Merge tag 'csd-lock.2023.07.15a' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.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  * allocated in sve_state and sme_state to store the contents of both ZA
303  * and the SVE registers for both streaming and non-streaming modes.
304  *
305  * If both SVCR.ZA and SVCR.SM are disabled then at any point we
306  * may disable TIF_SME and reenable traps.
307  */
308
309
310 /*
311  * TIF_SVE controls whether a task can use SVE without trapping while
312  * in userspace, and also (together with TIF_SME) the way a task's
313  * FPSIMD/SVE state is stored in thread_struct.
314  *
315  * The kernel uses this flag to track whether a user task is actively
316  * using SVE, and therefore whether full SVE register state needs to
317  * be tracked.  If not, the cheaper FPSIMD context handling code can
318  * be used instead of the more costly SVE equivalents.
319  *
320  *  * TIF_SVE or SVCR.SM set:
321  *
322  *    The task can execute SVE instructions while in userspace without
323  *    trapping to the kernel.
324  *
325  *    During any syscall, the kernel may optionally clear TIF_SVE and
326  *    discard the vector state except for the FPSIMD subset.
327  *
328  *  * TIF_SVE clear:
329  *
330  *    An attempt by the user task to execute an SVE instruction causes
331  *    do_sve_acc() to be called, which does some preparation and then
332  *    sets TIF_SVE.
333  *
334  * During any syscall, the kernel may optionally clear TIF_SVE and
335  * discard the vector state except for the FPSIMD subset.
336  *
337  * The data will be stored in one of two formats:
338  *
339  *  * FPSIMD only - FP_STATE_FPSIMD:
340  *
341  *    When the FPSIMD only state stored task->thread.fp_type is set to
342  *    FP_STATE_FPSIMD, the FPSIMD registers V0-V31 are encoded in
343  *    task->thread.uw.fpsimd_state; bits [max : 128] for each of Z0-Z31 are
344  *    logically zero but not stored anywhere; P0-P15 and FFR are not
345  *    stored and have unspecified values from userspace's point of
346  *    view.  For hygiene purposes, the kernel zeroes them on next use,
347  *    but userspace is discouraged from relying on this.
348  *
349  *    task->thread.sve_state does not need to be non-NULL, valid or any
350  *    particular size: it must not be dereferenced and any data stored
351  *    there should be considered stale and not referenced.
352  *
353  *  * SVE state - FP_STATE_SVE:
354  *
355  *    When the full SVE state is stored task->thread.fp_type is set to
356  *    FP_STATE_SVE and Z0-Z31 (incorporating Vn in bits[127:0] or the
357  *    corresponding Zn), P0-P15 and FFR are encoded in in
358  *    task->thread.sve_state, formatted appropriately for vector
359  *    length task->thread.sve_vl or, if SVCR.SM is set,
360  *    task->thread.sme_vl. The storage for the vector registers in
361  *    task->thread.uw.fpsimd_state should be ignored.
362  *
363  *    task->thread.sve_state must point to a valid buffer at least
364  *    sve_state_size(task) bytes in size. The data stored in
365  *    task->thread.uw.fpsimd_state.vregs should be considered stale
366  *    and not referenced.
367  *
368  *  * FPSR and FPCR are always stored in task->thread.uw.fpsimd_state
369  *    irrespective of whether TIF_SVE is clear or set, since these are
370  *    not vector length dependent.
371  */
372
373 /*
374  * Update current's FPSIMD/SVE registers from thread_struct.
375  *
376  * This function should be called only when the FPSIMD/SVE state in
377  * thread_struct is known to be up to date, when preparing to enter
378  * userspace.
379  */
380 static void task_fpsimd_load(void)
381 {
382         bool restore_sve_regs = false;
383         bool restore_ffr;
384
385         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
386         WARN_ON(!have_cpu_fpsimd_context());
387
388         if (system_supports_sve() || system_supports_sme()) {
389                 switch (current->thread.fp_type) {
390                 case FP_STATE_FPSIMD:
391                         /* Stop tracking SVE for this task until next use. */
392                         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_SVE))
393                                 sve_user_disable();
394                         break;
395                 case FP_STATE_SVE:
396                         if (!thread_sm_enabled(&current->thread) &&
397                             !WARN_ON_ONCE(!test_and_set_thread_flag(TIF_SVE)))
398                                 sve_user_enable();
399
400                         if (test_thread_flag(TIF_SVE))
401                                 sve_set_vq(sve_vq_from_vl(task_get_sve_vl(current)) - 1);
402
403                         restore_sve_regs = true;
404                         restore_ffr = true;
405                         break;
406                 default:
407                         /*
408                          * This indicates either a bug in
409                          * fpsimd_save() or memory corruption, we
410                          * should always record an explicit format
411                          * when we save. We always at least have the
412                          * memory allocated for FPSMID registers so
413                          * try that and hope for the best.
414                          */
415                         WARN_ON_ONCE(1);
416                         clear_thread_flag(TIF_SVE);
417                         break;
418                 }
419         }
420
421         /* Restore SME, override SVE register configuration if needed */
422         if (system_supports_sme()) {
423                 unsigned long sme_vl = task_get_sme_vl(current);
424
425                 /* Ensure VL is set up for restoring data */
426                 if (test_thread_flag(TIF_SME))
427                         sme_set_vq(sve_vq_from_vl(sme_vl) - 1);
428
429                 write_sysreg_s(current->thread.svcr, SYS_SVCR);
430
431                 if (thread_za_enabled(&current->thread))
432                         sme_load_state(current->thread.sme_state,
433                                        system_supports_sme2());
434
435                 if (thread_sm_enabled(&current->thread))
436                         restore_ffr = system_supports_fa64();
437         }
438
439         if (restore_sve_regs) {
440                 WARN_ON_ONCE(current->thread.fp_type != FP_STATE_SVE);
441                 sve_load_state(sve_pffr(&current->thread),
442                                &current->thread.uw.fpsimd_state.fpsr,
443                                restore_ffr);
444         } else {
445                 WARN_ON_ONCE(current->thread.fp_type != FP_STATE_FPSIMD);
446                 fpsimd_load_state(&current->thread.uw.fpsimd_state);
447         }
448 }
449
450 /*
451  * Ensure FPSIMD/SVE storage in memory for the loaded context is up to
452  * date with respect to the CPU registers. Note carefully that the
453  * current context is the context last bound to the CPU stored in
454  * last, if KVM is involved this may be the guest VM context rather
455  * than the host thread for the VM pointed to by current. This means
456  * that we must always reference the state storage via last rather
457  * than via current, if we are saving KVM state then it will have
458  * ensured that the type of registers to save is set in last->to_save.
459  */
460 static void fpsimd_save(void)
461 {
462         struct cpu_fp_state const *last =
463                 this_cpu_ptr(&fpsimd_last_state);
464         /* set by fpsimd_bind_task_to_cpu() or fpsimd_bind_state_to_cpu() */
465         bool save_sve_regs = false;
466         bool save_ffr;
467         unsigned int vl;
468
469         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
470         WARN_ON(!have_cpu_fpsimd_context());
471
472         if (test_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE))
473                 return;
474
475         /*
476          * If a task is in a syscall the ABI allows us to only
477          * preserve the state shared with FPSIMD so don't bother
478          * saving the full SVE state in that case.
479          */
480         if ((last->to_save == FP_STATE_CURRENT && test_thread_flag(TIF_SVE) &&
481              !in_syscall(current_pt_regs())) ||
482             last->to_save == FP_STATE_SVE) {
483                 save_sve_regs = true;
484                 save_ffr = true;
485                 vl = last->sve_vl;
486         }
487
488         if (system_supports_sme()) {
489                 u64 *svcr = last->svcr;
490
491                 *svcr = read_sysreg_s(SYS_SVCR);
492
493                 if (*svcr & SVCR_ZA_MASK)
494                         sme_save_state(last->sme_state,
495                                        system_supports_sme2());
496
497                 /* If we are in streaming mode override regular SVE. */
498                 if (*svcr & SVCR_SM_MASK) {
499                         save_sve_regs = true;
500                         save_ffr = system_supports_fa64();
501                         vl = last->sme_vl;
502                 }
503         }
504
505         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_SVE) && save_sve_regs) {
506                 /* Get the configured VL from RDVL, will account for SM */
507                 if (WARN_ON(sve_get_vl() != vl)) {
508                         /*
509                          * Can't save the user regs, so current would
510                          * re-enter user with corrupt state.
511                          * There's no way to recover, so kill it:
512                          */
513                         force_signal_inject(SIGKILL, SI_KERNEL, 0, 0);
514                         return;
515                 }
516
517                 sve_save_state((char *)last->sve_state +
518                                         sve_ffr_offset(vl),
519                                &last->st->fpsr, save_ffr);
520                 *last->fp_type = FP_STATE_SVE;
521         } else {
522                 fpsimd_save_state(last->st);
523                 *last->fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
524         }
525 }
526
527 /*
528  * All vector length selection from userspace comes through here.
529  * We're on a slow path, so some sanity-checks are included.
530  * If things go wrong there's a bug somewhere, but try to fall back to a
531  * safe choice.
532  */
533 static unsigned int find_supported_vector_length(enum vec_type type,
534                                                  unsigned int vl)
535 {
536         struct vl_info *info = &vl_info[type];
537         int bit;
538         int max_vl = info->max_vl;
539
540         if (WARN_ON(!sve_vl_valid(vl)))
541                 vl = info->min_vl;
542
543         if (WARN_ON(!sve_vl_valid(max_vl)))
544                 max_vl = info->min_vl;
545
546         if (vl > max_vl)
547                 vl = max_vl;
548         if (vl < info->min_vl)
549                 vl = info->min_vl;
550
551         bit = find_next_bit(info->vq_map, SVE_VQ_MAX,
552                             __vq_to_bit(sve_vq_from_vl(vl)));
553         return sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(bit));
554 }
555
556 #if defined(CONFIG_ARM64_SVE) && defined(CONFIG_SYSCTL)
557
558 static int vec_proc_do_default_vl(struct ctl_table *table, int write,
559                                   void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
560 {
561         struct vl_info *info = table->extra1;
562         enum vec_type type = info->type;
563         int ret;
564         int vl = get_default_vl(type);
565         struct ctl_table tmp_table = {
566                 .data = &vl,
567                 .maxlen = sizeof(vl),
568         };
569
570         ret = proc_dointvec(&tmp_table, write, buffer, lenp, ppos);
571         if (ret || !write)
572                 return ret;
573
574         /* Writing -1 has the special meaning "set to max": */
575         if (vl == -1)
576                 vl = info->max_vl;
577
578         if (!sve_vl_valid(vl))
579                 return -EINVAL;
580
581         set_default_vl(type, find_supported_vector_length(type, vl));
582         return 0;
583 }
584
585 static struct ctl_table sve_default_vl_table[] = {
586         {
587                 .procname       = "sve_default_vector_length",
588                 .mode           = 0644,
589                 .proc_handler   = vec_proc_do_default_vl,
590                 .extra1         = &vl_info[ARM64_VEC_SVE],
591         },
592         { }
593 };
594
595 static int __init sve_sysctl_init(void)
596 {
597         if (system_supports_sve())
598                 if (!register_sysctl("abi", sve_default_vl_table))
599                         return -EINVAL;
600
601         return 0;
602 }
603
604 #else /* ! (CONFIG_ARM64_SVE && CONFIG_SYSCTL) */
605 static int __init sve_sysctl_init(void) { return 0; }
606 #endif /* ! (CONFIG_ARM64_SVE && CONFIG_SYSCTL) */
607
608 #if defined(CONFIG_ARM64_SME) && defined(CONFIG_SYSCTL)
609 static struct ctl_table sme_default_vl_table[] = {
610         {
611                 .procname       = "sme_default_vector_length",
612                 .mode           = 0644,
613                 .proc_handler   = vec_proc_do_default_vl,
614                 .extra1         = &vl_info[ARM64_VEC_SME],
615         },
616         { }
617 };
618
619 static int __init sme_sysctl_init(void)
620 {
621         if (system_supports_sme())
622                 if (!register_sysctl("abi", sme_default_vl_table))
623                         return -EINVAL;
624
625         return 0;
626 }
627
628 #else /* ! (CONFIG_ARM64_SME && CONFIG_SYSCTL) */
629 static int __init sme_sysctl_init(void) { return 0; }
630 #endif /* ! (CONFIG_ARM64_SME && CONFIG_SYSCTL) */
631
632 #define ZREG(sve_state, vq, n) ((char *)(sve_state) +           \
633         (SVE_SIG_ZREG_OFFSET(vq, n) - SVE_SIG_REGS_OFFSET))
634
635 #ifdef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
636 static __uint128_t arm64_cpu_to_le128(__uint128_t x)
637 {
638         u64 a = swab64(x);
639         u64 b = swab64(x >> 64);
640
641         return ((__uint128_t)a << 64) | b;
642 }
643 #else
644 static __uint128_t arm64_cpu_to_le128(__uint128_t x)
645 {
646         return x;
647 }
648 #endif
649
650 #define arm64_le128_to_cpu(x) arm64_cpu_to_le128(x)
651
652 static void __fpsimd_to_sve(void *sst, struct user_fpsimd_state const *fst,
653                             unsigned int vq)
654 {
655         unsigned int i;
656         __uint128_t *p;
657
658         for (i = 0; i < SVE_NUM_ZREGS; ++i) {
659                 p = (__uint128_t *)ZREG(sst, vq, i);
660                 *p = arm64_cpu_to_le128(fst->vregs[i]);
661         }
662 }
663
664 /*
665  * Transfer the FPSIMD state in task->thread.uw.fpsimd_state to
666  * task->thread.sve_state.
667  *
668  * Task can be a non-runnable task, or current.  In the latter case,
669  * the caller must have ownership of the cpu FPSIMD context before calling
670  * this function.
671  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
672  * bytes of allocated kernel memory.
673  * task->thread.uw.fpsimd_state must be up to date before calling this
674  * function.
675  */
676 static void fpsimd_to_sve(struct task_struct *task)
677 {
678         unsigned int vq;
679         void *sst = task->thread.sve_state;
680         struct user_fpsimd_state const *fst = &task->thread.uw.fpsimd_state;
681
682         if (!system_supports_sve() && !system_supports_sme())
683                 return;
684
685         vq = sve_vq_from_vl(thread_get_cur_vl(&task->thread));
686         __fpsimd_to_sve(sst, fst, vq);
687 }
688
689 /*
690  * Transfer the SVE state in task->thread.sve_state to
691  * task->thread.uw.fpsimd_state.
692  *
693  * Task can be a non-runnable task, or current.  In the latter case,
694  * the caller must have ownership of the cpu FPSIMD context before calling
695  * this function.
696  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
697  * bytes of allocated kernel memory.
698  * task->thread.sve_state must be up to date before calling this function.
699  */
700 static void sve_to_fpsimd(struct task_struct *task)
701 {
702         unsigned int vq, vl;
703         void const *sst = task->thread.sve_state;
704         struct user_fpsimd_state *fst = &task->thread.uw.fpsimd_state;
705         unsigned int i;
706         __uint128_t const *p;
707
708         if (!system_supports_sve() && !system_supports_sme())
709                 return;
710
711         vl = thread_get_cur_vl(&task->thread);
712         vq = sve_vq_from_vl(vl);
713         for (i = 0; i < SVE_NUM_ZREGS; ++i) {
714                 p = (__uint128_t const *)ZREG(sst, vq, i);
715                 fst->vregs[i] = arm64_le128_to_cpu(*p);
716         }
717 }
718
719 #ifdef CONFIG_ARM64_SVE
720 /*
721  * Call __sve_free() directly only if you know task can't be scheduled
722  * or preempted.
723  */
724 static void __sve_free(struct task_struct *task)
725 {
726         kfree(task->thread.sve_state);
727         task->thread.sve_state = NULL;
728 }
729
730 static void sve_free(struct task_struct *task)
731 {
732         WARN_ON(test_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE));
733
734         __sve_free(task);
735 }
736
737 /*
738  * Return how many bytes of memory are required to store the full SVE
739  * state for task, given task's currently configured vector length.
740  */
741 size_t sve_state_size(struct task_struct const *task)
742 {
743         unsigned int vl = 0;
744
745         if (system_supports_sve())
746                 vl = task_get_sve_vl(task);
747         if (system_supports_sme())
748                 vl = max(vl, task_get_sme_vl(task));
749
750         return SVE_SIG_REGS_SIZE(sve_vq_from_vl(vl));
751 }
752
753 /*
754  * Ensure that task->thread.sve_state is allocated and sufficiently large.
755  *
756  * This function should be used only in preparation for replacing
757  * task->thread.sve_state with new data.  The memory is always zeroed
758  * here to prevent stale data from showing through: this is done in
759  * the interest of testability and predictability: except in the
760  * do_sve_acc() case, there is no ABI requirement to hide stale data
761  * written previously be task.
762  */
763 void sve_alloc(struct task_struct *task, bool flush)
764 {
765         if (task->thread.sve_state) {
766                 if (flush)
767                         memset(task->thread.sve_state, 0,
768                                sve_state_size(task));
769                 return;
770         }
771
772         /* This is a small allocation (maximum ~8KB) and Should Not Fail. */
773         task->thread.sve_state =
774                 kzalloc(sve_state_size(task), GFP_KERNEL);
775 }
776
777
778 /*
779  * Force the FPSIMD state shared with SVE to be updated in the SVE state
780  * even if the SVE state is the current active state.
781  *
782  * This should only be called by ptrace.  task must be non-runnable.
783  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
784  * bytes of allocated kernel memory.
785  */
786 void fpsimd_force_sync_to_sve(struct task_struct *task)
787 {
788         fpsimd_to_sve(task);
789 }
790
791 /*
792  * Ensure that task->thread.sve_state is up to date with respect to
793  * the user task, irrespective of when SVE is in use or not.
794  *
795  * This should only be called by ptrace.  task must be non-runnable.
796  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
797  * bytes of allocated kernel memory.
798  */
799 void fpsimd_sync_to_sve(struct task_struct *task)
800 {
801         if (!test_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE) &&
802             !thread_sm_enabled(&task->thread))
803                 fpsimd_to_sve(task);
804 }
805
806 /*
807  * Ensure that task->thread.uw.fpsimd_state is up to date with respect to
808  * the user task, irrespective of whether SVE is in use or not.
809  *
810  * This should only be called by ptrace.  task must be non-runnable.
811  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
812  * bytes of allocated kernel memory.
813  */
814 void sve_sync_to_fpsimd(struct task_struct *task)
815 {
816         if (task->thread.fp_type == FP_STATE_SVE)
817                 sve_to_fpsimd(task);
818 }
819
820 /*
821  * Ensure that task->thread.sve_state is up to date with respect to
822  * the task->thread.uw.fpsimd_state.
823  *
824  * This should only be called by ptrace to merge new FPSIMD register
825  * values into a task for which SVE is currently active.
826  * task must be non-runnable.
827  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
828  * bytes of allocated kernel memory.
829  * task->thread.uw.fpsimd_state must already have been initialised with
830  * the new FPSIMD register values to be merged in.
831  */
832 void sve_sync_from_fpsimd_zeropad(struct task_struct *task)
833 {
834         unsigned int vq;
835         void *sst = task->thread.sve_state;
836         struct user_fpsimd_state const *fst = &task->thread.uw.fpsimd_state;
837
838         if (!test_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE) &&
839             !thread_sm_enabled(&task->thread))
840                 return;
841
842         vq = sve_vq_from_vl(thread_get_cur_vl(&task->thread));
843
844         memset(sst, 0, SVE_SIG_REGS_SIZE(vq));
845         __fpsimd_to_sve(sst, fst, vq);
846 }
847
848 int vec_set_vector_length(struct task_struct *task, enum vec_type type,
849                           unsigned long vl, unsigned long flags)
850 {
851         bool free_sme = false;
852
853         if (flags & ~(unsigned long)(PR_SVE_VL_INHERIT |
854                                      PR_SVE_SET_VL_ONEXEC))
855                 return -EINVAL;
856
857         if (!sve_vl_valid(vl))
858                 return -EINVAL;
859
860         /*
861          * Clamp to the maximum vector length that VL-agnostic code
862          * can work with.  A flag may be assigned in the future to
863          * allow setting of larger vector lengths without confusing
864          * older software.
865          */
866         if (vl > VL_ARCH_MAX)
867                 vl = VL_ARCH_MAX;
868
869         vl = find_supported_vector_length(type, vl);
870
871         if (flags & (PR_SVE_VL_INHERIT |
872                      PR_SVE_SET_VL_ONEXEC))
873                 task_set_vl_onexec(task, type, vl);
874         else
875                 /* Reset VL to system default on next exec: */
876                 task_set_vl_onexec(task, type, 0);
877
878         /* Only actually set the VL if not deferred: */
879         if (flags & PR_SVE_SET_VL_ONEXEC)
880                 goto out;
881
882         if (vl == task_get_vl(task, type))
883                 goto out;
884
885         /*
886          * To ensure the FPSIMD bits of the SVE vector registers are preserved,
887          * write any live register state back to task_struct, and convert to a
888          * regular FPSIMD thread.
889          */
890         if (task == current) {
891                 get_cpu_fpsimd_context();
892
893                 fpsimd_save();
894         }
895
896         fpsimd_flush_task_state(task);
897         if (test_and_clear_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE) ||
898             thread_sm_enabled(&task->thread)) {
899                 sve_to_fpsimd(task);
900                 task->thread.fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
901         }
902
903         if (system_supports_sme()) {
904                 if (type == ARM64_VEC_SME ||
905                     !(task->thread.svcr & (SVCR_SM_MASK | SVCR_ZA_MASK))) {
906                         /*
907                          * We are changing the SME VL or weren't using
908                          * SME anyway, discard the state and force a
909                          * reallocation.
910                          */
911                         task->thread.svcr &= ~(SVCR_SM_MASK |
912                                                SVCR_ZA_MASK);
913                         clear_tsk_thread_flag(task, TIF_SME);
914                         free_sme = true;
915                 }
916         }
917
918         if (task == current)
919                 put_cpu_fpsimd_context();
920
921         task_set_vl(task, type, vl);
922
923         /*
924          * Free the changed states if they are not in use, SME will be
925          * reallocated to the correct size on next use and we just
926          * allocate SVE now in case it is needed for use in streaming
927          * mode.
928          */
929         if (system_supports_sve()) {
930                 sve_free(task);
931                 sve_alloc(task, true);
932         }
933
934         if (free_sme)
935                 sme_free(task);
936
937 out:
938         update_tsk_thread_flag(task, vec_vl_inherit_flag(type),
939                                flags & PR_SVE_VL_INHERIT);
940
941         return 0;
942 }
943
944 /*
945  * Encode the current vector length and flags for return.
946  * This is only required for prctl(): ptrace has separate fields.
947  * SVE and SME use the same bits for _ONEXEC and _INHERIT.
948  *
949  * flags are as for vec_set_vector_length().
950  */
951 static int vec_prctl_status(enum vec_type type, unsigned long flags)
952 {
953         int ret;
954
955         if (flags & PR_SVE_SET_VL_ONEXEC)
956                 ret = task_get_vl_onexec(current, type);
957         else
958                 ret = task_get_vl(current, type);
959
960         if (test_thread_flag(vec_vl_inherit_flag(type)))
961                 ret |= PR_SVE_VL_INHERIT;
962
963         return ret;
964 }
965
966 /* PR_SVE_SET_VL */
967 int sve_set_current_vl(unsigned long arg)
968 {
969         unsigned long vl, flags;
970         int ret;
971
972         vl = arg & PR_SVE_VL_LEN_MASK;
973         flags = arg & ~vl;
974
975         if (!system_supports_sve() || is_compat_task())
976                 return -EINVAL;
977
978         ret = vec_set_vector_length(current, ARM64_VEC_SVE, vl, flags);
979         if (ret)
980                 return ret;
981
982         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SVE, flags);
983 }
984
985 /* PR_SVE_GET_VL */
986 int sve_get_current_vl(void)
987 {
988         if (!system_supports_sve() || is_compat_task())
989                 return -EINVAL;
990
991         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SVE, 0);
992 }
993
994 #ifdef CONFIG_ARM64_SME
995 /* PR_SME_SET_VL */
996 int sme_set_current_vl(unsigned long arg)
997 {
998         unsigned long vl, flags;
999         int ret;
1000
1001         vl = arg & PR_SME_VL_LEN_MASK;
1002         flags = arg & ~vl;
1003
1004         if (!system_supports_sme() || is_compat_task())
1005                 return -EINVAL;
1006
1007         ret = vec_set_vector_length(current, ARM64_VEC_SME, vl, flags);
1008         if (ret)
1009                 return ret;
1010
1011         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SME, flags);
1012 }
1013
1014 /* PR_SME_GET_VL */
1015 int sme_get_current_vl(void)
1016 {
1017         if (!system_supports_sme() || is_compat_task())
1018                 return -EINVAL;
1019
1020         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SME, 0);
1021 }
1022 #endif /* CONFIG_ARM64_SME */
1023
1024 static void vec_probe_vqs(struct vl_info *info,
1025                           DECLARE_BITMAP(map, SVE_VQ_MAX))
1026 {
1027         unsigned int vq, vl;
1028
1029         bitmap_zero(map, SVE_VQ_MAX);
1030
1031         for (vq = SVE_VQ_MAX; vq >= SVE_VQ_MIN; --vq) {
1032                 write_vl(info->type, vq - 1); /* self-syncing */
1033
1034                 switch (info->type) {
1035                 case ARM64_VEC_SVE:
1036                         vl = sve_get_vl();
1037                         break;
1038                 case ARM64_VEC_SME:
1039                         vl = sme_get_vl();
1040                         break;
1041                 default:
1042                         vl = 0;
1043                         break;
1044                 }
1045
1046                 /* Minimum VL identified? */
1047                 if (sve_vq_from_vl(vl) > vq)
1048                         break;
1049
1050                 vq = sve_vq_from_vl(vl); /* skip intervening lengths */
1051                 set_bit(__vq_to_bit(vq), map);
1052         }
1053 }
1054
1055 /*
1056  * Initialise the set of known supported VQs for the boot CPU.
1057  * This is called during kernel boot, before secondary CPUs are brought up.
1058  */
1059 void __init vec_init_vq_map(enum vec_type type)
1060 {
1061         struct vl_info *info = &vl_info[type];
1062         vec_probe_vqs(info, info->vq_map);
1063         bitmap_copy(info->vq_partial_map, info->vq_map, SVE_VQ_MAX);
1064 }
1065
1066 /*
1067  * If we haven't committed to the set of supported VQs yet, filter out
1068  * those not supported by the current CPU.
1069  * This function is called during the bring-up of early secondary CPUs only.
1070  */
1071 void vec_update_vq_map(enum vec_type type)
1072 {
1073         struct vl_info *info = &vl_info[type];
1074         DECLARE_BITMAP(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1075
1076         vec_probe_vqs(info, tmp_map);
1077         bitmap_and(info->vq_map, info->vq_map, tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1078         bitmap_or(info->vq_partial_map, info->vq_partial_map, tmp_map,
1079                   SVE_VQ_MAX);
1080 }
1081
1082 /*
1083  * Check whether the current CPU supports all VQs in the committed set.
1084  * This function is called during the bring-up of late secondary CPUs only.
1085  */
1086 int vec_verify_vq_map(enum vec_type type)
1087 {
1088         struct vl_info *info = &vl_info[type];
1089         DECLARE_BITMAP(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1090         unsigned long b;
1091
1092         vec_probe_vqs(info, tmp_map);
1093
1094         bitmap_complement(tmp_map, tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1095         if (bitmap_intersects(tmp_map, info->vq_map, SVE_VQ_MAX)) {
1096                 pr_warn("%s: cpu%d: Required vector length(s) missing\n",
1097                         info->name, smp_processor_id());
1098                 return -EINVAL;
1099         }
1100
1101         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KVM) || !is_hyp_mode_available())
1102                 return 0;
1103
1104         /*
1105          * For KVM, it is necessary to ensure that this CPU doesn't
1106          * support any vector length that guests may have probed as
1107          * unsupported.
1108          */
1109
1110         /* Recover the set of supported VQs: */
1111         bitmap_complement(tmp_map, tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1112         /* Find VQs supported that are not globally supported: */
1113         bitmap_andnot(tmp_map, tmp_map, info->vq_map, SVE_VQ_MAX);
1114
1115         /* Find the lowest such VQ, if any: */
1116         b = find_last_bit(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1117         if (b >= SVE_VQ_MAX)
1118                 return 0; /* no mismatches */
1119
1120         /*
1121          * Mismatches above sve_max_virtualisable_vl are fine, since
1122          * no guest is allowed to configure ZCR_EL2.LEN to exceed this:
1123          */
1124         if (sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(b)) <= info->max_virtualisable_vl) {
1125                 pr_warn("%s: cpu%d: Unsupported vector length(s) present\n",
1126                         info->name, smp_processor_id());
1127                 return -EINVAL;
1128         }
1129
1130         return 0;
1131 }
1132
1133 static void __init sve_efi_setup(void)
1134 {
1135         int max_vl = 0;
1136         int i;
1137
1138         if (!IS_ENABLED(CONFIG_EFI))
1139                 return;
1140
1141         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(vl_info); i++)
1142                 max_vl = max(vl_info[i].max_vl, max_vl);
1143
1144         /*
1145          * alloc_percpu() warns and prints a backtrace if this goes wrong.
1146          * This is evidence of a crippled system and we are returning void,
1147          * so no attempt is made to handle this situation here.
1148          */
1149         if (!sve_vl_valid(max_vl))
1150                 goto fail;
1151
1152         efi_sve_state = __alloc_percpu(
1153                 SVE_SIG_REGS_SIZE(sve_vq_from_vl(max_vl)), SVE_VQ_BYTES);
1154         if (!efi_sve_state)
1155                 goto fail;
1156
1157         return;
1158
1159 fail:
1160         panic("Cannot allocate percpu memory for EFI SVE save/restore");
1161 }
1162
1163 /*
1164  * Enable SVE for EL1.
1165  * Intended for use by the cpufeatures code during CPU boot.
1166  */
1167 void sve_kernel_enable(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1168 {
1169         write_sysreg(read_sysreg(CPACR_EL1) | CPACR_EL1_ZEN_EL1EN, CPACR_EL1);
1170         isb();
1171 }
1172
1173 /*
1174  * Read the pseudo-ZCR used by cpufeatures to identify the supported SVE
1175  * vector length.
1176  *
1177  * Use only if SVE is present.
1178  * This function clobbers the SVE vector length.
1179  */
1180 u64 read_zcr_features(void)
1181 {
1182         u64 zcr;
1183         unsigned int vq_max;
1184
1185         /*
1186          * Set the maximum possible VL, and write zeroes to all other
1187          * bits to see if they stick.
1188          */
1189         sve_kernel_enable(NULL);
1190         write_sysreg_s(ZCR_ELx_LEN_MASK, SYS_ZCR_EL1);
1191
1192         zcr = read_sysreg_s(SYS_ZCR_EL1);
1193         zcr &= ~(u64)ZCR_ELx_LEN_MASK; /* find sticky 1s outside LEN field */
1194         vq_max = sve_vq_from_vl(sve_get_vl());
1195         zcr |= vq_max - 1; /* set LEN field to maximum effective value */
1196
1197         return zcr;
1198 }
1199
1200 void __init sve_setup(void)
1201 {
1202         struct vl_info *info = &vl_info[ARM64_VEC_SVE];
1203         u64 zcr;
1204         DECLARE_BITMAP(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1205         unsigned long b;
1206
1207         if (!system_supports_sve())
1208                 return;
1209
1210         /*
1211          * The SVE architecture mandates support for 128-bit vectors,
1212          * so sve_vq_map must have at least SVE_VQ_MIN set.
1213          * If something went wrong, at least try to patch it up:
1214          */
1215         if (WARN_ON(!test_bit(__vq_to_bit(SVE_VQ_MIN), info->vq_map)))
1216                 set_bit(__vq_to_bit(SVE_VQ_MIN), info->vq_map);
1217
1218         zcr = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ZCR_EL1);
1219         info->max_vl = sve_vl_from_vq((zcr & ZCR_ELx_LEN_MASK) + 1);
1220
1221         /*
1222          * Sanity-check that the max VL we determined through CPU features
1223          * corresponds properly to sve_vq_map.  If not, do our best:
1224          */
1225         if (WARN_ON(info->max_vl != find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SVE,
1226                                                                  info->max_vl)))
1227                 info->max_vl = find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SVE,
1228                                                             info->max_vl);
1229
1230         /*
1231          * For the default VL, pick the maximum supported value <= 64.
1232          * VL == 64 is guaranteed not to grow the signal frame.
1233          */
1234         set_sve_default_vl(find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SVE, 64));
1235
1236         bitmap_andnot(tmp_map, info->vq_partial_map, info->vq_map,
1237                       SVE_VQ_MAX);
1238
1239         b = find_last_bit(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1240         if (b >= SVE_VQ_MAX)
1241                 /* No non-virtualisable VLs found */
1242                 info->max_virtualisable_vl = SVE_VQ_MAX;
1243         else if (WARN_ON(b == SVE_VQ_MAX - 1))
1244                 /* No virtualisable VLs?  This is architecturally forbidden. */
1245                 info->max_virtualisable_vl = SVE_VQ_MIN;
1246         else /* b + 1 < SVE_VQ_MAX */
1247                 info->max_virtualisable_vl = sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(b + 1));
1248
1249         if (info->max_virtualisable_vl > info->max_vl)
1250                 info->max_virtualisable_vl = info->max_vl;
1251
1252         pr_info("%s: maximum available vector length %u bytes per vector\n",
1253                 info->name, info->max_vl);
1254         pr_info("%s: default vector length %u bytes per vector\n",
1255                 info->name, get_sve_default_vl());
1256
1257         /* KVM decides whether to support mismatched systems. Just warn here: */
1258         if (sve_max_virtualisable_vl() < sve_max_vl())
1259                 pr_warn("%s: unvirtualisable vector lengths present\n",
1260                         info->name);
1261
1262         sve_efi_setup();
1263 }
1264
1265 /*
1266  * Called from the put_task_struct() path, which cannot get here
1267  * unless dead_task is really dead and not schedulable.
1268  */
1269 void fpsimd_release_task(struct task_struct *dead_task)
1270 {
1271         __sve_free(dead_task);
1272         sme_free(dead_task);
1273 }
1274
1275 #endif /* CONFIG_ARM64_SVE */
1276
1277 #ifdef CONFIG_ARM64_SME
1278
1279 /*
1280  * Ensure that task->thread.sme_state is allocated and sufficiently large.
1281  *
1282  * This function should be used only in preparation for replacing
1283  * task->thread.sme_state with new data.  The memory is always zeroed
1284  * here to prevent stale data from showing through: this is done in
1285  * the interest of testability and predictability, the architecture
1286  * guarantees that when ZA is enabled it will be zeroed.
1287  */
1288 void sme_alloc(struct task_struct *task, bool flush)
1289 {
1290         if (task->thread.sme_state && flush) {
1291                 memset(task->thread.sme_state, 0, sme_state_size(task));
1292                 return;
1293         }
1294
1295         /* This could potentially be up to 64K. */
1296         task->thread.sme_state =
1297                 kzalloc(sme_state_size(task), GFP_KERNEL);
1298 }
1299
1300 static void sme_free(struct task_struct *task)
1301 {
1302         kfree(task->thread.sme_state);
1303         task->thread.sme_state = NULL;
1304 }
1305
1306 void sme_kernel_enable(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1307 {
1308         /* Set priority for all PEs to architecturally defined minimum */
1309         write_sysreg_s(read_sysreg_s(SYS_SMPRI_EL1) & ~SMPRI_EL1_PRIORITY_MASK,
1310                        SYS_SMPRI_EL1);
1311
1312         /* Allow SME in kernel */
1313         write_sysreg(read_sysreg(CPACR_EL1) | CPACR_EL1_SMEN_EL1EN, CPACR_EL1);
1314         isb();
1315
1316         /* Allow EL0 to access TPIDR2 */
1317         write_sysreg(read_sysreg(SCTLR_EL1) | SCTLR_ELx_ENTP2, SCTLR_EL1);
1318         isb();
1319 }
1320
1321 /*
1322  * This must be called after sme_kernel_enable(), we rely on the
1323  * feature table being sorted to ensure this.
1324  */
1325 void sme2_kernel_enable(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1326 {
1327         /* Allow use of ZT0 */
1328         write_sysreg_s(read_sysreg_s(SYS_SMCR_EL1) | SMCR_ELx_EZT0_MASK,
1329                        SYS_SMCR_EL1);
1330 }
1331
1332 /*
1333  * This must be called after sme_kernel_enable(), we rely on the
1334  * feature table being sorted to ensure this.
1335  */
1336 void fa64_kernel_enable(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1337 {
1338         /* Allow use of FA64 */
1339         write_sysreg_s(read_sysreg_s(SYS_SMCR_EL1) | SMCR_ELx_FA64_MASK,
1340                        SYS_SMCR_EL1);
1341 }
1342
1343 /*
1344  * Read the pseudo-SMCR used by cpufeatures to identify the supported
1345  * vector length.
1346  *
1347  * Use only if SME is present.
1348  * This function clobbers the SME vector length.
1349  */
1350 u64 read_smcr_features(void)
1351 {
1352         u64 smcr;
1353         unsigned int vq_max;
1354
1355         sme_kernel_enable(NULL);
1356
1357         /*
1358          * Set the maximum possible VL.
1359          */
1360         write_sysreg_s(read_sysreg_s(SYS_SMCR_EL1) | SMCR_ELx_LEN_MASK,
1361                        SYS_SMCR_EL1);
1362
1363         smcr = read_sysreg_s(SYS_SMCR_EL1);
1364         smcr &= ~(u64)SMCR_ELx_LEN_MASK; /* Only the LEN field */
1365         vq_max = sve_vq_from_vl(sme_get_vl());
1366         smcr |= vq_max - 1; /* set LEN field to maximum effective value */
1367
1368         return smcr;
1369 }
1370
1371 void __init sme_setup(void)
1372 {
1373         struct vl_info *info = &vl_info[ARM64_VEC_SME];
1374         u64 smcr;
1375         int min_bit;
1376
1377         if (!system_supports_sme())
1378                 return;
1379
1380         /*
1381          * SME doesn't require any particular vector length be
1382          * supported but it does require at least one.  We should have
1383          * disabled the feature entirely while bringing up CPUs but
1384          * let's double check here.
1385          */
1386         WARN_ON(bitmap_empty(info->vq_map, SVE_VQ_MAX));
1387
1388         min_bit = find_last_bit(info->vq_map, SVE_VQ_MAX);
1389         info->min_vl = sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(min_bit));
1390
1391         smcr = read_sanitised_ftr_reg(SYS_SMCR_EL1);
1392         info->max_vl = sve_vl_from_vq((smcr & SMCR_ELx_LEN_MASK) + 1);
1393
1394         /*
1395          * Sanity-check that the max VL we determined through CPU features
1396          * corresponds properly to sme_vq_map.  If not, do our best:
1397          */
1398         if (WARN_ON(info->max_vl != find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SME,
1399                                                                  info->max_vl)))
1400                 info->max_vl = find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SME,
1401                                                             info->max_vl);
1402
1403         WARN_ON(info->min_vl > info->max_vl);
1404
1405         /*
1406          * For the default VL, pick the maximum supported value <= 32
1407          * (256 bits) if there is one since this is guaranteed not to
1408          * grow the signal frame when in streaming mode, otherwise the
1409          * minimum available VL will be used.
1410          */
1411         set_sme_default_vl(find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SME, 32));
1412
1413         pr_info("SME: minimum available vector length %u bytes per vector\n",
1414                 info->min_vl);
1415         pr_info("SME: maximum available vector length %u bytes per vector\n",
1416                 info->max_vl);
1417         pr_info("SME: default vector length %u bytes per vector\n",
1418                 get_sme_default_vl());
1419 }
1420
1421 #endif /* CONFIG_ARM64_SME */
1422
1423 static void sve_init_regs(void)
1424 {
1425         /*
1426          * Convert the FPSIMD state to SVE, zeroing all the state that
1427          * is not shared with FPSIMD. If (as is likely) the current
1428          * state is live in the registers then do this there and
1429          * update our metadata for the current task including
1430          * disabling the trap, otherwise update our in-memory copy.
1431          * We are guaranteed to not be in streaming mode, we can only
1432          * take a SVE trap when not in streaming mode and we can't be
1433          * in streaming mode when taking a SME trap.
1434          */
1435         if (!test_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE)) {
1436                 unsigned long vq_minus_one =
1437                         sve_vq_from_vl(task_get_sve_vl(current)) - 1;
1438                 sve_set_vq(vq_minus_one);
1439                 sve_flush_live(true, vq_minus_one);
1440                 fpsimd_bind_task_to_cpu();
1441         } else {
1442                 fpsimd_to_sve(current);
1443                 current->thread.fp_type = FP_STATE_SVE;
1444         }
1445 }
1446
1447 /*
1448  * Trapped SVE access
1449  *
1450  * Storage is allocated for the full SVE state, the current FPSIMD
1451  * register contents are migrated across, and the access trap is
1452  * disabled.
1453  *
1454  * TIF_SVE should be clear on entry: otherwise, fpsimd_restore_current_state()
1455  * would have disabled the SVE access trap for userspace during
1456  * ret_to_user, making an SVE access trap impossible in that case.
1457  */
1458 void do_sve_acc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1459 {
1460         /* Even if we chose not to use SVE, the hardware could still trap: */
1461         if (unlikely(!system_supports_sve()) || WARN_ON(is_compat_task())) {
1462                 force_signal_inject(SIGILL, ILL_ILLOPC, regs->pc, 0);
1463                 return;
1464         }
1465
1466         sve_alloc(current, true);
1467         if (!current->thread.sve_state) {
1468                 force_sig(SIGKILL);
1469                 return;
1470         }
1471
1472         get_cpu_fpsimd_context();
1473
1474         if (test_and_set_thread_flag(TIF_SVE))
1475                 WARN_ON(1); /* SVE access shouldn't have trapped */
1476
1477         /*
1478          * Even if the task can have used streaming mode we can only
1479          * generate SVE access traps in normal SVE mode and
1480          * transitioning out of streaming mode may discard any
1481          * streaming mode state.  Always clear the high bits to avoid
1482          * any potential errors tracking what is properly initialised.
1483          */
1484         sve_init_regs();
1485
1486         put_cpu_fpsimd_context();
1487 }
1488
1489 /*
1490  * Trapped SME access
1491  *
1492  * Storage is allocated for the full SVE and SME state, the current
1493  * FPSIMD register contents are migrated to SVE if SVE is not already
1494  * active, and the access trap is disabled.
1495  *
1496  * TIF_SME should be clear on entry: otherwise, fpsimd_restore_current_state()
1497  * would have disabled the SME access trap for userspace during
1498  * ret_to_user, making an SME access trap impossible in that case.
1499  */
1500 void do_sme_acc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1501 {
1502         /* Even if we chose not to use SME, the hardware could still trap: */
1503         if (unlikely(!system_supports_sme()) || WARN_ON(is_compat_task())) {
1504                 force_signal_inject(SIGILL, ILL_ILLOPC, regs->pc, 0);
1505                 return;
1506         }
1507
1508         /*
1509          * If this not a trap due to SME being disabled then something
1510          * is being used in the wrong mode, report as SIGILL.
1511          */
1512         if (ESR_ELx_ISS(esr) != ESR_ELx_SME_ISS_SME_DISABLED) {
1513                 force_signal_inject(SIGILL, ILL_ILLOPC, regs->pc, 0);
1514                 return;
1515         }
1516
1517         sve_alloc(current, false);
1518         sme_alloc(current, true);
1519         if (!current->thread.sve_state || !current->thread.sme_state) {
1520                 force_sig(SIGKILL);
1521                 return;
1522         }
1523
1524         get_cpu_fpsimd_context();
1525
1526         /* With TIF_SME userspace shouldn't generate any traps */
1527         if (test_and_set_thread_flag(TIF_SME))
1528                 WARN_ON(1);
1529
1530         if (!test_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE)) {
1531                 unsigned long vq_minus_one =
1532                         sve_vq_from_vl(task_get_sme_vl(current)) - 1;
1533                 sme_set_vq(vq_minus_one);
1534
1535                 fpsimd_bind_task_to_cpu();
1536         }
1537
1538         put_cpu_fpsimd_context();
1539 }
1540
1541 /*
1542  * Trapped FP/ASIMD access.
1543  */
1544 void do_fpsimd_acc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1545 {
1546         /* TODO: implement lazy context saving/restoring */
1547         WARN_ON(1);
1548 }
1549
1550 /*
1551  * Raise a SIGFPE for the current process.
1552  */
1553 void do_fpsimd_exc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1554 {
1555         unsigned int si_code = FPE_FLTUNK;
1556
1557         if (esr & ESR_ELx_FP_EXC_TFV) {
1558                 if (esr & FPEXC_IOF)
1559                         si_code = FPE_FLTINV;
1560                 else if (esr & FPEXC_DZF)
1561                         si_code = FPE_FLTDIV;
1562                 else if (esr & FPEXC_OFF)
1563                         si_code = FPE_FLTOVF;
1564                 else if (esr & FPEXC_UFF)
1565                         si_code = FPE_FLTUND;
1566                 else if (esr & FPEXC_IXF)
1567                         si_code = FPE_FLTRES;
1568         }
1569
1570         send_sig_fault(SIGFPE, si_code,
1571                        (void __user *)instruction_pointer(regs),
1572                        current);
1573 }
1574
1575 void fpsimd_thread_switch(struct task_struct *next)
1576 {
1577         bool wrong_task, wrong_cpu;
1578
1579         if (!system_supports_fpsimd())
1580                 return;
1581
1582         __get_cpu_fpsimd_context();
1583
1584         /* Save unsaved fpsimd state, if any: */
1585         fpsimd_save();
1586
1587         /*
1588          * Fix up TIF_FOREIGN_FPSTATE to correctly describe next's
1589          * state.  For kernel threads, FPSIMD registers are never loaded
1590          * and wrong_task and wrong_cpu will always be true.
1591          */
1592         wrong_task = __this_cpu_read(fpsimd_last_state.st) !=
1593                                         &next->thread.uw.fpsimd_state;
1594         wrong_cpu = next->thread.fpsimd_cpu != smp_processor_id();
1595
1596         update_tsk_thread_flag(next, TIF_FOREIGN_FPSTATE,
1597                                wrong_task || wrong_cpu);
1598
1599         __put_cpu_fpsimd_context();
1600 }
1601
1602 static void fpsimd_flush_thread_vl(enum vec_type type)
1603 {
1604         int vl, supported_vl;
1605
1606         /*
1607          * Reset the task vector length as required.  This is where we
1608          * ensure that all user tasks have a valid vector length
1609          * configured: no kernel task can become a user task without
1610          * an exec and hence a call to this function.  By the time the
1611          * first call to this function is made, all early hardware
1612          * probing is complete, so __sve_default_vl should be valid.
1613          * If a bug causes this to go wrong, we make some noise and
1614          * try to fudge thread.sve_vl to a safe value here.
1615          */
1616         vl = task_get_vl_onexec(current, type);
1617         if (!vl)
1618                 vl = get_default_vl(type);
1619
1620         if (WARN_ON(!sve_vl_valid(vl)))
1621                 vl = vl_info[type].min_vl;
1622
1623         supported_vl = find_supported_vector_length(type, vl);
1624         if (WARN_ON(supported_vl != vl))
1625                 vl = supported_vl;
1626
1627         task_set_vl(current, type, vl);
1628
1629         /*
1630          * If the task is not set to inherit, ensure that the vector
1631          * length will be reset by a subsequent exec:
1632          */
1633         if (!test_thread_flag(vec_vl_inherit_flag(type)))
1634                 task_set_vl_onexec(current, type, 0);
1635 }
1636
1637 void fpsimd_flush_thread(void)
1638 {
1639         void *sve_state = NULL;
1640         void *sme_state = NULL;
1641
1642         if (!system_supports_fpsimd())
1643                 return;
1644
1645         get_cpu_fpsimd_context();
1646
1647         fpsimd_flush_task_state(current);
1648         memset(&current->thread.uw.fpsimd_state, 0,
1649                sizeof(current->thread.uw.fpsimd_state));
1650
1651         if (system_supports_sve()) {
1652                 clear_thread_flag(TIF_SVE);
1653
1654                 /* Defer kfree() while in atomic context */
1655                 sve_state = current->thread.sve_state;
1656                 current->thread.sve_state = NULL;
1657
1658                 fpsimd_flush_thread_vl(ARM64_VEC_SVE);
1659         }
1660
1661         if (system_supports_sme()) {
1662                 clear_thread_flag(TIF_SME);
1663
1664                 /* Defer kfree() while in atomic context */
1665                 sme_state = current->thread.sme_state;
1666                 current->thread.sme_state = NULL;
1667
1668                 fpsimd_flush_thread_vl(ARM64_VEC_SME);
1669                 current->thread.svcr = 0;
1670         }
1671
1672         current->thread.fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
1673
1674         put_cpu_fpsimd_context();
1675         kfree(sve_state);
1676         kfree(sme_state);
1677 }
1678
1679 /*
1680  * Save the userland FPSIMD state of 'current' to memory, but only if the state
1681  * currently held in the registers does in fact belong to 'current'
1682  */
1683 void fpsimd_preserve_current_state(void)
1684 {
1685         if (!system_supports_fpsimd())
1686                 return;
1687
1688         get_cpu_fpsimd_context();
1689         fpsimd_save();
1690         put_cpu_fpsimd_context();
1691 }
1692
1693 /*
1694  * Like fpsimd_preserve_current_state(), but ensure that
1695  * current->thread.uw.fpsimd_state is updated so that it can be copied to
1696  * the signal frame.
1697  */
1698 void fpsimd_signal_preserve_current_state(void)
1699 {
1700         fpsimd_preserve_current_state();
1701         if (test_thread_flag(TIF_SVE))
1702                 sve_to_fpsimd(current);
1703 }
1704
1705 /*
1706  * Called by KVM when entering the guest.
1707  */
1708 void fpsimd_kvm_prepare(void)
1709 {
1710         if (!system_supports_sve())
1711                 return;
1712
1713         /*
1714          * KVM does not save host SVE state since we can only enter
1715          * the guest from a syscall so the ABI means that only the
1716          * non-saved SVE state needs to be saved.  If we have left
1717          * SVE enabled for performance reasons then update the task
1718          * state to be FPSIMD only.
1719          */
1720         get_cpu_fpsimd_context();
1721
1722         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_SVE)) {
1723                 sve_to_fpsimd(current);
1724                 current->thread.fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
1725         }
1726
1727         put_cpu_fpsimd_context();
1728 }
1729
1730 /*
1731  * Associate current's FPSIMD context with this cpu
1732  * The caller must have ownership of the cpu FPSIMD context before calling
1733  * this function.
1734  */
1735 static void fpsimd_bind_task_to_cpu(void)
1736 {
1737         struct cpu_fp_state *last = this_cpu_ptr(&fpsimd_last_state);
1738
1739         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
1740         last->st = &current->thread.uw.fpsimd_state;
1741         last->sve_state = current->thread.sve_state;
1742         last->sme_state = current->thread.sme_state;
1743         last->sve_vl = task_get_sve_vl(current);
1744         last->sme_vl = task_get_sme_vl(current);
1745         last->svcr = &current->thread.svcr;
1746         last->fp_type = &current->thread.fp_type;
1747         last->to_save = FP_STATE_CURRENT;
1748         current->thread.fpsimd_cpu = smp_processor_id();
1749
1750         /*
1751          * Toggle SVE and SME trapping for userspace if needed, these
1752          * are serialsied by ret_to_user().
1753          */
1754         if (system_supports_sme()) {
1755                 if (test_thread_flag(TIF_SME))
1756                         sme_user_enable();
1757                 else
1758                         sme_user_disable();
1759         }
1760
1761         if (system_supports_sve()) {
1762                 if (test_thread_flag(TIF_SVE))
1763                         sve_user_enable();
1764                 else
1765                         sve_user_disable();
1766         }
1767 }
1768
1769 void fpsimd_bind_state_to_cpu(struct cpu_fp_state *state)
1770 {
1771         struct cpu_fp_state *last = this_cpu_ptr(&fpsimd_last_state);
1772
1773         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
1774         WARN_ON(!in_softirq() && !irqs_disabled());
1775
1776         *last = *state;
1777 }
1778
1779 /*
1780  * Load the userland FPSIMD state of 'current' from memory, but only if the
1781  * FPSIMD state already held in the registers is /not/ the most recent FPSIMD
1782  * state of 'current'.  This is called when we are preparing to return to
1783  * userspace to ensure that userspace sees a good register state.
1784  */
1785 void fpsimd_restore_current_state(void)
1786 {
1787         /*
1788          * For the tasks that were created before we detected the absence of
1789          * FP/SIMD, the TIF_FOREIGN_FPSTATE could be set via fpsimd_thread_switch(),
1790          * e.g, init. This could be then inherited by the children processes.
1791          * If we later detect that the system doesn't support FP/SIMD,
1792          * we must clear the flag for  all the tasks to indicate that the
1793          * FPSTATE is clean (as we can't have one) to avoid looping for ever in
1794          * do_notify_resume().
1795          */
1796         if (!system_supports_fpsimd()) {
1797                 clear_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1798                 return;
1799         }
1800
1801         get_cpu_fpsimd_context();
1802
1803         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE)) {
1804                 task_fpsimd_load();
1805                 fpsimd_bind_task_to_cpu();
1806         }
1807
1808         put_cpu_fpsimd_context();
1809 }
1810
1811 /*
1812  * Load an updated userland FPSIMD state for 'current' from memory and set the
1813  * flag that indicates that the FPSIMD register contents are the most recent
1814  * FPSIMD state of 'current'. This is used by the signal code to restore the
1815  * register state when returning from a signal handler in FPSIMD only cases,
1816  * any SVE context will be discarded.
1817  */
1818 void fpsimd_update_current_state(struct user_fpsimd_state const *state)
1819 {
1820         if (WARN_ON(!system_supports_fpsimd()))
1821                 return;
1822
1823         get_cpu_fpsimd_context();
1824
1825         current->thread.uw.fpsimd_state = *state;
1826         if (test_thread_flag(TIF_SVE))
1827                 fpsimd_to_sve(current);
1828
1829         task_fpsimd_load();
1830         fpsimd_bind_task_to_cpu();
1831
1832         clear_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1833
1834         put_cpu_fpsimd_context();
1835 }
1836
1837 /*
1838  * Invalidate live CPU copies of task t's FPSIMD state
1839  *
1840  * This function may be called with preemption enabled.  The barrier()
1841  * ensures that the assignment to fpsimd_cpu is visible to any
1842  * preemption/softirq that could race with set_tsk_thread_flag(), so
1843  * that TIF_FOREIGN_FPSTATE cannot be spuriously re-cleared.
1844  *
1845  * The final barrier ensures that TIF_FOREIGN_FPSTATE is seen set by any
1846  * subsequent code.
1847  */
1848 void fpsimd_flush_task_state(struct task_struct *t)
1849 {
1850         t->thread.fpsimd_cpu = NR_CPUS;
1851         /*
1852          * If we don't support fpsimd, bail out after we have
1853          * reset the fpsimd_cpu for this task and clear the
1854          * FPSTATE.
1855          */
1856         if (!system_supports_fpsimd())
1857                 return;
1858         barrier();
1859         set_tsk_thread_flag(t, TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1860
1861         barrier();
1862 }
1863
1864 /*
1865  * Invalidate any task's FPSIMD state that is present on this cpu.
1866  * The FPSIMD context should be acquired with get_cpu_fpsimd_context()
1867  * before calling this function.
1868  */
1869 static void fpsimd_flush_cpu_state(void)
1870 {
1871         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
1872         __this_cpu_write(fpsimd_last_state.st, NULL);
1873
1874         /*
1875          * Leaving streaming mode enabled will cause issues for any kernel
1876          * NEON and leaving streaming mode or ZA enabled may increase power
1877          * consumption.
1878          */
1879         if (system_supports_sme())
1880                 sme_smstop();
1881
1882         set_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1883 }
1884
1885 /*
1886  * Save the FPSIMD state to memory and invalidate cpu view.
1887  * This function must be called with preemption disabled.
1888  */
1889 void fpsimd_save_and_flush_cpu_state(void)
1890 {
1891         if (!system_supports_fpsimd())
1892                 return;
1893         WARN_ON(preemptible());
1894         __get_cpu_fpsimd_context();
1895         fpsimd_save();
1896         fpsimd_flush_cpu_state();
1897         __put_cpu_fpsimd_context();
1898 }
1899
1900 #ifdef CONFIG_KERNEL_MODE_NEON
1901
1902 /*
1903  * Kernel-side NEON support functions
1904  */
1905
1906 /*
1907  * kernel_neon_begin(): obtain the CPU FPSIMD registers for use by the calling
1908  * context
1909  *
1910  * Must not be called unless may_use_simd() returns true.
1911  * Task context in the FPSIMD registers is saved back to memory as necessary.
1912  *
1913  * A matching call to kernel_neon_end() must be made before returning from the
1914  * calling context.
1915  *
1916  * The caller may freely use the FPSIMD registers until kernel_neon_end() is
1917  * called.
1918  */
1919 void kernel_neon_begin(void)
1920 {
1921         if (WARN_ON(!system_supports_fpsimd()))
1922                 return;
1923
1924         BUG_ON(!may_use_simd());
1925
1926         get_cpu_fpsimd_context();
1927
1928         /* Save unsaved fpsimd state, if any: */
1929         fpsimd_save();
1930
1931         /* Invalidate any task state remaining in the fpsimd regs: */
1932         fpsimd_flush_cpu_state();
1933 }
1934 EXPORT_SYMBOL_GPL(kernel_neon_begin);
1935
1936 /*
1937  * kernel_neon_end(): give the CPU FPSIMD registers back to the current task
1938  *
1939  * Must be called from a context in which kernel_neon_begin() was previously
1940  * called, with no call to kernel_neon_end() in the meantime.
1941  *
1942  * The caller must not use the FPSIMD registers after this function is called,
1943  * unless kernel_neon_begin() is called again in the meantime.
1944  */
1945 void kernel_neon_end(void)
1946 {
1947         if (!system_supports_fpsimd())
1948                 return;
1949
1950         put_cpu_fpsimd_context();
1951 }
1952 EXPORT_SYMBOL_GPL(kernel_neon_end);
1953
1954 #ifdef CONFIG_EFI
1955
1956 static DEFINE_PER_CPU(struct user_fpsimd_state, efi_fpsimd_state);
1957 static DEFINE_PER_CPU(bool, efi_fpsimd_state_used);
1958 static DEFINE_PER_CPU(bool, efi_sve_state_used);
1959 static DEFINE_PER_CPU(bool, efi_sm_state);
1960
1961 /*
1962  * EFI runtime services support functions
1963  *
1964  * The ABI for EFI runtime services allows EFI to use FPSIMD during the call.
1965  * This means that for EFI (and only for EFI), we have to assume that FPSIMD
1966  * is always used rather than being an optional accelerator.
1967  *
1968  * These functions provide the necessary support for ensuring FPSIMD
1969  * save/restore in the contexts from which EFI is used.
1970  *
1971  * Do not use them for any other purpose -- if tempted to do so, you are
1972  * either doing something wrong or you need to propose some refactoring.
1973  */
1974
1975 /*
1976  * __efi_fpsimd_begin(): prepare FPSIMD for making an EFI runtime services call
1977  */
1978 void __efi_fpsimd_begin(void)
1979 {
1980         if (!system_supports_fpsimd())
1981                 return;
1982
1983         WARN_ON(preemptible());
1984
1985         if (may_use_simd()) {
1986                 kernel_neon_begin();
1987         } else {
1988                 /*
1989                  * If !efi_sve_state, SVE can't be in use yet and doesn't need
1990                  * preserving:
1991                  */
1992                 if (system_supports_sve() && likely(efi_sve_state)) {
1993                         char *sve_state = this_cpu_ptr(efi_sve_state);
1994                         bool ffr = true;
1995                         u64 svcr;
1996
1997                         __this_cpu_write(efi_sve_state_used, true);
1998
1999                         if (system_supports_sme()) {
2000                                 svcr = read_sysreg_s(SYS_SVCR);
2001
2002                                 __this_cpu_write(efi_sm_state,
2003                                                  svcr & SVCR_SM_MASK);
2004
2005                                 /*
2006                                  * Unless we have FA64 FFR does not
2007                                  * exist in streaming mode.
2008                                  */
2009                                 if (!system_supports_fa64())
2010                                         ffr = !(svcr & SVCR_SM_MASK);
2011                         }
2012
2013                         sve_save_state(sve_state + sve_ffr_offset(sve_max_vl()),
2014                                        &this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state)->fpsr,
2015                                        ffr);
2016
2017                         if (system_supports_sme())
2018                                 sysreg_clear_set_s(SYS_SVCR,
2019                                                    SVCR_SM_MASK, 0);
2020
2021                 } else {
2022                         fpsimd_save_state(this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state));
2023                 }
2024
2025                 __this_cpu_write(efi_fpsimd_state_used, true);
2026         }
2027 }
2028
2029 /*
2030  * __efi_fpsimd_end(): clean up FPSIMD after an EFI runtime services call
2031  */
2032 void __efi_fpsimd_end(void)
2033 {
2034         if (!system_supports_fpsimd())
2035                 return;
2036
2037         if (!__this_cpu_xchg(efi_fpsimd_state_used, false)) {
2038                 kernel_neon_end();
2039         } else {
2040                 if (system_supports_sve() &&
2041                     likely(__this_cpu_read(efi_sve_state_used))) {
2042                         char const *sve_state = this_cpu_ptr(efi_sve_state);
2043                         bool ffr = true;
2044
2045                         /*
2046                          * Restore streaming mode; EFI calls are
2047                          * normal function calls so should not return in
2048                          * streaming mode.
2049                          */
2050                         if (system_supports_sme()) {
2051                                 if (__this_cpu_read(efi_sm_state)) {
2052                                         sysreg_clear_set_s(SYS_SVCR,
2053                                                            0,
2054                                                            SVCR_SM_MASK);
2055
2056                                         /*
2057                                          * Unless we have FA64 FFR does not
2058                                          * exist in streaming mode.
2059                                          */
2060                                         if (!system_supports_fa64())
2061                                                 ffr = false;
2062                                 }
2063                         }
2064
2065                         sve_load_state(sve_state + sve_ffr_offset(sve_max_vl()),
2066                                        &this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state)->fpsr,
2067                                        ffr);
2068
2069                         __this_cpu_write(efi_sve_state_used, false);
2070                 } else {
2071                         fpsimd_load_state(this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state));
2072                 }
2073         }
2074 }
2075
2076 #endif /* CONFIG_EFI */
2077
2078 #endif /* CONFIG_KERNEL_MODE_NEON */
2079
2080 #ifdef CONFIG_CPU_PM
2081 static int fpsimd_cpu_pm_notifier(struct notifier_block *self,
2082                                   unsigned long cmd, void *v)
2083 {
2084         switch (cmd) {
2085         case CPU_PM_ENTER:
2086                 fpsimd_save_and_flush_cpu_state();
2087                 break;
2088         case CPU_PM_EXIT:
2089                 break;
2090         case CPU_PM_ENTER_FAILED:
2091         default:
2092                 return NOTIFY_DONE;
2093         }
2094         return NOTIFY_OK;
2095 }
2096
2097 static struct notifier_block fpsimd_cpu_pm_notifier_block = {
2098         .notifier_call = fpsimd_cpu_pm_notifier,
2099 };
2100
2101 static void __init fpsimd_pm_init(void)
2102 {
2103         cpu_pm_register_notifier(&fpsimd_cpu_pm_notifier_block);
2104 }
2105
2106 #else
2107 static inline void fpsimd_pm_init(void) { }
2108 #endif /* CONFIG_CPU_PM */
2109
2110 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2111 static int fpsimd_cpu_dead(unsigned int cpu)
2112 {
2113         per_cpu(fpsimd_last_state.st, cpu) = NULL;
2114         return 0;
2115 }
2116
2117 static inline void fpsimd_hotplug_init(void)
2118 {
2119         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_ARM64_FPSIMD_DEAD, "arm64/fpsimd:dead",
2120                                   NULL, fpsimd_cpu_dead);
2121 }
2122
2123 #else
2124 static inline void fpsimd_hotplug_init(void) { }
2125 #endif
2126
2127 /*
2128  * FP/SIMD support code initialisation.
2129  */
2130 static int __init fpsimd_init(void)
2131 {
2132         if (cpu_have_named_feature(FP)) {
2133                 fpsimd_pm_init();
2134                 fpsimd_hotplug_init();
2135         } else {
2136                 pr_notice("Floating-point is not implemented\n");
2137         }
2138
2139         if (!cpu_have_named_feature(ASIMD))
2140                 pr_notice("Advanced SIMD is not implemented\n");
2141
2142
2143         sve_sysctl_init();
2144         sme_sysctl_init();
2145
2146         return 0;
2147 }
2148 core_initcall(fpsimd_init);