Merge tag 'fscache-next-20210829' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-2.6-microblaze.git] / arch / arm64 / include / asm / cpufeature.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
2 /*
3  * Copyright (C) 2014 Linaro Ltd. <ard.biesheuvel@linaro.org>
4  */
5
6 #ifndef __ASM_CPUFEATURE_H
7 #define __ASM_CPUFEATURE_H
8
9 #include <asm/cpucaps.h>
10 #include <asm/cputype.h>
11 #include <asm/hwcap.h>
12 #include <asm/sysreg.h>
13
14 #define MAX_CPU_FEATURES        64
15 #define cpu_feature(x)          KERNEL_HWCAP_ ## x
16
17 #ifndef __ASSEMBLY__
18
19 #include <linux/bug.h>
20 #include <linux/jump_label.h>
21 #include <linux/kernel.h>
22
23 /*
24  * CPU feature register tracking
25  *
26  * The safe value of a CPUID feature field is dependent on the implications
27  * of the values assigned to it by the architecture. Based on the relationship
28  * between the values, the features are classified into 3 types - LOWER_SAFE,
29  * HIGHER_SAFE and EXACT.
30  *
31  * The lowest value of all the CPUs is chosen for LOWER_SAFE and highest
32  * for HIGHER_SAFE. It is expected that all CPUs have the same value for
33  * a field when EXACT is specified, failing which, the safe value specified
34  * in the table is chosen.
35  */
36
37 enum ftr_type {
38         FTR_EXACT,                      /* Use a predefined safe value */
39         FTR_LOWER_SAFE,                 /* Smaller value is safe */
40         FTR_HIGHER_SAFE,                /* Bigger value is safe */
41         FTR_HIGHER_OR_ZERO_SAFE,        /* Bigger value is safe, but 0 is biggest */
42 };
43
44 #define FTR_STRICT      true    /* SANITY check strict matching required */
45 #define FTR_NONSTRICT   false   /* SANITY check ignored */
46
47 #define FTR_SIGNED      true    /* Value should be treated as signed */
48 #define FTR_UNSIGNED    false   /* Value should be treated as unsigned */
49
50 #define FTR_VISIBLE     true    /* Feature visible to the user space */
51 #define FTR_HIDDEN      false   /* Feature is hidden from the user */
52
53 #define FTR_VISIBLE_IF_IS_ENABLED(config)               \
54         (IS_ENABLED(config) ? FTR_VISIBLE : FTR_HIDDEN)
55
56 struct arm64_ftr_bits {
57         bool            sign;   /* Value is signed ? */
58         bool            visible;
59         bool            strict; /* CPU Sanity check: strict matching required ? */
60         enum ftr_type   type;
61         u8              shift;
62         u8              width;
63         s64             safe_val; /* safe value for FTR_EXACT features */
64 };
65
66 /*
67  * Describe the early feature override to the core override code:
68  *
69  * @val                 Values that are to be merged into the final
70  *                      sanitised value of the register. Only the bitfields
71  *                      set to 1 in @mask are valid
72  * @mask                Mask of the features that are overridden by @val
73  *
74  * A @mask field set to full-1 indicates that the corresponding field
75  * in @val is a valid override.
76  *
77  * A @mask field set to full-0 with the corresponding @val field set
78  * to full-0 denotes that this field has no override
79  *
80  * A @mask field set to full-0 with the corresponding @val field set
81  * to full-1 denotes thath this field has an invalid override.
82  */
83 struct arm64_ftr_override {
84         u64             val;
85         u64             mask;
86 };
87
88 /*
89  * @arm64_ftr_reg - Feature register
90  * @strict_mask         Bits which should match across all CPUs for sanity.
91  * @sys_val             Safe value across the CPUs (system view)
92  */
93 struct arm64_ftr_reg {
94         const char                      *name;
95         u64                             strict_mask;
96         u64                             user_mask;
97         u64                             sys_val;
98         u64                             user_val;
99         struct arm64_ftr_override       *override;
100         const struct arm64_ftr_bits     *ftr_bits;
101 };
102
103 extern struct arm64_ftr_reg arm64_ftr_reg_ctrel0;
104
105 /*
106  * CPU capabilities:
107  *
108  * We use arm64_cpu_capabilities to represent system features, errata work
109  * arounds (both used internally by kernel and tracked in cpu_hwcaps) and
110  * ELF HWCAPs (which are exposed to user).
111  *
112  * To support systems with heterogeneous CPUs, we need to make sure that we
113  * detect the capabilities correctly on the system and take appropriate
114  * measures to ensure there are no incompatibilities.
115  *
116  * This comment tries to explain how we treat the capabilities.
117  * Each capability has the following list of attributes :
118  *
119  * 1) Scope of Detection : The system detects a given capability by
120  *    performing some checks at runtime. This could be, e.g, checking the
121  *    value of a field in CPU ID feature register or checking the cpu
122  *    model. The capability provides a call back ( @matches() ) to
123  *    perform the check. Scope defines how the checks should be performed.
124  *    There are three cases:
125  *
126  *     a) SCOPE_LOCAL_CPU: check all the CPUs and "detect" if at least one
127  *        matches. This implies, we have to run the check on all the
128  *        booting CPUs, until the system decides that state of the
129  *        capability is finalised. (See section 2 below)
130  *              Or
131  *     b) SCOPE_SYSTEM: check all the CPUs and "detect" if all the CPUs
132  *        matches. This implies, we run the check only once, when the
133  *        system decides to finalise the state of the capability. If the
134  *        capability relies on a field in one of the CPU ID feature
135  *        registers, we use the sanitised value of the register from the
136  *        CPU feature infrastructure to make the decision.
137  *              Or
138  *     c) SCOPE_BOOT_CPU: Check only on the primary boot CPU to detect the
139  *        feature. This category is for features that are "finalised"
140  *        (or used) by the kernel very early even before the SMP cpus
141  *        are brought up.
142  *
143  *    The process of detection is usually denoted by "update" capability
144  *    state in the code.
145  *
146  * 2) Finalise the state : The kernel should finalise the state of a
147  *    capability at some point during its execution and take necessary
148  *    actions if any. Usually, this is done, after all the boot-time
149  *    enabled CPUs are brought up by the kernel, so that it can make
150  *    better decision based on the available set of CPUs. However, there
151  *    are some special cases, where the action is taken during the early
152  *    boot by the primary boot CPU. (e.g, running the kernel at EL2 with
153  *    Virtualisation Host Extensions). The kernel usually disallows any
154  *    changes to the state of a capability once it finalises the capability
155  *    and takes any action, as it may be impossible to execute the actions
156  *    safely. A CPU brought up after a capability is "finalised" is
157  *    referred to as "Late CPU" w.r.t the capability. e.g, all secondary
158  *    CPUs are treated "late CPUs" for capabilities determined by the boot
159  *    CPU.
160  *
161  *    At the moment there are two passes of finalising the capabilities.
162  *      a) Boot CPU scope capabilities - Finalised by primary boot CPU via
163  *         setup_boot_cpu_capabilities().
164  *      b) Everything except (a) - Run via setup_system_capabilities().
165  *
166  * 3) Verification: When a CPU is brought online (e.g, by user or by the
167  *    kernel), the kernel should make sure that it is safe to use the CPU,
168  *    by verifying that the CPU is compliant with the state of the
169  *    capabilities finalised already. This happens via :
170  *
171  *      secondary_start_kernel()-> check_local_cpu_capabilities()
172  *
173  *    As explained in (2) above, capabilities could be finalised at
174  *    different points in the execution. Each newly booted CPU is verified
175  *    against the capabilities that have been finalised by the time it
176  *    boots.
177  *
178  *      a) SCOPE_BOOT_CPU : All CPUs are verified against the capability
179  *      except for the primary boot CPU.
180  *
181  *      b) SCOPE_LOCAL_CPU, SCOPE_SYSTEM: All CPUs hotplugged on by the
182  *      user after the kernel boot are verified against the capability.
183  *
184  *    If there is a conflict, the kernel takes an action, based on the
185  *    severity (e.g, a CPU could be prevented from booting or cause a
186  *    kernel panic). The CPU is allowed to "affect" the state of the
187  *    capability, if it has not been finalised already. See section 5
188  *    for more details on conflicts.
189  *
190  * 4) Action: As mentioned in (2), the kernel can take an action for each
191  *    detected capability, on all CPUs on the system. Appropriate actions
192  *    include, turning on an architectural feature, modifying the control
193  *    registers (e.g, SCTLR, TCR etc.) or patching the kernel via
194  *    alternatives. The kernel patching is batched and performed at later
195  *    point. The actions are always initiated only after the capability
196  *    is finalised. This is usally denoted by "enabling" the capability.
197  *    The actions are initiated as follows :
198  *      a) Action is triggered on all online CPUs, after the capability is
199  *      finalised, invoked within the stop_machine() context from
200  *      enable_cpu_capabilitie().
201  *
202  *      b) Any late CPU, brought up after (1), the action is triggered via:
203  *
204  *        check_local_cpu_capabilities() -> verify_local_cpu_capabilities()
205  *
206  * 5) Conflicts: Based on the state of the capability on a late CPU vs.
207  *    the system state, we could have the following combinations :
208  *
209  *              x-----------------------------x
210  *              | Type  | System   | Late CPU |
211  *              |-----------------------------|
212  *              |  a    |   y      |    n     |
213  *              |-----------------------------|
214  *              |  b    |   n      |    y     |
215  *              x-----------------------------x
216  *
217  *     Two separate flag bits are defined to indicate whether each kind of
218  *     conflict can be allowed:
219  *              ARM64_CPUCAP_OPTIONAL_FOR_LATE_CPU - Case(a) is allowed
220  *              ARM64_CPUCAP_PERMITTED_FOR_LATE_CPU - Case(b) is allowed
221  *
222  *     Case (a) is not permitted for a capability that the system requires
223  *     all CPUs to have in order for the capability to be enabled. This is
224  *     typical for capabilities that represent enhanced functionality.
225  *
226  *     Case (b) is not permitted for a capability that must be enabled
227  *     during boot if any CPU in the system requires it in order to run
228  *     safely. This is typical for erratum work arounds that cannot be
229  *     enabled after the corresponding capability is finalised.
230  *
231  *     In some non-typical cases either both (a) and (b), or neither,
232  *     should be permitted. This can be described by including neither
233  *     or both flags in the capability's type field.
234  *
235  *     In case of a conflict, the CPU is prevented from booting. If the
236  *     ARM64_CPUCAP_PANIC_ON_CONFLICT flag is specified for the capability,
237  *     then a kernel panic is triggered.
238  */
239
240
241 /*
242  * Decide how the capability is detected.
243  * On any local CPU vs System wide vs the primary boot CPU
244  */
245 #define ARM64_CPUCAP_SCOPE_LOCAL_CPU            ((u16)BIT(0))
246 #define ARM64_CPUCAP_SCOPE_SYSTEM               ((u16)BIT(1))
247 /*
248  * The capabilitiy is detected on the Boot CPU and is used by kernel
249  * during early boot. i.e, the capability should be "detected" and
250  * "enabled" as early as possibly on all booting CPUs.
251  */
252 #define ARM64_CPUCAP_SCOPE_BOOT_CPU             ((u16)BIT(2))
253 #define ARM64_CPUCAP_SCOPE_MASK                 \
254         (ARM64_CPUCAP_SCOPE_SYSTEM      |       \
255          ARM64_CPUCAP_SCOPE_LOCAL_CPU   |       \
256          ARM64_CPUCAP_SCOPE_BOOT_CPU)
257
258 #define SCOPE_SYSTEM                            ARM64_CPUCAP_SCOPE_SYSTEM
259 #define SCOPE_LOCAL_CPU                         ARM64_CPUCAP_SCOPE_LOCAL_CPU
260 #define SCOPE_BOOT_CPU                          ARM64_CPUCAP_SCOPE_BOOT_CPU
261 #define SCOPE_ALL                               ARM64_CPUCAP_SCOPE_MASK
262
263 /*
264  * Is it permitted for a late CPU to have this capability when system
265  * hasn't already enabled it ?
266  */
267 #define ARM64_CPUCAP_PERMITTED_FOR_LATE_CPU     ((u16)BIT(4))
268 /* Is it safe for a late CPU to miss this capability when system has it */
269 #define ARM64_CPUCAP_OPTIONAL_FOR_LATE_CPU      ((u16)BIT(5))
270 /* Panic when a conflict is detected */
271 #define ARM64_CPUCAP_PANIC_ON_CONFLICT          ((u16)BIT(6))
272
273 /*
274  * CPU errata workarounds that need to be enabled at boot time if one or
275  * more CPUs in the system requires it. When one of these capabilities
276  * has been enabled, it is safe to allow any CPU to boot that doesn't
277  * require the workaround. However, it is not safe if a "late" CPU
278  * requires a workaround and the system hasn't enabled it already.
279  */
280 #define ARM64_CPUCAP_LOCAL_CPU_ERRATUM          \
281         (ARM64_CPUCAP_SCOPE_LOCAL_CPU | ARM64_CPUCAP_OPTIONAL_FOR_LATE_CPU)
282 /*
283  * CPU feature detected at boot time based on system-wide value of a
284  * feature. It is safe for a late CPU to have this feature even though
285  * the system hasn't enabled it, although the feature will not be used
286  * by Linux in this case. If the system has enabled this feature already,
287  * then every late CPU must have it.
288  */
289 #define ARM64_CPUCAP_SYSTEM_FEATURE     \
290         (ARM64_CPUCAP_SCOPE_SYSTEM | ARM64_CPUCAP_PERMITTED_FOR_LATE_CPU)
291 /*
292  * CPU feature detected at boot time based on feature of one or more CPUs.
293  * All possible conflicts for a late CPU are ignored.
294  * NOTE: this means that a late CPU with the feature will *not* cause the
295  * capability to be advertised by cpus_have_*cap()!
296  */
297 #define ARM64_CPUCAP_WEAK_LOCAL_CPU_FEATURE             \
298         (ARM64_CPUCAP_SCOPE_LOCAL_CPU           |       \
299          ARM64_CPUCAP_OPTIONAL_FOR_LATE_CPU     |       \
300          ARM64_CPUCAP_PERMITTED_FOR_LATE_CPU)
301
302 /*
303  * CPU feature detected at boot time, on one or more CPUs. A late CPU
304  * is not allowed to have the capability when the system doesn't have it.
305  * It is Ok for a late CPU to miss the feature.
306  */
307 #define ARM64_CPUCAP_BOOT_RESTRICTED_CPU_LOCAL_FEATURE  \
308         (ARM64_CPUCAP_SCOPE_LOCAL_CPU           |       \
309          ARM64_CPUCAP_OPTIONAL_FOR_LATE_CPU)
310
311 /*
312  * CPU feature used early in the boot based on the boot CPU. All secondary
313  * CPUs must match the state of the capability as detected by the boot CPU. In
314  * case of a conflict, a kernel panic is triggered.
315  */
316 #define ARM64_CPUCAP_STRICT_BOOT_CPU_FEATURE            \
317         (ARM64_CPUCAP_SCOPE_BOOT_CPU | ARM64_CPUCAP_PANIC_ON_CONFLICT)
318
319 /*
320  * CPU feature used early in the boot based on the boot CPU. It is safe for a
321  * late CPU to have this feature even though the boot CPU hasn't enabled it,
322  * although the feature will not be used by Linux in this case. If the boot CPU
323  * has enabled this feature already, then every late CPU must have it.
324  */
325 #define ARM64_CPUCAP_BOOT_CPU_FEATURE                  \
326         (ARM64_CPUCAP_SCOPE_BOOT_CPU | ARM64_CPUCAP_PERMITTED_FOR_LATE_CPU)
327
328 struct arm64_cpu_capabilities {
329         const char *desc;
330         u16 capability;
331         u16 type;
332         bool (*matches)(const struct arm64_cpu_capabilities *caps, int scope);
333         /*
334          * Take the appropriate actions to configure this capability
335          * for this CPU. If the capability is detected by the kernel
336          * this will be called on all the CPUs in the system,
337          * including the hotplugged CPUs, regardless of whether the
338          * capability is available on that specific CPU. This is
339          * useful for some capabilities (e.g, working around CPU
340          * errata), where all the CPUs must take some action (e.g,
341          * changing system control/configuration). Thus, if an action
342          * is required only if the CPU has the capability, then the
343          * routine must check it before taking any action.
344          */
345         void (*cpu_enable)(const struct arm64_cpu_capabilities *cap);
346         union {
347                 struct {        /* To be used for erratum handling only */
348                         struct midr_range midr_range;
349                         const struct arm64_midr_revidr {
350                                 u32 midr_rv;            /* revision/variant */
351                                 u32 revidr_mask;
352                         } * const fixed_revs;
353                 };
354
355                 const struct midr_range *midr_range_list;
356                 struct {        /* Feature register checking */
357                         u32 sys_reg;
358                         u8 field_pos;
359                         u8 min_field_value;
360                         u8 hwcap_type;
361                         bool sign;
362                         unsigned long hwcap;
363                 };
364         };
365
366         /*
367          * An optional list of "matches/cpu_enable" pair for the same
368          * "capability" of the same "type" as described by the parent.
369          * Only matches(), cpu_enable() and fields relevant to these
370          * methods are significant in the list. The cpu_enable is
371          * invoked only if the corresponding entry "matches()".
372          * However, if a cpu_enable() method is associated
373          * with multiple matches(), care should be taken that either
374          * the match criteria are mutually exclusive, or that the
375          * method is robust against being called multiple times.
376          */
377         const struct arm64_cpu_capabilities *match_list;
378 };
379
380 static inline int cpucap_default_scope(const struct arm64_cpu_capabilities *cap)
381 {
382         return cap->type & ARM64_CPUCAP_SCOPE_MASK;
383 }
384
385 /*
386  * Generic helper for handling capabilities with multiple (match,enable) pairs
387  * of call backs, sharing the same capability bit.
388  * Iterate over each entry to see if at least one matches.
389  */
390 static inline bool
391 cpucap_multi_entry_cap_matches(const struct arm64_cpu_capabilities *entry,
392                                int scope)
393 {
394         const struct arm64_cpu_capabilities *caps;
395
396         for (caps = entry->match_list; caps->matches; caps++)
397                 if (caps->matches(caps, scope))
398                         return true;
399
400         return false;
401 }
402
403 static __always_inline bool is_vhe_hyp_code(void)
404 {
405         /* Only defined for code run in VHE hyp context */
406         return __is_defined(__KVM_VHE_HYPERVISOR__);
407 }
408
409 static __always_inline bool is_nvhe_hyp_code(void)
410 {
411         /* Only defined for code run in NVHE hyp context */
412         return __is_defined(__KVM_NVHE_HYPERVISOR__);
413 }
414
415 static __always_inline bool is_hyp_code(void)
416 {
417         return is_vhe_hyp_code() || is_nvhe_hyp_code();
418 }
419
420 extern DECLARE_BITMAP(cpu_hwcaps, ARM64_NCAPS);
421 extern struct static_key_false cpu_hwcap_keys[ARM64_NCAPS];
422 extern struct static_key_false arm64_const_caps_ready;
423
424 /* ARM64 CAPS + alternative_cb */
425 #define ARM64_NPATCHABLE (ARM64_NCAPS + 1)
426 extern DECLARE_BITMAP(boot_capabilities, ARM64_NPATCHABLE);
427
428 #define for_each_available_cap(cap)             \
429         for_each_set_bit(cap, cpu_hwcaps, ARM64_NCAPS)
430
431 bool this_cpu_has_cap(unsigned int cap);
432 void cpu_set_feature(unsigned int num);
433 bool cpu_have_feature(unsigned int num);
434 unsigned long cpu_get_elf_hwcap(void);
435 unsigned long cpu_get_elf_hwcap2(void);
436
437 #define cpu_set_named_feature(name) cpu_set_feature(cpu_feature(name))
438 #define cpu_have_named_feature(name) cpu_have_feature(cpu_feature(name))
439
440 static __always_inline bool system_capabilities_finalized(void)
441 {
442         return static_branch_likely(&arm64_const_caps_ready);
443 }
444
445 /*
446  * Test for a capability with a runtime check.
447  *
448  * Before the capability is detected, this returns false.
449  */
450 static inline bool cpus_have_cap(unsigned int num)
451 {
452         if (num >= ARM64_NCAPS)
453                 return false;
454         return test_bit(num, cpu_hwcaps);
455 }
456
457 /*
458  * Test for a capability without a runtime check.
459  *
460  * Before capabilities are finalized, this returns false.
461  * After capabilities are finalized, this is patched to avoid a runtime check.
462  *
463  * @num must be a compile-time constant.
464  */
465 static __always_inline bool __cpus_have_const_cap(int num)
466 {
467         if (num >= ARM64_NCAPS)
468                 return false;
469         return static_branch_unlikely(&cpu_hwcap_keys[num]);
470 }
471
472 /*
473  * Test for a capability without a runtime check.
474  *
475  * Before capabilities are finalized, this will BUG().
476  * After capabilities are finalized, this is patched to avoid a runtime check.
477  *
478  * @num must be a compile-time constant.
479  */
480 static __always_inline bool cpus_have_final_cap(int num)
481 {
482         if (system_capabilities_finalized())
483                 return __cpus_have_const_cap(num);
484         else
485                 BUG();
486 }
487
488 /*
489  * Test for a capability, possibly with a runtime check for non-hyp code.
490  *
491  * For hyp code, this behaves the same as cpus_have_final_cap().
492  *
493  * For non-hyp code:
494  * Before capabilities are finalized, this behaves as cpus_have_cap().
495  * After capabilities are finalized, this is patched to avoid a runtime check.
496  *
497  * @num must be a compile-time constant.
498  */
499 static __always_inline bool cpus_have_const_cap(int num)
500 {
501         if (is_hyp_code())
502                 return cpus_have_final_cap(num);
503         else if (system_capabilities_finalized())
504                 return __cpus_have_const_cap(num);
505         else
506                 return cpus_have_cap(num);
507 }
508
509 static inline void cpus_set_cap(unsigned int num)
510 {
511         if (num >= ARM64_NCAPS) {
512                 pr_warn("Attempt to set an illegal CPU capability (%d >= %d)\n",
513                         num, ARM64_NCAPS);
514         } else {
515                 __set_bit(num, cpu_hwcaps);
516         }
517 }
518
519 static inline int __attribute_const__
520 cpuid_feature_extract_signed_field_width(u64 features, int field, int width)
521 {
522         return (s64)(features << (64 - width - field)) >> (64 - width);
523 }
524
525 static inline int __attribute_const__
526 cpuid_feature_extract_signed_field(u64 features, int field)
527 {
528         return cpuid_feature_extract_signed_field_width(features, field, 4);
529 }
530
531 static __always_inline unsigned int __attribute_const__
532 cpuid_feature_extract_unsigned_field_width(u64 features, int field, int width)
533 {
534         return (u64)(features << (64 - width - field)) >> (64 - width);
535 }
536
537 static __always_inline unsigned int __attribute_const__
538 cpuid_feature_extract_unsigned_field(u64 features, int field)
539 {
540         return cpuid_feature_extract_unsigned_field_width(features, field, 4);
541 }
542
543 /*
544  * Fields that identify the version of the Performance Monitors Extension do
545  * not follow the standard ID scheme. See ARM DDI 0487E.a page D13-2825,
546  * "Alternative ID scheme used for the Performance Monitors Extension version".
547  */
548 static inline u64 __attribute_const__
549 cpuid_feature_cap_perfmon_field(u64 features, int field, u64 cap)
550 {
551         u64 val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(features, field);
552         u64 mask = GENMASK_ULL(field + 3, field);
553
554         /* Treat IMPLEMENTATION DEFINED functionality as unimplemented */
555         if (val == ID_AA64DFR0_PMUVER_IMP_DEF)
556                 val = 0;
557
558         if (val > cap) {
559                 features &= ~mask;
560                 features |= (cap << field) & mask;
561         }
562
563         return features;
564 }
565
566 static inline u64 arm64_ftr_mask(const struct arm64_ftr_bits *ftrp)
567 {
568         return (u64)GENMASK(ftrp->shift + ftrp->width - 1, ftrp->shift);
569 }
570
571 static inline u64 arm64_ftr_reg_user_value(const struct arm64_ftr_reg *reg)
572 {
573         return (reg->user_val | (reg->sys_val & reg->user_mask));
574 }
575
576 static inline int __attribute_const__
577 cpuid_feature_extract_field_width(u64 features, int field, int width, bool sign)
578 {
579         return (sign) ?
580                 cpuid_feature_extract_signed_field_width(features, field, width) :
581                 cpuid_feature_extract_unsigned_field_width(features, field, width);
582 }
583
584 static inline int __attribute_const__
585 cpuid_feature_extract_field(u64 features, int field, bool sign)
586 {
587         return cpuid_feature_extract_field_width(features, field, 4, sign);
588 }
589
590 static inline s64 arm64_ftr_value(const struct arm64_ftr_bits *ftrp, u64 val)
591 {
592         return (s64)cpuid_feature_extract_field_width(val, ftrp->shift, ftrp->width, ftrp->sign);
593 }
594
595 static inline bool id_aa64mmfr0_mixed_endian_el0(u64 mmfr0)
596 {
597         return cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr0, ID_AA64MMFR0_BIGENDEL_SHIFT) == 0x1 ||
598                 cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr0, ID_AA64MMFR0_BIGENDEL0_SHIFT) == 0x1;
599 }
600
601 static inline bool id_aa64pfr0_32bit_el1(u64 pfr0)
602 {
603         u32 val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(pfr0, ID_AA64PFR0_EL1_SHIFT);
604
605         return val == ID_AA64PFR0_EL1_32BIT_64BIT;
606 }
607
608 static inline bool id_aa64pfr0_32bit_el0(u64 pfr0)
609 {
610         u32 val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(pfr0, ID_AA64PFR0_EL0_SHIFT);
611
612         return val == ID_AA64PFR0_EL0_32BIT_64BIT;
613 }
614
615 static inline bool id_aa64pfr0_sve(u64 pfr0)
616 {
617         u32 val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(pfr0, ID_AA64PFR0_SVE_SHIFT);
618
619         return val > 0;
620 }
621
622 static inline bool id_aa64pfr1_mte(u64 pfr1)
623 {
624         u32 val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(pfr1, ID_AA64PFR1_MTE_SHIFT);
625
626         return val >= ID_AA64PFR1_MTE;
627 }
628
629 void __init setup_cpu_features(void);
630 void check_local_cpu_capabilities(void);
631
632 u64 read_sanitised_ftr_reg(u32 id);
633 u64 __read_sysreg_by_encoding(u32 sys_id);
634
635 static inline bool cpu_supports_mixed_endian_el0(void)
636 {
637         return id_aa64mmfr0_mixed_endian_el0(read_cpuid(ID_AA64MMFR0_EL1));
638 }
639
640 const struct cpumask *system_32bit_el0_cpumask(void);
641 DECLARE_STATIC_KEY_FALSE(arm64_mismatched_32bit_el0);
642
643 static inline bool system_supports_32bit_el0(void)
644 {
645         u64 pfr0 = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64PFR0_EL1);
646
647         return static_branch_unlikely(&arm64_mismatched_32bit_el0) ||
648                id_aa64pfr0_32bit_el0(pfr0);
649 }
650
651 static inline bool system_supports_4kb_granule(void)
652 {
653         u64 mmfr0;
654         u32 val;
655
656         mmfr0 = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64MMFR0_EL1);
657         val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr0,
658                                                 ID_AA64MMFR0_TGRAN4_SHIFT);
659
660         return (val >= ID_AA64MMFR0_TGRAN4_SUPPORTED_MIN) &&
661                (val <= ID_AA64MMFR0_TGRAN4_SUPPORTED_MAX);
662 }
663
664 static inline bool system_supports_64kb_granule(void)
665 {
666         u64 mmfr0;
667         u32 val;
668
669         mmfr0 = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64MMFR0_EL1);
670         val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr0,
671                                                 ID_AA64MMFR0_TGRAN64_SHIFT);
672
673         return (val >= ID_AA64MMFR0_TGRAN64_SUPPORTED_MIN) &&
674                (val <= ID_AA64MMFR0_TGRAN64_SUPPORTED_MAX);
675 }
676
677 static inline bool system_supports_16kb_granule(void)
678 {
679         u64 mmfr0;
680         u32 val;
681
682         mmfr0 = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64MMFR0_EL1);
683         val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr0,
684                                                 ID_AA64MMFR0_TGRAN16_SHIFT);
685
686         return (val >= ID_AA64MMFR0_TGRAN16_SUPPORTED_MIN) &&
687                (val <= ID_AA64MMFR0_TGRAN16_SUPPORTED_MAX);
688 }
689
690 static inline bool system_supports_mixed_endian_el0(void)
691 {
692         return id_aa64mmfr0_mixed_endian_el0(read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64MMFR0_EL1));
693 }
694
695 static inline bool system_supports_mixed_endian(void)
696 {
697         u64 mmfr0;
698         u32 val;
699
700         mmfr0 = read_sanitised_ftr_reg(SYS_ID_AA64MMFR0_EL1);
701         val = cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr0,
702                                                 ID_AA64MMFR0_BIGENDEL_SHIFT);
703
704         return val == 0x1;
705 }
706
707 static __always_inline bool system_supports_fpsimd(void)
708 {
709         return !cpus_have_const_cap(ARM64_HAS_NO_FPSIMD);
710 }
711
712 static inline bool system_uses_hw_pan(void)
713 {
714         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_PAN) &&
715                 cpus_have_const_cap(ARM64_HAS_PAN);
716 }
717
718 static inline bool system_uses_ttbr0_pan(void)
719 {
720         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_SW_TTBR0_PAN) &&
721                 !system_uses_hw_pan();
722 }
723
724 static __always_inline bool system_supports_sve(void)
725 {
726         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_SVE) &&
727                 cpus_have_const_cap(ARM64_SVE);
728 }
729
730 static __always_inline bool system_supports_cnp(void)
731 {
732         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_CNP) &&
733                 cpus_have_const_cap(ARM64_HAS_CNP);
734 }
735
736 static inline bool system_supports_address_auth(void)
737 {
738         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_PTR_AUTH) &&
739                 cpus_have_const_cap(ARM64_HAS_ADDRESS_AUTH);
740 }
741
742 static inline bool system_supports_generic_auth(void)
743 {
744         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_PTR_AUTH) &&
745                 cpus_have_const_cap(ARM64_HAS_GENERIC_AUTH);
746 }
747
748 static inline bool system_has_full_ptr_auth(void)
749 {
750         return system_supports_address_auth() && system_supports_generic_auth();
751 }
752
753 static __always_inline bool system_uses_irq_prio_masking(void)
754 {
755         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_PSEUDO_NMI) &&
756                cpus_have_const_cap(ARM64_HAS_IRQ_PRIO_MASKING);
757 }
758
759 static inline bool system_supports_mte(void)
760 {
761         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_MTE) &&
762                 cpus_have_const_cap(ARM64_MTE);
763 }
764
765 static inline bool system_has_prio_mask_debugging(void)
766 {
767         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_DEBUG_PRIORITY_MASKING) &&
768                system_uses_irq_prio_masking();
769 }
770
771 static inline bool system_supports_bti(void)
772 {
773         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_BTI) && cpus_have_const_cap(ARM64_BTI);
774 }
775
776 static inline bool system_supports_tlb_range(void)
777 {
778         return IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_TLB_RANGE) &&
779                 cpus_have_const_cap(ARM64_HAS_TLB_RANGE);
780 }
781
782 extern int do_emulate_mrs(struct pt_regs *regs, u32 sys_reg, u32 rt);
783
784 static inline u32 id_aa64mmfr0_parange_to_phys_shift(int parange)
785 {
786         switch (parange) {
787         case 0: return 32;
788         case 1: return 36;
789         case 2: return 40;
790         case 3: return 42;
791         case 4: return 44;
792         case 5: return 48;
793         case 6: return 52;
794         /*
795          * A future PE could use a value unknown to the kernel.
796          * However, by the "D10.1.4 Principles of the ID scheme
797          * for fields in ID registers", ARM DDI 0487C.a, any new
798          * value is guaranteed to be higher than what we know already.
799          * As a safe limit, we return the limit supported by the kernel.
800          */
801         default: return CONFIG_ARM64_PA_BITS;
802         }
803 }
804
805 /* Check whether hardware update of the Access flag is supported */
806 static inline bool cpu_has_hw_af(void)
807 {
808         u64 mmfr1;
809
810         if (!IS_ENABLED(CONFIG_ARM64_HW_AFDBM))
811                 return false;
812
813         mmfr1 = read_cpuid(ID_AA64MMFR1_EL1);
814         return cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr1,
815                                                 ID_AA64MMFR1_HADBS_SHIFT);
816 }
817
818 static inline bool cpu_has_pan(void)
819 {
820         u64 mmfr1 = read_cpuid(ID_AA64MMFR1_EL1);
821         return cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr1,
822                                                     ID_AA64MMFR1_PAN_SHIFT);
823 }
824
825 #ifdef CONFIG_ARM64_AMU_EXTN
826 /* Check whether the cpu supports the Activity Monitors Unit (AMU) */
827 extern bool cpu_has_amu_feat(int cpu);
828 #else
829 static inline bool cpu_has_amu_feat(int cpu)
830 {
831         return false;
832 }
833 #endif
834
835 /* Get a cpu that supports the Activity Monitors Unit (AMU) */
836 extern int get_cpu_with_amu_feat(void);
837
838 static inline unsigned int get_vmid_bits(u64 mmfr1)
839 {
840         int vmid_bits;
841
842         vmid_bits = cpuid_feature_extract_unsigned_field(mmfr1,
843                                                 ID_AA64MMFR1_VMIDBITS_SHIFT);
844         if (vmid_bits == ID_AA64MMFR1_VMIDBITS_16)
845                 return 16;
846
847         /*
848          * Return the default here even if any reserved
849          * value is fetched from the system register.
850          */
851         return 8;
852 }
853
854 extern struct arm64_ftr_override id_aa64mmfr1_override;
855 extern struct arm64_ftr_override id_aa64pfr1_override;
856 extern struct arm64_ftr_override id_aa64isar1_override;
857
858 u32 get_kvm_ipa_limit(void);
859 void dump_cpu_features(void);
860
861 #endif /* __ASSEMBLY__ */
862
863 #endif