arm64: smccc: Support SMCCC v1.3 SVE register saving hint
authorMark Brown <broonie@kernel.org>
Thu, 3 Jun 2021 18:41:18 +0000 (19:41 +0100)
committerWill Deacon <will@kernel.org>
Tue, 8 Jun 2021 13:00:12 +0000 (14:00 +0100)
SMCCC v1.2 requires that all SVE state be preserved over SMC calls which
introduces substantial overhead in the common case where there is no SVE
state in the registers. To avoid this SMCCC v1.3 introduces a flag which
allows the caller to say that there is no state that needs to be preserved
in the registers. Make use of this flag, setting it if the SMCCC version
indicates support for it and the TIF_ flags indicate that there is no live
SVE state in the registers, this avoids placing any constraints on when
SMCCC calls can be done or triggering extra saving and reloading of SVE
register state in the kernel.

This would be straightforward enough except for the rather entertaining
inline assembly we use to do SMCCC v1.1 calls to allow us to take advantage
of the limited number of registers it clobbers. Deal with this by having a
function which we call immediately before issuing the SMCCC call to make
our checks and set the flag. Using alternatives the overhead if SVE is
supported but not detected at runtime can be reduced to a single NOP.

Signed-off-by: Mark Brown <broonie@kernel.org>
Reviewed-by: Ard Biesheuvel <ardb@kernel.org>
Reviewed-by: Marc Zyngier <maz@kernel.org>
Link: https://lore.kernel.org/r/20210603184118.15090-1-broonie@kernel.org
Signed-off-by: Will Deacon <will@kernel.org>
arch/arm64/kernel/smccc-call.S
drivers/firmware/smccc/smccc.c
include/linux/arm-smccc.h

index 2def9d0..d3d37f9 100644 (file)
@@ -7,8 +7,34 @@
 
 #include <asm/asm-offsets.h>
 #include <asm/assembler.h>
+#include <asm/thread_info.h>
+
+/*
+ * If we have SMCCC v1.3 and (as is likely) no SVE state in
+ * the registers then set the SMCCC hint bit to say there's no
+ * need to preserve it.  Do this by directly adjusting the SMCCC
+ * function value which is already stored in x0 ready to be called.
+ */
+SYM_FUNC_START(__arm_smccc_sve_check)
+
+       ldr_l   x16, smccc_has_sve_hint
+       cbz     x16, 2f
+
+       get_current_task x16
+       ldr     x16, [x16, #TSK_TI_FLAGS]
+       tbnz    x16, #TIF_FOREIGN_FPSTATE, 1f   // Any live FP state?
+       tbnz    x16, #TIF_SVE, 2f               // Does that state include SVE?
+
+1:     orr     x0, x0, ARM_SMCCC_1_3_SVE_HINT
+
+2:     ret
+SYM_FUNC_END(__arm_smccc_sve_check)
+EXPORT_SYMBOL(__arm_smccc_sve_check)
 
        .macro SMCCC instr
+alternative_if ARM64_SVE
+       bl      __arm_smccc_sve_check
+alternative_else_nop_endif
        \instr  #0
        ldr     x4, [sp]
        stp     x0, x1, [x4, #ARM_SMCCC_RES_X0_OFFS]
index 028f81d..9f937b1 100644 (file)
@@ -15,6 +15,7 @@ static u32 smccc_version = ARM_SMCCC_VERSION_1_0;
 static enum arm_smccc_conduit smccc_conduit = SMCCC_CONDUIT_NONE;
 
 bool __ro_after_init smccc_trng_available = false;
+u64 __ro_after_init smccc_has_sve_hint = false;
 
 void __init arm_smccc_version_init(u32 version, enum arm_smccc_conduit conduit)
 {
@@ -22,6 +23,9 @@ void __init arm_smccc_version_init(u32 version, enum arm_smccc_conduit conduit)
        smccc_conduit = conduit;
 
        smccc_trng_available = smccc_probe_trng();
+       if (IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_SVE) &&
+           smccc_version >= ARM_SMCCC_VERSION_1_3)
+               smccc_has_sve_hint = true;
 }
 
 enum arm_smccc_conduit arm_smccc_1_1_get_conduit(void)
index 5cef2b8..7d1cabe 100644 (file)
@@ -63,6 +63,9 @@
 #define ARM_SMCCC_VERSION_1_0          0x10000
 #define ARM_SMCCC_VERSION_1_1          0x10001
 #define ARM_SMCCC_VERSION_1_2          0x10002
+#define ARM_SMCCC_VERSION_1_3          0x10003
+
+#define ARM_SMCCC_1_3_SVE_HINT         0x10000
 
 #define ARM_SMCCC_VERSION_FUNC_ID                                      \
        ARM_SMCCC_CALL_VAL(ARM_SMCCC_FAST_CALL,                         \
@@ -216,6 +219,8 @@ u32 arm_smccc_get_version(void);
 
 void __init arm_smccc_version_init(u32 version, enum arm_smccc_conduit conduit);
 
+extern u64 smccc_has_sve_hint;
+
 /**
  * struct arm_smccc_res - Result from SMC/HVC call
  * @a0-a3 result values from registers 0 to 3
@@ -295,6 +300,15 @@ struct arm_smccc_quirk {
        } state;
 };
 
+/**
+ * __arm_smccc_sve_check() - Set the SVE hint bit when doing SMC calls
+ *
+ * Sets the SMCCC hint bit to indicate if there is live state in the SVE
+ * registers, this modifies x0 in place and should never be called from C
+ * code.
+ */
+asmlinkage unsigned long __arm_smccc_sve_check(unsigned long x0);
+
 /**
  * __arm_smccc_smc() - make SMC calls
  * @a0-a7: arguments passed in registers 0 to 7
@@ -352,6 +366,20 @@ asmlinkage void __arm_smccc_hvc(unsigned long a0, unsigned long a1,
 
 #endif
 
+/* nVHE hypervisor doesn't have a current thread so needs separate checks */
+#if defined(CONFIG_ARM64_SVE) && !defined(__KVM_NVHE_HYPERVISOR__)
+
+#define SMCCC_SVE_CHECK ALTERNATIVE("nop \n",  "bl __arm_smccc_sve_check \n", \
+                                   ARM64_SVE)
+#define smccc_sve_clobbers "x16", "x30", "cc",
+
+#else
+
+#define SMCCC_SVE_CHECK
+#define smccc_sve_clobbers
+
+#endif
+
 #define ___count_args(_0, _1, _2, _3, _4, _5, _6, _7, _8, x, ...) x
 
 #define __count_args(...)                                              \
@@ -419,7 +447,7 @@ asmlinkage void __arm_smccc_hvc(unsigned long a0, unsigned long a1,
 
 #define ___constraints(count)                                          \
        : __constraint_read_ ## count                                   \
-       : "memory"
+       : smccc_sve_clobbers "memory"
 #define __constraints(count)   ___constraints(count)
 
 /*
@@ -434,7 +462,8 @@ asmlinkage void __arm_smccc_hvc(unsigned long a0, unsigned long a1,
                register unsigned long r2 asm("r2");                    \
                register unsigned long r3 asm("r3");                    \
                __declare_args(__count_args(__VA_ARGS__), __VA_ARGS__); \
-               asm volatile(inst "\n" :                                \
+               asm volatile(SMCCC_SVE_CHECK                            \
+                            inst "\n" :                                \
                             "=r" (r0), "=r" (r1), "=r" (r2), "=r" (r3) \
                             __constraints(__count_args(__VA_ARGS__))); \
                if (___res)                                             \