)
324
325 /*
326  * CPU feature used early in the boot based on the boot CPU. It is safe for a
327  * late CPU to have this feature even though the boot CPU hasn't enabled it,
328  * although the feature will not be used by Linux in this case. If the boot CPU
329  * has enabled this feature already, then every late CPU must have it.
330  */
331 #define ARM64_CPUCAP_BOOT_CPU_FEATURE                  \
332         (ARM64_CPUCAP_SCOPE_BOOT_CPU | ARM64_CPUCAP_PERMITTED_FOR_LATE_CPU)
333
334 struct arm64_cpu_capabilities {
335         const char *desc;
336         u16 capability;
337         u16 type;
338         bool (*matches)(const struct arm64_cpu_capabilities *caps, int scope);
339         /*
340          * Take the appropriate actions to configure this capability
341          * for this CPU. If the capability is detected by the kernel
342          * this will be called on all the CPUs in the system,
343          * including the hotplugged CPUs, regardless of whether the
344          * capability is available on that specific CPU. This is
345          * useful for some capabilities (e.g, working around CPU
346          * errata), where all the CPUs must take some action (e.g,
347          * changing system control/configuration). Thus, if an action
348          * is required only if the CPU has the capability, then the
349          * routine must check it before taking any action.
350          */
351         void (*cpu_enable)(const struct arm64_cpu_capabilities *cap);
352         union {
353                 struct {        /* To be used for erratum handling only */
354                         struct midr_range midr_range;
355                         const struct arm64_midr_revidr {
356                                 u32 midr_rv;            /* revision/variant */
357                                 u32 revidr_mask;
358                         } * const fixed_revs;
359                 };
360
361                 const struct midr_range *midr_range_list;
362                 struct {        /* Feature register checking */
363                         u32 sys_reg;
364                         u8 field_pos;
365                         u8 field_width;
366                         u8 min_field_value;
367                         u8 hwcap_type;
368                         bool sign;
369                         unsigned long hwcap;
370                 };
371         };
372
373         /*
374          * An optional list of "matches/cpu_enable" pair for the same
375          * "capability" of the same "type" as described by the parent.
376          * Only matches(), cpu_enable() and fields relevant to these
377          * methods are significant in the list. The cpu_enable is
378          * invoked only if the corresponding entry "matches()".
379          * However, if a cpu_enable() method is associated
380          * with multiple matches(), care should be taken that either
381          * the match criteria are mutually exclusive, or that the
382          * method is robust against being called multiple times.
383          */
384         const struct arm64_cpu_capabilities *match_list;
385         const struct cpumask *cpus;
386 };
387
388 static inline int cpucap_default_scope(const struct arm64_cpu_capabilities *cap)
389 {
390         return cap->type & ARM64_CPUCAP_SCOPE_MASK;
391 }
392
393 /*
394  * Generic helper for handling capabilities with multiple (match,enable) pairs
395  * of call backs, sharing the same capability bit.
396  * Iterate over each entry to see if at least one matches.
397  */
398 static inline bool
399 cpucap_multi_entry_cap_matches(const struct arm64_cpu_capabilities *entry,
400                                int scope)
401 {
402         const struct arm64_cpu_capabilities *caps;
403
404         for (caps = entry->match_list; caps->matches; caps++)
405                 if (caps->matches(caps, scope))
406                         return true;
407
408         return false;
409 }
410
411 static __always_inline bool is_vhe_hyp_code(void)
412 {
413         /* Only defined for code run in VHE hyp context */
414         return __is_defined(__KVM_VHE_HYPERVISOR__);
415 }
416
417 static __always_inline bool is_nvhe_hyp_code(void)
418 {
419         /* Only defined for code run in NVHE hyp context */
420         return __is_defined(__KVM_NVHE_HYPERVISOR__);
421 }
422
423 static __always_inline bool is_hyp_code(void)
424 {
425         return is_vhe_hyp_code() || is_nvhe_hyp_code();
426 }
427
428 extern DECLARE_BITMAP(system_cpucaps, ARM64_NCAPS);
429
430 extern DECLARE_BITMAP(boot_cpucaps, ARM64_NCAPS);
431
432 #define for_each_available_cap(cap)             \
433         for_each_set_bit(cap, system_cpucaps, ARM64_NCAPS)
434
435 bool this_cpu_has_cap(unsigned int cap);
436 void cpu_set_feature(unsigned int num);
437 bool cpu_have_feature(unsigned int num);
438 unsigned long cpu_get_elf_hwcap(void);
439 unsigned long cpu_get_elf_hwcap2(void);
440
441 #define cpu_set_named_feature(name) cpu_set_feature(cpu_feature(name))
442 #define cpu_have_named_feature(name) cpu_have_feature(cpu_feature(name))
443
444 static __always_inline bool boot_capabilities_finalized(void)
445 {
446         return alternative_has_cap_likely(ARM64_ALWAYS_BOOT);
447 }
448
449 static __always_inline bool system_capabilities_finalized(void)
450 {
451         return alternative_has_cap_likely(ARM64_ALWAYS_SYSTEM);
452 }
453
454 /*
455  * Test for a capability with a runtime check.
456  *
457  * Before the capability is detected, this returns false.
458  */
459 static __always_inline bool cpus_have_cap(unsigned int num)
460 {
461         if (__builtin_constant_p(num) && !cpucap_is_possible(num))
462                 return false;
463         if (num >= ARM64_NCAPS)
464                 return false;
465         return arch_test_bit(num, system_cpucaps);
466 }
467
468 /*
469  * Test for a capability without a runtime check.
470  *
471  * Before boot capabilities are finalized, this will BUG().
472  * After boot capabilities are finalized, this is patched to avoid a runtime
473  * check.
474  *
475  * @num must be a compile-time constant.
476  */
477 static __always_inline bool cpus_have_final_boot_cap(int num)
478 {
479         if (boot_capabilities_finalized())
480                 return alternative_has_cap_unlikely(num);
481         else
482                 BUG();
483 }
484
485 /*
486  * Test for a capability without a runtime check.
487  *
488  * Before system capabilities are finalized, this will BUG().
489  * After system capabilities are finalized, this is patched to avoid a runtime
490  * check.
491  *
492  * @num must be a compile-time constant.
493  */
494 static __always_inline bool cpus_have_final_cap(int num)
495 {
496         if (system_capabilities_finalized())
497                 return alternative_has_cap_unlikely(num);
498         else
499                 BUG();
500 }
501
502 static inline int __attribute_const__
503 cpuid_feature_extract_signed_field_width(u64 features, int field, int width)
504 {
505         return (s64)(features << (64 - width - field)) >> (64 - width);
506 }
507
508 static inline int __attribute_const__
509 cpuid_feature_extract_signed_field(u64 features, int field)
510 {
511         return cpuid_feature_extract_signed_field_width(features, field, 4);
512 }
513
514 static __always_inline unsigned int __attribute_const__
515 cpuid_feature_extract_unsigned_field_width(u64 features, int field, int width)
516 {
517         return (u64)(features << (64 - width - field)) >> (64 - width);
518 }
519
520 static __always_inline unsigned int __attribute_const__
521 cpuid_feature_extract_unsigned_field(u64 features, int field)
522 {
523         return cpuid_feature_extract_unsigned_field_width(features, field, 4);
524 }
525
526 /*
527  * Fields that identify the version of the Performance Monitors Extension do
528  * not follow the standard ID scheme. See ARM DDI 0487E.a page D13-2825,
529  * "Alternative ID scheme used for the Performance Monitors Extension version".
530  */
531 static inline u64 __attribute_const__
532 cpuid_feature_cap_perfmon_field(u64 features, int field, u64 cap)
533 {
534         u64 val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(features, field);
535         u64 mask = GENMASK_ULL(field + 3, field);
536
537         /* Treat IMPLEMENTATION DEFINED functionality as unimplemented */
538         if (val == ID_AA64DFR0_EL1_PMUVer_IMP_DEF)
539                 val = 0;
540
541         if (val > cap) {
542                 features &= ~mask;
543                 features |= (cap << field) & mask;
544         }
545
546         return features;
547 }
548
549 static inline u64 arm64_ftr_mask(const struct arm64_ftr_bits *ftrp)
550 {
551         return (u64)GENMASK(ftrp->shift + ftrp->width - 1, ftrp->shift);
552 }
553
554 static inline u64 arm64_ftr_reg_user_value(const struct arm64_ftr_reg *reg)
555 {
556         return (reg->user_val | (reg->sys_val & reg->user_mask));
557 }
558
559 static inline int __attribute_const__
560 cpuid_feature_extract_field_width(u64 features, int field, int width, bool sign)
561 {
562         if (WARN_ON_ONCE(!width))
563                 width = 4;
564         return (sign) ?
565                 cpuid_feature_extract_signed_field_width(features, field, width) :
566                 cpuid_feature_extract_unsigned_field_width(features, field, width);
567 }
568
569 static inline int __attribute_const__
570 cpuid_feature_extract_field(u64 features, int field, bool sign)
571 {
572         return cpuid_feature_extract_field_width(features, field, 4, sign);
573 }
574
575 static inline s64 arm64_ftr_value(const struct arm64_ftr_bits *ftrp, u64 val)
576 {
577         return (s64)cpuid_feature_extract_field_width(val, ftrp->shift, ftrp->width, ftrp->sign);
578 }
579
580 static inline bool id_aa64mmfr0_mixed_endian_el0(u64 mmfr0)
581 {
582         return cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr0, ID_AA64MMFR0_EL1_BIGEND_SHIFT) == 0x1 ||
583                 cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr0, ID_AA64MMFR0_EL1_BIGENDEL0_SHIFT) == 0x1;
584 }
585
586 static inline bool id_aa64pfr0_32bit_el1(u64 pfr0)
587 {
588         u32 val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(pfr0, ID_AA64PFR0_EL1_EL1_SHIFT);
589
590         return val == ID_AA64PFR0_EL1_ELx_32BIT_64BIT;
591 }
592
593 static inline bool id_aa64pfr0_32bit_el0(u64 pfr0)
594 {
595         u32 val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(pfr0, ID_AA64PFR0_EL1_EL0_SHIFT);
596
597         return val == ID_AA64PFR0_EL1_ELx_32BIT_64BIT;
598 }
599
600 static inline bool id_aa64pfr0_sve(u64 pfr0)
601 {
602         u32 val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(pfr0, ID_AA64PFR0_EL1_SVE_SHIFT);
603
604         return val > 0;
605 }
606
607 static inline bool id_aa64pfr1_sme(u64 pfr1)
608 {
609         u32 val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(pfr1, ID_AA64PFR1_EL1_SME_SHIFT);
610
611         return val > 0;
612 }
613
614 static inline bool id_aa64pfr1_mte(u64 pfr1)
615 {
616         u32 val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(pfr1, ID_AA64PFR1_EL1_MTE_SHIFT);
617
618         return val >= ID_AA64PFR1_EL1_MTE_MTE2;
619 }
620
621 void __init setup_boot_cpu_features(void);
622 void __init setup_system_features(void);
623 void __init setup_user_features(void);
624
625 void check_local_cpu_capabilities(void);
626
627 u64 read_sanitised_ftr_reg(u32 id);
628 u64 __read_sysreg_by_encoding(u32 sys_id);
629
630 static inline bool cpu_supports_mixed_endian_el0(void)
631 {
632         return id_aa64mmfr0_mixed_endian_el0(read_cpuid(ID_AA64MMFR0_EL1));
633 }
634
635
636 static inline bool supports_csv2p3(int scope)
637 {
638         u64 pfr0;
639         u8 csv2_val;
640
641         if (scope == SCOPE_LOCAL_CPU)
642                 pfr0 = read_sysreg_s(SYS_ID_AA64PFR0_EL1);
643         else
644                 pfr0 = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64PFR0_EL1);
645
646         csv2_val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(pfr0,
647                                                         ID_AA64PFR0_EL1_CSV2_SHIFT);
648         return csv2_val == 3;
649 }
650
651 static inline bool supports_clearbhb(int scope)
652 {
653         u64 isar2;
654
655         if (scope == SCOPE_LOCAL_CPU)
656                 isar2 = read_sysreg_s(SYS_ID_AA64ISAR2_EL1);
657         else
658                 isar2 = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64ISAR2_EL1);
659
660         return cpuid_feature_extract_unsigned_field(isar2,
661                                                     ID_AA64ISAR2_EL1_CLRBHB_SHIFT);
662 }
663
664 const struct cpumask *system_32bit_el0_cpumask(void);
665 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(arm64_mismatched_32bit_el0);
666
667 static inline bool system_supports_32bit_el0(void)
668 {
669         u64 pfr0 = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64PFR0_EL1);
670
671         return static_branch_unlikely(&arm64_mismatched_32bit_el0) ||
672                id_aa64pfr0_32bit_el0(pfr0);
673 }
674
675 static inline bool system_supports_4kb_granule(void)
676 {
677         u64 mmfr0;
678         u32 val;
679
680         mmfr0 = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64MMFR0_EL1);
681         val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr0,
682                                                 ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN4_SHIFT);
683
684         return (val >= ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN4_SUPPORTED_MIN) &&
685                (val <= ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN4_SUPPORTED_MAX);
686 }
687
688 static inline bool system_supports_64kb_granule(void)
689 {
690         u64 mmfr0;
691         u32 val;
692
693         mmfr0 = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64MMFR0_EL1);
694         val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr0,
695                                                 ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN64_SHIFT);
696
697         return (val >= ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN64_SUPPORTED_MIN) &&
698                (val <= ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN64_SUPPORTED_MAX);
699 }
700
701 static inline bool system_supports_16kb_granule(void)
702 {
703         u64 mmfr0;
704         u32 val;
705
706         mmfr0 = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64MMFR0_EL1);
707         val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr0,
708                                                 ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN16_SHIFT);
709
710         return (val >= ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN16_SUPPORTED_MIN) &&
711                (val <= ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN16_SUPPORTED_MAX);
712 }
713
714 static inline bool system_supports_mixed_endian_el0(void)
715 {
716         return id_aa64mmfr0_mixed_endian_el0(read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64MMFR0_EL1));
717 }
718
719 static inline bool system_supports_mixed_endian(void)
720 {
721         u64 mmfr0;
722         u32 val;
723
724         mmfr0 = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64MMFR0_EL1);
725         val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr0,
726                                                 ID_AA64MMFR0_EL1_BIGEND_SHIFT);
727
728         return val == 0x1;
729 }
730
731 static __always_inline bool system_supports_fpsimd(void)
732 {
733         return alternative_has_cap_likely(ARM64_HAS_FPSIMD);
734 }
735
736 static inline bool system_uses_hw_pan(void)
737 {
738         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_HAS_PAN);
739 }
740
741 static inline bool system_uses_ttbr0_pan(void)
742 {
743         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_SW_TTBR0_PAN) &&
744                 !system_uses_hw_pan();
745 }
746
747 static __always_inline bool system_supports_sve(void)
748 {
749         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_SVE);
750 }
751
752 static __always_inline bool system_supports_sme(void)
753 {
754         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_SME);
755 }
756
757 static __always_inline bool system_supports_sme2(void)
758 {
759         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_SME2);
760 }
761
762 static __always_inline bool system_supports_fa64(void)
763 {
764         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_SME_FA64);
765 }
766
767 static __always_inline bool system_supports_tpidr2(void)
768 {
769         return system_supports_sme();
770 }
771
772 static __always_inline bool system_supports_fpmr(void)
773 {
774         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_HAS_FPMR);
775 }
776
777 static __always_inline bool system_supports_cnp(void)
778 {
779         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_HAS_CNP);
780 }
781
782 static inline bool system_supports_address_auth(void)
783 {
784         return cpus_have_final_boot_cap(ARM64_HAS_ADDRESS_AUTH);
785 }
786
787 static inline bool system_supports_generic_auth(void)
788 {
789         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_HAS_GENERIC_AUTH);
790 }
791
792 static inline bool system_has_full_ptr_auth(void)
793 {
794         return system_supports_address_auth() && system_supports_generic_auth();
795 }
796
797 static __always_inline bool system_uses_irq_prio_masking(void)
798 {
799         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_HAS_GIC_PRIO_MASKING);
800 }
801
802 static inline bool system_supports_mte(void)
803 {
804         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_MTE);
805 }
806
807 static inline bool system_has_prio_mask_debugging(void)
808 {
809         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_DEBUG_PRIORITY_MASKING) &&
810                system_uses_irq_prio_masking();
811 }
812
813 static inline bool system_supports_bti(void)
814 {
815         return cpus_have_final_cap(ARM64_BTI);
816 }
817
818 static inline bool system_supports_bti_kernel(void)
819 {
820         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_BTI_KERNEL) &&
821                 cpus_have_final_boot_cap(ARM64_BTI);
822 }
823
824 static inline bool system_supports_tlb_range(void)
825 {
826         return alternative_has_cap_unlikely(ARM64_HAS_TLB_RANGE);
827 }
828
829 static inline bool system_supports_lpa2(void)
830 {
831         return cpus_have_final_cap(ARM64_HAS_LPA2);
832 }
833
834 int do_emulate_mrs(struct pt_regs *regs, u32 sys_reg, u32 rt);
835 bool try_emulate_mrs(struct pt_regs *regs, u32 isn);
836
837 static inline u32 id_aa64mmfr0_parange_to_phys_shift(int parange)
838 {
839         switch (parange) {
840         case ID_AA64MMFR0_EL1_PARANGE_32: return 32;
841         case ID_AA64MMFR0_EL1_PARANGE_36: return 36;
842         case ID_AA64MMFR0_EL1_PARANGE_40: return 40;
843         case ID_AA64MMFR0_EL1_PARANGE_42: return 42;
844         case ID_AA64MMFR0_EL1_PARANGE_44: return 44;
845         case ID_AA64MMFR0_EL1_PARANGE_48: return 48;
846         case ID_AA64MMFR0_EL1_PARANGE_52: return 52;
847         /*
848          * A future PE could use a value unknown to the kernel.
849          * However, by the "D10.1.4 Principles of the ID scheme
850          * for fields in ID registers", ARM DDI 0487C.a, any new
851          * value is guaranteed to be higher than what we know already.
852          * As a safe limit, we return the limit supported by the kernel.
853          */
854         default: return CONFIG_ARM64_PA_BITS;
855         }
856 }
857
858 /* Check whether hardware update of the Access flag is supported */
859 static inline bool cpu_has_hw_af(void)
860 {
861         u64 mmfr1;
862
863         if (!IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_HW_AFDBM))
864                 return false;
865
866         /*
867          * Use cached version to avoid emulated msr operation on KVM
868          * guests.
869          */
870         mmfr1 = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64MMFR1_EL1);
871         return cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr1,
872                                                 ID_AA64MMFR1_EL1_HAFDBS_SHIFT);
873 }
874
875 static inline bool cpu_has_pan(void)
876 {
877         u64 mmfr1 = read_cpuid(ID_AA64MMFR1_EL1);
878         return cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr1,
879                                                     ID_AA64MMFR1_EL1_PAN_SHIFT);
880 }
881
882 #ifdef CONFIG_ARM64_AMU_EXTN
883 /* Check whether the cpu supports the Activity Monitors Unit (AMU) */
884 extern bool cpu_has_amu_feat(int cpu);
885 #else
886 static inline bool cpu_has_amu_feat(int cpu)
887 {
888         return false;
889 }
890 #endif
891
892 /* Get a cpu that supports the Activity Monitors Unit (AMU) */
893 extern int get_cpu_with_amu_feat(void);
894
895 static inline unsigned int get_vmid_bits(u64 mmfr1)
896 {
897         int vmid_bits;
898
899         vmid_bits = cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr1,
900                                                 ID_AA64MMFR1_EL1_VMIDBits_SHIFT);
901         if (vmid_bits == ID_AA64MMFR1_EL1_VMIDBits_16)
902                 return 16;
903
904         /*
905          * Return the default here even if any reserved
906          * value is fetched from the system register.
907          */
908         return 8;
909 }
910
911 s64 arm64_ftr_safe_value(const struct arm64_ftr_bits *ftrp, s64 new, s64 cur);
912 struct arm64_ftr_reg *get_arm64_ftr_reg(u32 sys_id);
913
914 extern struct arm64_ftr_override id_aa64mmfr0_override;
915 extern struct arm64_ftr_override id_aa64mmfr1_override;
916 extern struct arm64_ftr_override id_aa64mmfr2_override;
917 extern struct arm64_ftr_override id_aa64pfr0_override;
918 extern struct arm64_ftr_override id_aa64pfr1_override;
919 extern struct arm64_ftr_override id_aa64zfr0_override;
920 extern struct arm64_ftr_override id_aa64smfr0_override;
921 extern struct arm64_ftr_override id_aa64isar1_override;
922 extern struct arm64_ftr_override id_aa64isar2_override;
923
924 extern struct arm64_ftr_override arm64_sw_feature_override;
925
926 static inline
927 u64 arm64_apply_feature_override(u64 val, int feat, int width,
928                                  const struct arm64_ftr_override *override)
929 {
930         u64 oval = override->val;
931
932         /*
933          * When it encounters an invalid override (e.g., an override that
934          * cannot be honoured due to a missing CPU feature), the early idreg
935          * override code will set the mask to 0x0 and the value to non-zero for
936          * the field in question. In order to determine whether the override is
937          * valid or not for the field we are interested in, we first need to
938          * disregard bits belonging to other fields.
939          */
940         oval &= GENMASK_ULL(feat + width - 1, feat);
941
942         /*
943          * The override is valid if all value bits are accounted for in the
944          * mask. If so, replace the masked bits with the override value.
945          */
946         if (oval == (oval & override->mask)) {
947                 val &= ~override->mask;
948                 val |= oval;
949         }
950
951         /* Extract the field from the updated value */
952         return cpuid_feature_extract_unsigned_field(val, feat);
953 }
954
955 static inline bool arm64_test_sw_feature_override(int feat)
956 {
957         /*
958          * Software features are pseudo CPU features that have no underlying
959          * CPUID system register value to apply the override to.
960          */
961         return arm64_apply_feature_override(0, feat, 4,
962                                             &arm64_sw_feature_override);
963 }
964
965 static inline bool kaslr_disabled_cmdline(void)
966 {
967         return arm64_test_sw_feature_override(ARM64_SW_FEATURE_OVERRIDE_NOKASLR);
968 }
969
970 u32 get_kvm_ipa_limit(void);
971 void dump_cpu_features(void);
972
973 static inline bool cpu_has_bti(void)
974 {
975         if (!IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_BTI))
976                 return false;
977
978         return arm64_apply_feature_override(read_cpuid(ID_AA64PFR1_EL1),
979                                             ID_AA64PFR1_EL1_BT_SHIFT, 4,
980                                             &id_aa64pfr1_override);
981 }
982
983 static inline bool cpu_has_pac(void)
984 {
985         u64 isar1, isar2;
986
987         if (!IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_PTR_AUTH))
988                 return false;
989
990         isar1 = read_cpuid(ID_AA64ISAR1_EL1);
991         isar2 = read_cpuid(ID_AA64ISAR2_EL1);
992
993         if (arm64_apply_feature_override(isar1, ID_AA64ISAR1_EL1_APA_SHIFT, 4,
994                                          &id_aa64isar1_override))
995                 return true;
996
997         if (arm64_apply_feature_override(isar1, ID_AA64ISAR1_EL1_API_SHIFT, 4,
998                                          &id_aa64isar1_override))
999                 return true;
1000
1001         return arm64_apply_feature_override(isar2, ID_AA64ISAR2_EL1_APA3_SHIFT, 4,
1002                                             &id_aa64isar2_override);
1003 }
1004
1005 static inline bool cpu_has_lva(void)
1006 {
1007         u64 mmfr2;
1008
1009         mmfr2 = read_sysreg_s(SYS_ID_AA64MMFR2_EL1);
1010         mmfr2 &= ~id_aa64mmfr2_override.mask;
1011         mmfr2 |= id_aa64mmfr2_override.val;
1012         return cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr2,
1013                                                     ID_AA64MMFR2_EL1_VARange_SHIFT);
1014 }
1015
1016 static inline bool cpu_has_lpa2(void)
1017 {
1018 #ifdef CONFIG_ARM64_LPA2
1019         u64 mmfr0;
1020         int feat;
1021
1022         mmfr0 = read_sysreg(id_aa64mmfr0_el1);
1023         mmfr0 &= ~id_aa64mmfr0_override.mask;
1024         mmfr0 |= id_aa64mmfr0_override.val;
1025         feat = cpuid_feature_extract_signed_field(mmfr0,
1026                                                   ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN_SHIFT);
1027
1028         return feat >= ID_AA64MMFR0_EL1_TGRAN_LPA2;
1029 #else
1030         return false;
1031 #endif
1032 }
1033
1034 #endif /* __ASSEMBLY__ */
1035
1036 #endif