arch/powerpc/include/asm/processor.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
   2 #ifndef _ASM_POWERPC_PROCESSOR_H
   3 #define _ASM_POWERPC_PROCESSOR_H
   4
   5 /*
   6  * Copyright (C) 2001 PPC 64 Team, IBM Corp
   7  */
   8
   9 #include <asm/reg.h>
  10
  11 #ifdef CONFIG_VSX
  12 #define TS_FPRWIDTH 2
  13
  14 #ifdef __BIG_ENDIAN__
  15 #define TS_FPROFFSET 0
  16 #define TS_VSRLOWOFFSET 1
  17 #else
  18 #define TS_FPROFFSET 1
  19 #define TS_VSRLOWOFFSET 0
  20 #endif
  21
  22 #else
  23 #define TS_FPRWIDTH 1
  24 #define TS_FPROFFSET 0
  25 #endif
  26
  27 #ifdef CONFIG_PPC64
  28 /* Default SMT priority is set to 3. Use 11- 13bits to save priority. */
  29 #define PPR_PRIORITY 3
  30 #ifdef __ASSEMBLY__
  31 #define DEFAULT_PPR (PPR_PRIORITY << 50)
  32 #else
  33 #define DEFAULT_PPR ((u64)PPR_PRIORITY << 50)
  34 #endif /* __ASSEMBLY__ */
  35 #endif /* CONFIG_PPC64 */
  36
  37 #ifndef __ASSEMBLY__
  38 #include <linux/types.h>
  39 #include <linux/thread_info.h>
  40 #include <asm/ptrace.h>
  41 #include <asm/hw_breakpoint.h>
  42
  43 /* We do _not_ want to define new machine types at all, those must die
  44  * in favor of using the device-tree
  45  * -- BenH.
  46  */
  47
  48 /* PREP sub-platform types. Unused */
  49 #define _PREP_Motorola  0x01    /* motorola prep */
  50 #define _PREP_Firm      0x02    /* firmworks prep */
  51 #define _PREP_IBM       0x00    /* ibm prep */
  52 #define _PREP_Bull      0x03    /* bull prep */
  53
  54 /* CHRP sub-platform types. These are arbitrary */
  55 #define _CHRP_Motorola  0x04    /* motorola chrp, the cobra */
  56 #define _CHRP_IBM       0x05    /* IBM chrp, the longtrail and longtrail 2 */
  57 #define _CHRP_Pegasos   0x06    /* Genesi/bplan's Pegasos and Pegasos2 */
  58 #define _CHRP_briq      0x07    /* TotalImpact's briQ */
  59
  60 #if defined(__KERNEL__) && defined(CONFIG_PPC32)
  61
  62 extern int _chrp_type;
  63
  64 #endif /* defined(__KERNEL__) && defined(CONFIG_PPC32) */
  65
  66 /* Macros for adjusting thread priority (hardware multi-threading) */
  67 #define HMT_very_low()   asm volatile("or 31,31,31   # very low priority")
  68 #define HMT_low()        asm volatile("or 1,1,1      # low priority")
  69 #define HMT_medium_low() asm volatile("or 6,6,6      # medium low priority")
  70 #define HMT_medium()     asm volatile("or 2,2,2      # medium priority")
  71 #define HMT_medium_high() asm volatile("or 5,5,5      # medium high priority")
  72 #define HMT_high()       asm volatile("or 3,3,3      # high priority")
  73
  74 #ifdef __KERNEL__
  75
  76 #ifdef CONFIG_PPC64
  77 #include <asm/task_size_64.h>
  78 #else
  79 #include <asm/task_size_32.h>
  80 #endif
  81
  82 struct task_struct;
  83 void start_thread(struct pt_regs *regs, unsigned long fdptr, unsigned long sp);
  84 void release_thread(struct task_struct *);
  85
  86 typedef struct {
  87         unsigned long seg;
  88 } mm_segment_t;
  89
  90 #define TS_FPR(i) fp_state.fpr[i][TS_FPROFFSET]
  91 #define TS_CKFPR(i) ckfp_state.fpr[i][TS_FPROFFSET]
  92
  93 /* FP and VSX 0-31 register set */
  94 struct thread_fp_state {
  95         u64     fpr[32][TS_FPRWIDTH] __attribute__((aligned(16)));
  96         u64     fpscr;          /* Floating point status */
  97 };
  98
  99 /* Complete AltiVec register set including VSCR */
 100 struct thread_vr_state {
 101         vector128       vr[32] __attribute__((aligned(16)));
 102         vector128       vscr __attribute__((aligned(16)));
 103 };
 104
 105 struct debug_reg {
 106 #ifdef CONFIG_PPC_ADV_DEBUG_REGS
 107         /*
 108          * The following help to manage the use of Debug Control Registers
 109          * om the BookE platforms.
 110          */
 111         uint32_t        dbcr0;
 112         uint32_t        dbcr1;
 113 #ifdef CONFIG_BOOKE
 114         uint32_t        dbcr2;
 115 #endif
 116         /*
 117          * The stored value of the DBSR register will be the value at the
 118          * last debug interrupt. This register can only be read from the
 119          * user (will never be written to) and has value while helping to
 120          * describe the reason for the last debug trap.  Torez
 121          */
 122         uint32_t        dbsr;
 123         /*
 124          * The following will contain addresses used by debug applications
 125          * to help trace and trap on particular address locations.
 126          * The bits in the Debug Control Registers above help define which
 127          * of the following registers will contain valid data and/or addresses.
 128          */
 129         unsigned long   iac1;
 130         unsigned long   iac2;
 131 #if CONFIG_PPC_ADV_DEBUG_IACS > 2
 132         unsigned long   iac3;
 133         unsigned long   iac4;
 134 #endif
 135         unsigned long   dac1;
 136         unsigned long   dac2;
 137 #if CONFIG_PPC_ADV_DEBUG_DVCS > 0
 138         unsigned long   dvc1;
 139         unsigned long   dvc2;
 140 #endif
 141 #endif
 142 };
 143
 144 struct thread_struct {
 145         unsigned long   ksp;            /* Kernel stack pointer */
 146
 147 #ifdef CONFIG_PPC64
 148         unsigned long   ksp_vsid;
 149 #endif
 150         struct pt_regs  *regs;          /* Pointer to saved register state */
 151         mm_segment_t    addr_limit;     /* for get_fs() validation */
 152 #ifdef CONFIG_BOOKE
 153         /* BookE base exception scratch space; align on cacheline */
 154         unsigned long   normsave[8] ____cacheline_aligned;
 155 #endif
 156 #ifdef CONFIG_PPC32
 157         void            *pgdir;         /* root of page-table tree */
 158         unsigned long   ksp_limit;      /* if ksp <= ksp_limit stack overflow */
 159 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
 160         unsigned long   rtas_sp;        /* stack pointer for when in RTAS */
 161 #endif
 162 #endif
 163 #if defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_32) && defined(CONFIG_PPC_KUAP)
 164         unsigned long   kuap;           /* opened segments for user access */
 165 #endif
 166 #ifdef CONFIG_VMAP_STACK
 167         unsigned long   srr0;
 168         unsigned long   srr1;
 169         unsigned long   dar;
 170         unsigned long   dsisr;
 171 #endif
 172         /* Debug Registers */
 173         struct debug_reg debug;
 174         struct thread_fp_state  fp_state;
 175         struct thread_fp_state  *fp_save_area;
 176         int             fpexc_mode;     /* floating-point exception mode */
 177         unsigned int    align_ctl;      /* alignment handling control */
 178 #ifdef CONFIG_HAVE_HW_BREAKPOINT
 179         struct perf_event *ptrace_bps[HBP_NUM];
 180         /*
 181          * Helps identify source of single-step exception and subsequent
 182          * hw-breakpoint enablement
 183          */
 184         struct perf_event *last_hit_ubp;
 185 #endif /* CONFIG_HAVE_HW_BREAKPOINT */
 186         struct arch_hw_breakpoint hw_brk; /* info on the hardware breakpoint */
 187         unsigned long   trap_nr;        /* last trap # on this thread */
 188         u8 load_slb;                    /* Ages out SLB preload cache entries */
 189         u8 load_fp;
 190 #ifdef CONFIG_ALTIVEC
 191         u8 load_vec;
 192         struct thread_vr_state vr_state;
 193         struct thread_vr_state *vr_save_area;
 194         unsigned long   vrsave;
 195         int             used_vr;        /* set if process has used altivec */
 196 #endif /* CONFIG_ALTIVEC */
 197 #ifdef CONFIG_VSX
 198         /* VSR status */
 199         int             used_vsr;       /* set if process has used VSX */
 200 #endif /* CONFIG_VSX */
 201 #ifdef CONFIG_SPE
 202         unsigned long   evr[32];        /* upper 32-bits of SPE regs */
 203         u64             acc;            /* Accumulator */
 204         unsigned long   spefscr;        /* SPE & eFP status */
 205         unsigned long   spefscr_last;   /* SPEFSCR value on last prctl
 206                                            call or trap return */
 207         int             used_spe;       /* set if process has used spe */
 208 #endif /* CONFIG_SPE */
 209 #ifdef CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM
 210         u8      load_tm;
 211         u64             tm_tfhar;       /* Transaction fail handler addr */
 212         u64             tm_texasr;      /* Transaction exception & summary */
 213         u64             tm_tfiar;       /* Transaction fail instr address reg */
 214         struct pt_regs  ckpt_regs;      /* Checkpointed registers */
 215
 216         unsigned long   tm_tar;
 217         unsigned long   tm_ppr;
 218         unsigned long   tm_dscr;
 219
 220         /*
 221          * Checkpointed FP and VSX 0-31 register set.
 222          *
 223          * When a transaction is active/signalled/scheduled etc., *regs is the
 224          * most recent set of/speculated GPRs with ckpt_regs being the older
 225          * checkpointed regs to which we roll back if transaction aborts.
 226          *
 227          * These are analogous to how ckpt_regs and pt_regs work
 228          */
 229         struct thread_fp_state ckfp_state; /* Checkpointed FP state */
 230         struct thread_vr_state ckvr_state; /* Checkpointed VR state */
 231         unsigned long   ckvrsave; /* Checkpointed VRSAVE */
 232 #endif /* CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM */
 233 #ifdef CONFIG_PPC_MEM_KEYS
 234         unsigned long   amr;
 235         unsigned long   iamr;
 236         unsigned long   uamor;
 237 #endif
 238 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_32_HANDLER
 239         void*           kvm_shadow_vcpu; /* KVM internal data */
 240 #endif /* CONFIG_KVM_BOOK3S_32_HANDLER */
 241 #if defined(CONFIG_KVM) && defined(CONFIG_BOOKE)
 242         struct kvm_vcpu *kvm_vcpu;
 243 #endif
 244 #ifdef CONFIG_PPC64
 245         unsigned long   dscr;
 246         unsigned long   fscr;
 247         /*
 248          * This member element dscr_inherit indicates that the process
 249          * has explicitly attempted and changed the DSCR register value
 250          * for itself. Hence kernel wont use the default CPU DSCR value
 251          * contained in the PACA structure anymore during process context
 252          * switch. Once this variable is set, this behaviour will also be
 253          * inherited to all the children of this process from that point
 254          * onwards.
 255          */
 256         int             dscr_inherit;
 257         unsigned long   tidr;
 258 #endif
 259 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 260         unsigned long   tar;
 261         unsigned long   ebbrr;
 262         unsigned long   ebbhr;
 263         unsigned long   bescr;
 264         unsigned long   siar;
 265         unsigned long   sdar;
 266         unsigned long   sier;
 267         unsigned long   mmcr2;
 268         unsigned        mmcr0;
 269
 270         unsigned        used_ebb;
 271         unsigned int    used_vas;
 272 #endif
 273 };
 274
 275 #define ARCH_MIN_TASKALIGN 16
 276
 277 #define INIT_SP         (sizeof(init_stack) + (unsigned long) &init_stack)
 278 #define INIT_SP_LIMIT   ((unsigned long)&init_stack)
 279
 280 #ifdef CONFIG_SPE
 281 #define SPEFSCR_INIT \
 282         .spefscr = SPEFSCR_FINVE | SPEFSCR_FDBZE | SPEFSCR_FUNFE | SPEFSCR_FOVFE, \
 283         .spefscr_last = SPEFSCR_FINVE | SPEFSCR_FDBZE | SPEFSCR_FUNFE | SPEFSCR_FOVFE,
 284 #else
 285 #define SPEFSCR_INIT
 286 #endif
 287
 288 #ifdef CONFIG_PPC32
 289 #define INIT_THREAD { \
 290         .ksp = INIT_SP, \
 291         .ksp_limit = INIT_SP_LIMIT, \
 292         .addr_limit = KERNEL_DS, \
 293         .pgdir = swapper_pg_dir, \
 294         .fpexc_mode = MSR_FE0 | MSR_FE1, \
 295         SPEFSCR_INIT \
 296 }
 297 #else
 298 #define INIT_THREAD  { \
 299         .ksp = INIT_SP, \
 300         .regs = (struct pt_regs *)INIT_SP - 1, /* XXX bogus, I think */ \
 301         .addr_limit = KERNEL_DS, \
 302         .fpexc_mode = 0, \
 303         .fscr = FSCR_TAR | FSCR_EBB \
 304 }
 305 #endif
 306
 307 #define task_pt_regs(tsk)       ((struct pt_regs *)(tsk)->thread.regs)
 308
 309 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p);
 310
 311 #define KSTK_EIP(tsk)  ((tsk)->thread.regs? (tsk)->thread.regs->nip: 0)
 312 #define KSTK_ESP(tsk)  ((tsk)->thread.regs? (tsk)->thread.regs->gpr[1]: 0)
 313
 314 /* Get/set floating-point exception mode */
 315 #define GET_FPEXC_CTL(tsk, adr) get_fpexc_mode((tsk), (adr))
 316 #define SET_FPEXC_CTL(tsk, val) set_fpexc_mode((tsk), (val))
 317
 318 extern int get_fpexc_mode(struct task_struct *tsk, unsigned long adr);
 319 extern int set_fpexc_mode(struct task_struct *tsk, unsigned int val);
 320
 321 #define GET_ENDIAN(tsk, adr) get_endian((tsk), (adr))
 322 #define SET_ENDIAN(tsk, val) set_endian((tsk), (val))
 323
 324 extern int get_endian(struct task_struct *tsk, unsigned long adr);
 325 extern int set_endian(struct task_struct *tsk, unsigned int val);
 326
 327 #define GET_UNALIGN_CTL(tsk, adr)       get_unalign_ctl((tsk), (adr))
 328 #define SET_UNALIGN_CTL(tsk, val)       set_unalign_ctl((tsk), (val))
 329
 330 extern int get_unalign_ctl(struct task_struct *tsk, unsigned long adr);
 331 extern int set_unalign_ctl(struct task_struct *tsk, unsigned int val);
 332
 333 extern void load_fp_state(struct thread_fp_state *fp);
 334 extern void store_fp_state(struct thread_fp_state *fp);
 335 extern void load_vr_state(struct thread_vr_state *vr);
 336 extern void store_vr_state(struct thread_vr_state *vr);
 337
 338 static inline unsigned int __unpack_fe01(unsigned long msr_bits)
 339 {
 340         return ((msr_bits & MSR_FE0) >> 10) | ((msr_bits & MSR_FE1) >> 8);
 341 }
 342
 343 static inline unsigned long __pack_fe01(unsigned int fpmode)
 344 {
 345         return ((fpmode << 10) & MSR_FE0) | ((fpmode << 8) & MSR_FE1);
 346 }
 347
 348 #ifdef CONFIG_PPC64
 349 #define cpu_relax()     do { HMT_low(); HMT_medium(); barrier(); } while (0)
 350
 351 #define spin_begin()    HMT_low()
 352
 353 #define spin_cpu_relax()        barrier()
 354
 355 #define spin_end()      HMT_medium()
 356
 357 #define spin_until_cond(cond)                                   \
 358 do {                                                            \
 359         if (unlikely(!(cond))) {                                \
 360                 spin_begin();                                   \
 361                 do {                                            \
 362                         spin_cpu_relax();                       \
 363                 } while (!(cond));                              \
 364                 spin_end();                                     \
 365         }                                                       \
 366 } while (0)
 367
 368 #else
 369 #define cpu_relax()     barrier()
 370 #endif
 371
 372 /* Check that a certain kernel stack pointer is valid in task_struct p */
 373 int validate_sp(unsigned long sp, struct task_struct *p,
 374                        unsigned long nbytes);
 375
 376 /*
 377  * Prefetch macros.
 378  */
 379 #define ARCH_HAS_PREFETCH
 380 #define ARCH_HAS_PREFETCHW
 381 #define ARCH_HAS_SPINLOCK_PREFETCH
 382
 383 static inline void prefetch(const void *x)
 384 {
 385         if (unlikely(!x))
 386                 return;
 387
 388         __asm__ __volatile__ ("dcbt 0,%0" : : "r" (x));
 389 }
 390
 391 static inline void prefetchw(const void *x)
 392 {
 393         if (unlikely(!x))
 394                 return;
 395
 396         __asm__ __volatile__ ("dcbtst 0,%0" : : "r" (x));
 397 }
 398
 399 #define spin_lock_prefetch(x)   prefetchw(x)
 400
 401 #define HAVE_ARCH_PICK_MMAP_LAYOUT
 402
 403 #ifdef CONFIG_PPC64
 404 static inline unsigned long get_clean_sp(unsigned long sp, int is_32)
 405 {
 406         if (is_32)
 407                 return sp & 0x0ffffffffUL;
 408         return sp;
 409 }
 410 #else
 411 static inline unsigned long get_clean_sp(unsigned long sp, int is_32)
 412 {
 413         return sp;
 414 }
 415 #endif
 416
 417 /* asm stubs */
 418 extern unsigned long isa300_idle_stop_noloss(unsigned long psscr_val);
 419 extern unsigned long isa300_idle_stop_mayloss(unsigned long psscr_val);
 420 extern unsigned long isa206_idle_insn_mayloss(unsigned long type);
 421 #ifdef CONFIG_PPC_970_NAP
 422 extern void power4_idle_nap(void);
 423 #endif
 424
 425 extern unsigned long cpuidle_disable;
 426 enum idle_boot_override {IDLE_NO_OVERRIDE = 0, IDLE_POWERSAVE_OFF};
 427
 428 extern int powersave_nap;       /* set if nap mode can be used in idle loop */
 429
 430 extern void power7_idle_type(unsigned long type);
 431 extern void power9_idle_type(unsigned long stop_psscr_val,
 432                               unsigned long stop_psscr_mask);
 433
 434 extern void flush_instruction_cache(void);
 435 extern void hard_reset_now(void);
 436 extern void poweroff_now(void);
 437 extern int fix_alignment(struct pt_regs *);
 438 extern void cvt_fd(float *from, double *to);
 439 extern void cvt_df(double *from, float *to);
 440 extern void _nmask_and_or_msr(unsigned long nmask, unsigned long or_val);
 441
 442 #ifdef CONFIG_PPC64
 443 /*
 444  * We handle most unaligned accesses in hardware. On the other hand
 445  * unaligned DMA can be very expensive on some ppc64 IO chips (it does
 446  * powers of 2 writes until it reaches sufficient alignment).
 447  *
 448  * Based on this we disable the IP header alignment in network drivers.
 449  */
 450 #define NET_IP_ALIGN    0
 451 #endif
 452
 453 #endif /* __KERNEL__ */
 454 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 455 #endif /* _ASM_POWERPC_PROCESSOR_H */