Linux 6.7-rc7
[linux-modified.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 static int __init sve_sysctl_init(void)
595 {
596         if (system_supports_sve())
597                 if (!register_sysctl("abi", sve_default_vl_table))
598                         return -EINVAL;
599
600         return 0;
601 }
602
603 #else /* ! (CONFIG_ARM64_SVE && CONFIG_SYSCTL) */
604 static int __init sve_sysctl_init(void) { return 0; }
605 #endif /* ! (CONFIG_ARM64_SVE && CONFIG_SYSCTL) */
606
607 #if defined(CONFIG_ARM64_SME) && defined(CONFIG_SYSCTL)
608 static struct ctl_table sme_default_vl_table[] = {
609         {
610                 .procname       = "sme_default_vector_length",
611                 .mode           = 0644,
612                 .proc_handler   = vec_proc_do_default_vl,
613                 .extra1         = &vl_info[ARM64_VEC_SME],
614         },
615 };
616
617 static int __init sme_sysctl_init(void)
618 {
619         if (system_supports_sme())
620                 if (!register_sysctl("abi", sme_default_vl_table))
621                         return -EINVAL;
622
623         return 0;
624 }
625
626 #else /* ! (CONFIG_ARM64_SME && CONFIG_SYSCTL) */
627 static int __init sme_sysctl_init(void) { return 0; }
628 #endif /* ! (CONFIG_ARM64_SME && CONFIG_SYSCTL) */
629
630 #define ZREG(sve_state, vq, n) ((char *)(sve_state) +           \
631         (SVE_SIG_ZREG_OFFSET(vq, n) - SVE_SIG_REGS_OFFSET))
632
633 #ifdef CONFIG_CPU_BIG_ENDIAN
634 static __uint128_t arm64_cpu_to_le128(__uint128_t x)
635 {
636         u64 a = swab64(x);
637         u64 b = swab64(x >> 64);
638
639         return ((__uint128_t)a << 64) | b;
640 }
641 #else
642 static __uint128_t arm64_cpu_to_le128(__uint128_t x)
643 {
644         return x;
645 }
646 #endif
647
648 #define arm64_le128_to_cpu(x) arm64_cpu_to_le128(x)
649
650 static void __fpsimd_to_sve(void *sst, struct user_fpsimd_state const *fst,
651                             unsigned int vq)
652 {
653         unsigned int i;
654         __uint128_t *p;
655
656         for (i = 0; i < SVE_NUM_ZREGS; ++i) {
657                 p = (__uint128_t *)ZREG(sst, vq, i);
658                 *p = arm64_cpu_to_le128(fst->vregs[i]);
659         }
660 }
661
662 /*
663  * Transfer the FPSIMD state in task->thread.uw.fpsimd_state to
664  * task->thread.sve_state.
665  *
666  * Task can be a non-runnable task, or current.  In the latter case,
667  * the caller must have ownership of the cpu FPSIMD context before calling
668  * this function.
669  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
670  * bytes of allocated kernel memory.
671  * task->thread.uw.fpsimd_state must be up to date before calling this
672  * function.
673  */
674 static void fpsimd_to_sve(struct task_struct *task)
675 {
676         unsigned int vq;
677         void *sst = task->thread.sve_state;
678         struct user_fpsimd_state const *fst = &task->thread.uw.fpsimd_state;
679
680         if (!system_supports_sve() && !system_supports_sme())
681                 return;
682
683         vq = sve_vq_from_vl(thread_get_cur_vl(&task->thread));
684         __fpsimd_to_sve(sst, fst, vq);
685 }
686
687 /*
688  * Transfer the SVE state in task->thread.sve_state to
689  * task->thread.uw.fpsimd_state.
690  *
691  * Task can be a non-runnable task, or current.  In the latter case,
692  * the caller must have ownership of the cpu FPSIMD context before calling
693  * this function.
694  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
695  * bytes of allocated kernel memory.
696  * task->thread.sve_state must be up to date before calling this function.
697  */
698 static void sve_to_fpsimd(struct task_struct *task)
699 {
700         unsigned int vq, vl;
701         void const *sst = task->thread.sve_state;
702         struct user_fpsimd_state *fst = &task->thread.uw.fpsimd_state;
703         unsigned int i;
704         __uint128_t const *p;
705
706         if (!system_supports_sve() && !system_supports_sme())
707                 return;
708
709         vl = thread_get_cur_vl(&task->thread);
710         vq = sve_vq_from_vl(vl);
711         for (i = 0; i < SVE_NUM_ZREGS; ++i) {
712                 p = (__uint128_t const *)ZREG(sst, vq, i);
713                 fst->vregs[i] = arm64_le128_to_cpu(*p);
714         }
715 }
716
717 #ifdef CONFIG_ARM64_SVE
718 /*
719  * Call __sve_free() directly only if you know task can't be scheduled
720  * or preempted.
721  */
722 static void __sve_free(struct task_struct *task)
723 {
724         kfree(task->thread.sve_state);
725         task->thread.sve_state = NULL;
726 }
727
728 static void sve_free(struct task_struct *task)
729 {
730         WARN_ON(test_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE));
731
732         __sve_free(task);
733 }
734
735 /*
736  * Return how many bytes of memory are required to store the full SVE
737  * state for task, given task's currently configured vector length.
738  */
739 size_t sve_state_size(struct task_struct const *task)
740 {
741         unsigned int vl = 0;
742
743         if (system_supports_sve())
744                 vl = task_get_sve_vl(task);
745         if (system_supports_sme())
746                 vl = max(vl, task_get_sme_vl(task));
747
748         return SVE_SIG_REGS_SIZE(sve_vq_from_vl(vl));
749 }
750
751 /*
752  * Ensure that task->thread.sve_state is allocated and sufficiently large.
753  *
754  * This function should be used only in preparation for replacing
755  * task->thread.sve_state with new data.  The memory is always zeroed
756  * here to prevent stale data from showing through: this is done in
757  * the interest of testability and predictability: except in the
758  * do_sve_acc() case, there is no ABI requirement to hide stale data
759  * written previously be task.
760  */
761 void sve_alloc(struct task_struct *task, bool flush)
762 {
763         if (task->thread.sve_state) {
764                 if (flush)
765                         memset(task->thread.sve_state, 0,
766                                sve_state_size(task));
767                 return;
768         }
769
770         /* This is a small allocation (maximum ~8KB) and Should Not Fail. */
771         task->thread.sve_state =
772                 kzalloc(sve_state_size(task), GFP_KERNEL);
773 }
774
775
776 /*
777  * Force the FPSIMD state shared with SVE to be updated in the SVE state
778  * even if the SVE state is the current active state.
779  *
780  * This should only be called by ptrace.  task must be non-runnable.
781  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
782  * bytes of allocated kernel memory.
783  */
784 void fpsimd_force_sync_to_sve(struct task_struct *task)
785 {
786         fpsimd_to_sve(task);
787 }
788
789 /*
790  * Ensure that task->thread.sve_state is up to date with respect to
791  * the user task, irrespective of when SVE is in use or not.
792  *
793  * This should only be called by ptrace.  task must be non-runnable.
794  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
795  * bytes of allocated kernel memory.
796  */
797 void fpsimd_sync_to_sve(struct task_struct *task)
798 {
799         if (!test_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE) &&
800             !thread_sm_enabled(&task->thread))
801                 fpsimd_to_sve(task);
802 }
803
804 /*
805  * Ensure that task->thread.uw.fpsimd_state is up to date with respect to
806  * the user task, irrespective of whether SVE is in use or not.
807  *
808  * This should only be called by ptrace.  task must be non-runnable.
809  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
810  * bytes of allocated kernel memory.
811  */
812 void sve_sync_to_fpsimd(struct task_struct *task)
813 {
814         if (task->thread.fp_type == FP_STATE_SVE)
815                 sve_to_fpsimd(task);
816 }
817
818 /*
819  * Ensure that task->thread.sve_state is up to date with respect to
820  * the task->thread.uw.fpsimd_state.
821  *
822  * This should only be called by ptrace to merge new FPSIMD register
823  * values into a task for which SVE is currently active.
824  * task must be non-runnable.
825  * task->thread.sve_state must point to at least sve_state_size(task)
826  * bytes of allocated kernel memory.
827  * task->thread.uw.fpsimd_state must already have been initialised with
828  * the new FPSIMD register values to be merged in.
829  */
830 void sve_sync_from_fpsimd_zeropad(struct task_struct *task)
831 {
832         unsigned int vq;
833         void *sst = task->thread.sve_state;
834         struct user_fpsimd_state const *fst = &task->thread.uw.fpsimd_state;
835
836         if (!test_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE) &&
837             !thread_sm_enabled(&task->thread))
838                 return;
839
840         vq = sve_vq_from_vl(thread_get_cur_vl(&task->thread));
841
842         memset(sst, 0, SVE_SIG_REGS_SIZE(vq));
843         __fpsimd_to_sve(sst, fst, vq);
844 }
845
846 int vec_set_vector_length(struct task_struct *task, enum vec_type type,
847                           unsigned long vl, unsigned long flags)
848 {
849         bool free_sme = false;
850
851         if (flags & ~(unsigned long)(PR_SVE_VL_INHERIT |
852                                      PR_SVE_SET_VL_ONEXEC))
853                 return -EINVAL;
854
855         if (!sve_vl_valid(vl))
856                 return -EINVAL;
857
858         /*
859          * Clamp to the maximum vector length that VL-agnostic code
860          * can work with.  A flag may be assigned in the future to
861          * allow setting of larger vector lengths without confusing
862          * older software.
863          */
864         if (vl > VL_ARCH_MAX)
865                 vl = VL_ARCH_MAX;
866
867         vl = find_supported_vector_length(type, vl);
868
869         if (flags & (PR_SVE_VL_INHERIT |
870                      PR_SVE_SET_VL_ONEXEC))
871                 task_set_vl_onexec(task, type, vl);
872         else
873                 /* Reset VL to system default on next exec: */
874                 task_set_vl_onexec(task, type, 0);
875
876         /* Only actually set the VL if not deferred: */
877         if (flags & PR_SVE_SET_VL_ONEXEC)
878                 goto out;
879
880         if (vl == task_get_vl(task, type))
881                 goto out;
882
883         /*
884          * To ensure the FPSIMD bits of the SVE vector registers are preserved,
885          * write any live register state back to task_struct, and convert to a
886          * regular FPSIMD thread.
887          */
888         if (task == current) {
889                 get_cpu_fpsimd_context();
890
891                 fpsimd_save();
892         }
893
894         fpsimd_flush_task_state(task);
895         if (test_and_clear_tsk_thread_flag(task, TIF_SVE) ||
896             thread_sm_enabled(&task->thread)) {
897                 sve_to_fpsimd(task);
898                 task->thread.fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
899         }
900
901         if (system_supports_sme()) {
902                 if (type == ARM64_VEC_SME ||
903                     !(task->thread.svcr & (SVCR_SM_MASK | SVCR_ZA_MASK))) {
904                         /*
905                          * We are changing the SME VL or weren't using
906                          * SME anyway, discard the state and force a
907                          * reallocation.
908                          */
909                         task->thread.svcr &= ~(SVCR_SM_MASK |
910                                                SVCR_ZA_MASK);
911                         clear_tsk_thread_flag(task, TIF_SME);
912                         free_sme = true;
913                 }
914         }
915
916         if (task == current)
917                 put_cpu_fpsimd_context();
918
919         task_set_vl(task, type, vl);
920
921         /*
922          * Free the changed states if they are not in use, SME will be
923          * reallocated to the correct size on next use and we just
924          * allocate SVE now in case it is needed for use in streaming
925          * mode.
926          */
927         if (system_supports_sve()) {
928                 sve_free(task);
929                 sve_alloc(task, true);
930         }
931
932         if (free_sme)
933                 sme_free(task);
934
935 out:
936         update_tsk_thread_flag(task, vec_vl_inherit_flag(type),
937                                flags & PR_SVE_VL_INHERIT);
938
939         return 0;
940 }
941
942 /*
943  * Encode the current vector length and flags for return.
944  * This is only required for prctl(): ptrace has separate fields.
945  * SVE and SME use the same bits for _ONEXEC and _INHERIT.
946  *
947  * flags are as for vec_set_vector_length().
948  */
949 static int vec_prctl_status(enum vec_type type, unsigned long flags)
950 {
951         int ret;
952
953         if (flags & PR_SVE_SET_VL_ONEXEC)
954                 ret = task_get_vl_onexec(current, type);
955         else
956                 ret = task_get_vl(current, type);
957
958         if (test_thread_flag(vec_vl_inherit_flag(type)))
959                 ret |= PR_SVE_VL_INHERIT;
960
961         return ret;
962 }
963
964 /* PR_SVE_SET_VL */
965 int sve_set_current_vl(unsigned long arg)
966 {
967         unsigned long vl, flags;
968         int ret;
969
970         vl = arg & PR_SVE_VL_LEN_MASK;
971         flags = arg & ~vl;
972
973         if (!system_supports_sve() || is_compat_task())
974                 return -EINVAL;
975
976         ret = vec_set_vector_length(current, ARM64_VEC_SVE, vl, flags);
977         if (ret)
978                 return ret;
979
980         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SVE, flags);
981 }
982
983 /* PR_SVE_GET_VL */
984 int sve_get_current_vl(void)
985 {
986         if (!system_supports_sve() || is_compat_task())
987                 return -EINVAL;
988
989         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SVE, 0);
990 }
991
992 #ifdef CONFIG_ARM64_SME
993 /* PR_SME_SET_VL */
994 int sme_set_current_vl(unsigned long arg)
995 {
996         unsigned long vl, flags;
997         int ret;
998
999         vl = arg & PR_SME_VL_LEN_MASK;
1000         flags = arg & ~vl;
1001
1002         if (!system_supports_sme() || is_compat_task())
1003                 return -EINVAL;
1004
1005         ret = vec_set_vector_length(current, ARM64_VEC_SME, vl, flags);
1006         if (ret)
1007                 return ret;
1008
1009         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SME, flags);
1010 }
1011
1012 /* PR_SME_GET_VL */
1013 int sme_get_current_vl(void)
1014 {
1015         if (!system_supports_sme() || is_compat_task())
1016                 return -EINVAL;
1017
1018         return vec_prctl_status(ARM64_VEC_SME, 0);
1019 }
1020 #endif /* CONFIG_ARM64_SME */
1021
1022 static void vec_probe_vqs(struct vl_info *info,
1023                           DECLARE_BITMAP(map, SVE_VQ_MAX))
1024 {
1025         unsigned int vq, vl;
1026
1027         bitmap_zero(map, SVE_VQ_MAX);
1028
1029         for (vq = SVE_VQ_MAX; vq >= SVE_VQ_MIN; --vq) {
1030                 write_vl(info->type, vq - 1); /* self-syncing */
1031
1032                 switch (info->type) {
1033                 case ARM64_VEC_SVE:
1034                         vl = sve_get_vl();
1035                         break;
1036                 case ARM64_VEC_SME:
1037                         vl = sme_get_vl();
1038                         break;
1039                 default:
1040                         vl = 0;
1041                         break;
1042                 }
1043
1044                 /* Minimum VL identified? */
1045                 if (sve_vq_from_vl(vl) > vq)
1046                         break;
1047
1048                 vq = sve_vq_from_vl(vl); /* skip intervening lengths */
1049                 set_bit(__vq_to_bit(vq), map);
1050         }
1051 }
1052
1053 /*
1054  * Initialise the set of known supported VQs for the boot CPU.
1055  * This is called during kernel boot, before secondary CPUs are brought up.
1056  */
1057 void __init vec_init_vq_map(enum vec_type type)
1058 {
1059         struct vl_info *info = &vl_info[type];
1060         vec_probe_vqs(info, info->vq_map);
1061         bitmap_copy(info->vq_partial_map, info->vq_map, SVE_VQ_MAX);
1062 }
1063
1064 /*
1065  * If we haven't committed to the set of supported VQs yet, filter out
1066  * those not supported by the current CPU.
1067  * This function is called during the bring-up of early secondary CPUs only.
1068  */
1069 void vec_update_vq_map(enum vec_type type)
1070 {
1071         struct vl_info *info = &vl_info[type];
1072         DECLARE_BITMAP(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1073
1074         vec_probe_vqs(info, tmp_map);
1075         bitmap_and(info->vq_map, info->vq_map, tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1076         bitmap_or(info->vq_partial_map, info->vq_partial_map, tmp_map,
1077                   SVE_VQ_MAX);
1078 }
1079
1080 /*
1081  * Check whether the current CPU supports all VQs in the committed set.
1082  * This function is called during the bring-up of late secondary CPUs only.
1083  */
1084 int vec_verify_vq_map(enum vec_type type)
1085 {
1086         struct vl_info *info = &vl_info[type];
1087         DECLARE_BITMAP(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1088         unsigned long b;
1089
1090         vec_probe_vqs(info, tmp_map);
1091
1092         bitmap_complement(tmp_map, tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1093         if (bitmap_intersects(tmp_map, info->vq_map, SVE_VQ_MAX)) {
1094                 pr_warn("%s: cpu%d: Required vector length(s) missing\n",
1095                         info->name, smp_processor_id());
1096                 return -EINVAL;
1097         }
1098
1099         if (!IS_ENABLED(CONFIG_KVM) || !is_hyp_mode_available())
1100                 return 0;
1101
1102         /*
1103          * For KVM, it is necessary to ensure that this CPU doesn't
1104          * support any vector length that guests may have probed as
1105          * unsupported.
1106          */
1107
1108         /* Recover the set of supported VQs: */
1109         bitmap_complement(tmp_map, tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1110         /* Find VQs supported that are not globally supported: */
1111         bitmap_andnot(tmp_map, tmp_map, info->vq_map, SVE_VQ_MAX);
1112
1113         /* Find the lowest such VQ, if any: */
1114         b = find_last_bit(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1115         if (b >= SVE_VQ_MAX)
1116                 return 0; /* no mismatches */
1117
1118         /*
1119          * Mismatches above sve_max_virtualisable_vl are fine, since
1120          * no guest is allowed to configure ZCR_EL2.LEN to exceed this:
1121          */
1122         if (sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(b)) <= info->max_virtualisable_vl) {
1123                 pr_warn("%s: cpu%d: Unsupported vector length(s) present\n",
1124                         info->name, smp_processor_id());
1125                 return -EINVAL;
1126         }
1127
1128         return 0;
1129 }
1130
1131 static void __init sve_efi_setup(void)
1132 {
1133         int max_vl = 0;
1134         int i;
1135
1136         if (!IS_ENABLED(CONFIG_EFI))
1137                 return;
1138
1139         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(vl_info); i++)
1140                 max_vl = max(vl_info[i].max_vl, max_vl);
1141
1142         /*
1143          * alloc_percpu() warns and prints a backtrace if this goes wrong.
1144          * This is evidence of a crippled system and we are returning void,
1145          * so no attempt is made to handle this situation here.
1146          */
1147         if (!sve_vl_valid(max_vl))
1148                 goto fail;
1149
1150         efi_sve_state = __alloc_percpu(
1151                 SVE_SIG_REGS_SIZE(sve_vq_from_vl(max_vl)), SVE_VQ_BYTES);
1152         if (!efi_sve_state)
1153                 goto fail;
1154
1155         return;
1156
1157 fail:
1158         panic("Cannot allocate percpu memory for EFI SVE save/restore");
1159 }
1160
1161 void cpu_enable_sve(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1162 {
1163         write_sysreg(read_sysreg(CPACR_EL1) | CPACR_EL1_ZEN_EL1EN, CPACR_EL1);
1164         isb();
1165 }
1166
1167 void __init sve_setup(void)
1168 {
1169         struct vl_info *info = &vl_info[ARM64_VEC_SVE];
1170         DECLARE_BITMAP(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1171         unsigned long b;
1172         int max_bit;
1173
1174         if (!cpus_have_cap(ARM64_SVE))
1175                 return;
1176
1177         /*
1178          * The SVE architecture mandates support for 128-bit vectors,
1179          * so sve_vq_map must have at least SVE_VQ_MIN set.
1180          * If something went wrong, at least try to patch it up:
1181          */
1182         if (WARN_ON(!test_bit(__vq_to_bit(SVE_VQ_MIN), info->vq_map)))
1183                 set_bit(__vq_to_bit(SVE_VQ_MIN), info->vq_map);
1184
1185         max_bit = find_first_bit(info->vq_map, SVE_VQ_MAX);
1186         info->max_vl = sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(max_bit));
1187
1188         /*
1189          * For the default VL, pick the maximum supported value <= 64.
1190          * VL == 64 is guaranteed not to grow the signal frame.
1191          */
1192         set_sve_default_vl(find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SVE, 64));
1193
1194         bitmap_andnot(tmp_map, info->vq_partial_map, info->vq_map,
1195                       SVE_VQ_MAX);
1196
1197         b = find_last_bit(tmp_map, SVE_VQ_MAX);
1198         if (b >= SVE_VQ_MAX)
1199                 /* No non-virtualisable VLs found */
1200                 info->max_virtualisable_vl = SVE_VQ_MAX;
1201         else if (WARN_ON(b == SVE_VQ_MAX - 1))
1202                 /* No virtualisable VLs?  This is architecturally forbidden. */
1203                 info->max_virtualisable_vl = SVE_VQ_MIN;
1204         else /* b + 1 < SVE_VQ_MAX */
1205                 info->max_virtualisable_vl = sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(b + 1));
1206
1207         if (info->max_virtualisable_vl > info->max_vl)
1208                 info->max_virtualisable_vl = info->max_vl;
1209
1210         pr_info("%s: maximum available vector length %u bytes per vector\n",
1211                 info->name, info->max_vl);
1212         pr_info("%s: default vector length %u bytes per vector\n",
1213                 info->name, get_sve_default_vl());
1214
1215         /* KVM decides whether to support mismatched systems. Just warn here: */
1216         if (sve_max_virtualisable_vl() < sve_max_vl())
1217                 pr_warn("%s: unvirtualisable vector lengths present\n",
1218                         info->name);
1219
1220         sve_efi_setup();
1221 }
1222
1223 /*
1224  * Called from the put_task_struct() path, which cannot get here
1225  * unless dead_task is really dead and not schedulable.
1226  */
1227 void fpsimd_release_task(struct task_struct *dead_task)
1228 {
1229         __sve_free(dead_task);
1230         sme_free(dead_task);
1231 }
1232
1233 #endif /* CONFIG_ARM64_SVE */
1234
1235 #ifdef CONFIG_ARM64_SME
1236
1237 /*
1238  * Ensure that task->thread.sme_state is allocated and sufficiently large.
1239  *
1240  * This function should be used only in preparation for replacing
1241  * task->thread.sme_state with new data.  The memory is always zeroed
1242  * here to prevent stale data from showing through: this is done in
1243  * the interest of testability and predictability, the architecture
1244  * guarantees that when ZA is enabled it will be zeroed.
1245  */
1246 void sme_alloc(struct task_struct *task, bool flush)
1247 {
1248         if (task->thread.sme_state && flush) {
1249                 memset(task->thread.sme_state, 0, sme_state_size(task));
1250                 return;
1251         }
1252
1253         /* This could potentially be up to 64K. */
1254         task->thread.sme_state =
1255                 kzalloc(sme_state_size(task), GFP_KERNEL);
1256 }
1257
1258 static void sme_free(struct task_struct *task)
1259 {
1260         kfree(task->thread.sme_state);
1261         task->thread.sme_state = NULL;
1262 }
1263
1264 void cpu_enable_sme(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1265 {
1266         /* Set priority for all PEs to architecturally defined minimum */
1267         write_sysreg_s(read_sysreg_s(SYS_SMPRI_EL1) & ~SMPRI_EL1_PRIORITY_MASK,
1268                        SYS_SMPRI_EL1);
1269
1270         /* Allow SME in kernel */
1271         write_sysreg(read_sysreg(CPACR_EL1) | CPACR_EL1_SMEN_EL1EN, CPACR_EL1);
1272         isb();
1273
1274         /* Allow EL0 to access TPIDR2 */
1275         write_sysreg(read_sysreg(SCTLR_EL1) | SCTLR_ELx_ENTP2, SCTLR_EL1);
1276         isb();
1277 }
1278
1279 void cpu_enable_sme2(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1280 {
1281         /* This must be enabled after SME */
1282         BUILD_BUG_ON(ARM64_SME2 <= ARM64_SME);
1283
1284         /* Allow use of ZT0 */
1285         write_sysreg_s(read_sysreg_s(SYS_SMCR_EL1) | SMCR_ELx_EZT0_MASK,
1286                        SYS_SMCR_EL1);
1287 }
1288
1289 void cpu_enable_fa64(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
1290 {
1291         /* This must be enabled after SME */
1292         BUILD_BUG_ON(ARM64_SME_FA64 <= ARM64_SME);
1293
1294         /* Allow use of FA64 */
1295         write_sysreg_s(read_sysreg_s(SYS_SMCR_EL1) | SMCR_ELx_FA64_MASK,
1296                        SYS_SMCR_EL1);
1297 }
1298
1299 void __init sme_setup(void)
1300 {
1301         struct vl_info *info = &vl_info[ARM64_VEC_SME];
1302         int min_bit, max_bit;
1303
1304         if (!cpus_have_cap(ARM64_SME))
1305                 return;
1306
1307         /*
1308          * SME doesn't require any particular vector length be
1309          * supported but it does require at least one.  We should have
1310          * disabled the feature entirely while bringing up CPUs but
1311          * let's double check here.  The bitmap is SVE_VQ_MAP sized for
1312          * sharing with SVE.
1313          */
1314         WARN_ON(bitmap_empty(info->vq_map, SVE_VQ_MAX));
1315
1316         min_bit = find_last_bit(info->vq_map, SVE_VQ_MAX);
1317         info->min_vl = sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(min_bit));
1318
1319         max_bit = find_first_bit(info->vq_map, SVE_VQ_MAX);
1320         info->max_vl = sve_vl_from_vq(__bit_to_vq(max_bit));
1321
1322         WARN_ON(info->min_vl > info->max_vl);
1323
1324         /*
1325          * For the default VL, pick the maximum supported value <= 32
1326          * (256 bits) if there is one since this is guaranteed not to
1327          * grow the signal frame when in streaming mode, otherwise the
1328          * minimum available VL will be used.
1329          */
1330         set_sme_default_vl(find_supported_vector_length(ARM64_VEC_SME, 32));
1331
1332         pr_info("SME: minimum available vector length %u bytes per vector\n",
1333                 info->min_vl);
1334         pr_info("SME: maximum available vector length %u bytes per vector\n",
1335                 info->max_vl);
1336         pr_info("SME: default vector length %u bytes per vector\n",
1337                 get_sme_default_vl());
1338 }
1339
1340 #endif /* CONFIG_ARM64_SME */
1341
1342 static void sve_init_regs(void)
1343 {
1344         /*
1345          * Convert the FPSIMD state to SVE, zeroing all the state that
1346          * is not shared with FPSIMD. If (as is likely) the current
1347          * state is live in the registers then do this there and
1348          * update our metadata for the current task including
1349          * disabling the trap, otherwise update our in-memory copy.
1350          * We are guaranteed to not be in streaming mode, we can only
1351          * take a SVE trap when not in streaming mode and we can't be
1352          * in streaming mode when taking a SME trap.
1353          */
1354         if (!test_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE)) {
1355                 unsigned long vq_minus_one =
1356                         sve_vq_from_vl(task_get_sve_vl(current)) - 1;
1357                 sve_set_vq(vq_minus_one);
1358                 sve_flush_live(true, vq_minus_one);
1359                 fpsimd_bind_task_to_cpu();
1360         } else {
1361                 fpsimd_to_sve(current);
1362                 current->thread.fp_type = FP_STATE_SVE;
1363         }
1364 }
1365
1366 /*
1367  * Trapped SVE access
1368  *
1369  * Storage is allocated for the full SVE state, the current FPSIMD
1370  * register contents are migrated across, and the access trap is
1371  * disabled.
1372  *
1373  * TIF_SVE should be clear on entry: otherwise, fpsimd_restore_current_state()
1374  * would have disabled the SVE access trap for userspace during
1375  * ret_to_user, making an SVE access trap impossible in that case.
1376  */
1377 void do_sve_acc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1378 {
1379         /* Even if we chose not to use SVE, the hardware could still trap: */
1380         if (unlikely(!system_supports_sve()) || WARN_ON(is_compat_task())) {
1381                 force_signal_inject(SIGILL, ILL_ILLOPC, regs->pc, 0);
1382                 return;
1383         }
1384
1385         sve_alloc(current, true);
1386         if (!current->thread.sve_state) {
1387                 force_sig(SIGKILL);
1388                 return;
1389         }
1390
1391         get_cpu_fpsimd_context();
1392
1393         if (test_and_set_thread_flag(TIF_SVE))
1394                 WARN_ON(1); /* SVE access shouldn't have trapped */
1395
1396         /*
1397          * Even if the task can have used streaming mode we can only
1398          * generate SVE access traps in normal SVE mode and
1399          * transitioning out of streaming mode may discard any
1400          * streaming mode state.  Always clear the high bits to avoid
1401          * any potential errors tracking what is properly initialised.
1402          */
1403         sve_init_regs();
1404
1405         put_cpu_fpsimd_context();
1406 }
1407
1408 /*
1409  * Trapped SME access
1410  *
1411  * Storage is allocated for the full SVE and SME state, the current
1412  * FPSIMD register contents are migrated to SVE if SVE is not already
1413  * active, and the access trap is disabled.
1414  *
1415  * TIF_SME should be clear on entry: otherwise, fpsimd_restore_current_state()
1416  * would have disabled the SME access trap for userspace during
1417  * ret_to_user, making an SME access trap impossible in that case.
1418  */
1419 void do_sme_acc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1420 {
1421         /* Even if we chose not to use SME, the hardware could still trap: */
1422         if (unlikely(!system_supports_sme()) || WARN_ON(is_compat_task())) {
1423                 force_signal_inject(SIGILL, ILL_ILLOPC, regs->pc, 0);
1424                 return;
1425         }
1426
1427         /*
1428          * If this not a trap due to SME being disabled then something
1429          * is being used in the wrong mode, report as SIGILL.
1430          */
1431         if (ESR_ELx_ISS(esr) != ESR_ELx_SME_ISS_SME_DISABLED) {
1432                 force_signal_inject(SIGILL, ILL_ILLOPC, regs->pc, 0);
1433                 return;
1434         }
1435
1436         sve_alloc(current, false);
1437         sme_alloc(current, true);
1438         if (!current->thread.sve_state || !current->thread.sme_state) {
1439                 force_sig(SIGKILL);
1440                 return;
1441         }
1442
1443         get_cpu_fpsimd_context();
1444
1445         /* With TIF_SME userspace shouldn't generate any traps */
1446         if (test_and_set_thread_flag(TIF_SME))
1447                 WARN_ON(1);
1448
1449         if (!test_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE)) {
1450                 unsigned long vq_minus_one =
1451                         sve_vq_from_vl(task_get_sme_vl(current)) - 1;
1452                 sme_set_vq(vq_minus_one);
1453
1454                 fpsimd_bind_task_to_cpu();
1455         }
1456
1457         put_cpu_fpsimd_context();
1458 }
1459
1460 /*
1461  * Trapped FP/ASIMD access.
1462  */
1463 void do_fpsimd_acc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1464 {
1465         /* Even if we chose not to use FPSIMD, the hardware could still trap: */
1466         if (!system_supports_fpsimd()) {
1467                 force_signal_inject(SIGILL, ILL_ILLOPC, regs->pc, 0);
1468                 return;
1469         }
1470
1471         /*
1472          * When FPSIMD is enabled, we should never take a trap unless something
1473          * has gone very wrong.
1474          */
1475         BUG();
1476 }
1477
1478 /*
1479  * Raise a SIGFPE for the current process.
1480  */
1481 void do_fpsimd_exc(unsigned long esr, struct pt_regs *regs)
1482 {
1483         unsigned int si_code = FPE_FLTUNK;
1484
1485         if (esr & ESR_ELx_FP_EXC_TFV) {
1486                 if (esr & FPEXC_IOF)
1487                         si_code = FPE_FLTINV;
1488                 else if (esr & FPEXC_DZF)
1489                         si_code = FPE_FLTDIV;
1490                 else if (esr & FPEXC_OFF)
1491                         si_code = FPE_FLTOVF;
1492                 else if (esr & FPEXC_UFF)
1493                         si_code = FPE_FLTUND;
1494                 else if (esr & FPEXC_IXF)
1495                         si_code = FPE_FLTRES;
1496         }
1497
1498         send_sig_fault(SIGFPE, si_code,
1499                        (void __user *)instruction_pointer(regs),
1500                        current);
1501 }
1502
1503 void fpsimd_thread_switch(struct task_struct *next)
1504 {
1505         bool wrong_task, wrong_cpu;
1506
1507         if (!system_supports_fpsimd())
1508                 return;
1509
1510         __get_cpu_fpsimd_context();
1511
1512         /* Save unsaved fpsimd state, if any: */
1513         fpsimd_save();
1514
1515         /*
1516          * Fix up TIF_FOREIGN_FPSTATE to correctly describe next's
1517          * state.  For kernel threads, FPSIMD registers are never loaded
1518          * and wrong_task and wrong_cpu will always be true.
1519          */
1520         wrong_task = __this_cpu_read(fpsimd_last_state.st) !=
1521                                         &next->thread.uw.fpsimd_state;
1522         wrong_cpu = next->thread.fpsimd_cpu != smp_processor_id();
1523
1524         update_tsk_thread_flag(next, TIF_FOREIGN_FPSTATE,
1525                                wrong_task || wrong_cpu);
1526
1527         __put_cpu_fpsimd_context();
1528 }
1529
1530 static void fpsimd_flush_thread_vl(enum vec_type type)
1531 {
1532         int vl, supported_vl;
1533
1534         /*
1535          * Reset the task vector length as required.  This is where we
1536          * ensure that all user tasks have a valid vector length
1537          * configured: no kernel task can become a user task without
1538          * an exec and hence a call to this function.  By the time the
1539          * first call to this function is made, all early hardware
1540          * probing is complete, so __sve_default_vl should be valid.
1541          * If a bug causes this to go wrong, we make some noise and
1542          * try to fudge thread.sve_vl to a safe value here.
1543          */
1544         vl = task_get_vl_onexec(current, type);
1545         if (!vl)
1546                 vl = get_default_vl(type);
1547
1548         if (WARN_ON(!sve_vl_valid(vl)))
1549                 vl = vl_info[type].min_vl;
1550
1551         supported_vl = find_supported_vector_length(type, vl);
1552         if (WARN_ON(supported_vl != vl))
1553                 vl = supported_vl;
1554
1555         task_set_vl(current, type, vl);
1556
1557         /*
1558          * If the task is not set to inherit, ensure that the vector
1559          * length will be reset by a subsequent exec:
1560          */
1561         if (!test_thread_flag(vec_vl_inherit_flag(type)))
1562                 task_set_vl_onexec(current, type, 0);
1563 }
1564
1565 void fpsimd_flush_thread(void)
1566 {
1567         void *sve_state = NULL;
1568         void *sme_state = NULL;
1569
1570         if (!system_supports_fpsimd())
1571                 return;
1572
1573         get_cpu_fpsimd_context();
1574
1575         fpsimd_flush_task_state(current);
1576         memset(&current->thread.uw.fpsimd_state, 0,
1577                sizeof(current->thread.uw.fpsimd_state));
1578
1579         if (system_supports_sve()) {
1580                 clear_thread_flag(TIF_SVE);
1581
1582                 /* Defer kfree() while in atomic context */
1583                 sve_state = current->thread.sve_state;
1584                 current->thread.sve_state = NULL;
1585
1586                 fpsimd_flush_thread_vl(ARM64_VEC_SVE);
1587         }
1588
1589         if (system_supports_sme()) {
1590                 clear_thread_flag(TIF_SME);
1591
1592                 /* Defer kfree() while in atomic context */
1593                 sme_state = current->thread.sme_state;
1594                 current->thread.sme_state = NULL;
1595
1596                 fpsimd_flush_thread_vl(ARM64_VEC_SME);
1597                 current->thread.svcr = 0;
1598         }
1599
1600         current->thread.fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
1601
1602         put_cpu_fpsimd_context();
1603         kfree(sve_state);
1604         kfree(sme_state);
1605 }
1606
1607 /*
1608  * Save the userland FPSIMD state of 'current' to memory, but only if the state
1609  * currently held in the registers does in fact belong to 'current'
1610  */
1611 void fpsimd_preserve_current_state(void)
1612 {
1613         if (!system_supports_fpsimd())
1614                 return;
1615
1616         get_cpu_fpsimd_context();
1617         fpsimd_save();
1618         put_cpu_fpsimd_context();
1619 }
1620
1621 /*
1622  * Like fpsimd_preserve_current_state(), but ensure that
1623  * current->thread.uw.fpsimd_state is updated so that it can be copied to
1624  * the signal frame.
1625  */
1626 void fpsimd_signal_preserve_current_state(void)
1627 {
1628         fpsimd_preserve_current_state();
1629         if (test_thread_flag(TIF_SVE))
1630                 sve_to_fpsimd(current);
1631 }
1632
1633 /*
1634  * Called by KVM when entering the guest.
1635  */
1636 void fpsimd_kvm_prepare(void)
1637 {
1638         if (!system_supports_sve())
1639                 return;
1640
1641         /*
1642          * KVM does not save host SVE state since we can only enter
1643          * the guest from a syscall so the ABI means that only the
1644          * non-saved SVE state needs to be saved.  If we have left
1645          * SVE enabled for performance reasons then update the task
1646          * state to be FPSIMD only.
1647          */
1648         get_cpu_fpsimd_context();
1649
1650         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_SVE)) {
1651                 sve_to_fpsimd(current);
1652                 current->thread.fp_type = FP_STATE_FPSIMD;
1653         }
1654
1655         put_cpu_fpsimd_context();
1656 }
1657
1658 /*
1659  * Associate current's FPSIMD context with this cpu
1660  * The caller must have ownership of the cpu FPSIMD context before calling
1661  * this function.
1662  */
1663 static void fpsimd_bind_task_to_cpu(void)
1664 {
1665         struct cpu_fp_state *last = this_cpu_ptr(&fpsimd_last_state);
1666
1667         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
1668         last->st = &current->thread.uw.fpsimd_state;
1669         last->sve_state = current->thread.sve_state;
1670         last->sme_state = current->thread.sme_state;
1671         last->sve_vl = task_get_sve_vl(current);
1672         last->sme_vl = task_get_sme_vl(current);
1673         last->svcr = &current->thread.svcr;
1674         last->fp_type = &current->thread.fp_type;
1675         last->to_save = FP_STATE_CURRENT;
1676         current->thread.fpsimd_cpu = smp_processor_id();
1677
1678         /*
1679          * Toggle SVE and SME trapping for userspace if needed, these
1680          * are serialsied by ret_to_user().
1681          */
1682         if (system_supports_sme()) {
1683                 if (test_thread_flag(TIF_SME))
1684                         sme_user_enable();
1685                 else
1686                         sme_user_disable();
1687         }
1688
1689         if (system_supports_sve()) {
1690                 if (test_thread_flag(TIF_SVE))
1691                         sve_user_enable();
1692                 else
1693                         sve_user_disable();
1694         }
1695 }
1696
1697 void fpsimd_bind_state_to_cpu(struct cpu_fp_state *state)
1698 {
1699         struct cpu_fp_state *last = this_cpu_ptr(&fpsimd_last_state);
1700
1701         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
1702         WARN_ON(!in_softirq() && !irqs_disabled());
1703
1704         *last = *state;
1705 }
1706
1707 /*
1708  * Load the userland FPSIMD state of 'current' from memory, but only if the
1709  * FPSIMD state already held in the registers is /not/ the most recent FPSIMD
1710  * state of 'current'.  This is called when we are preparing to return to
1711  * userspace to ensure that userspace sees a good register state.
1712  */
1713 void fpsimd_restore_current_state(void)
1714 {
1715         /*
1716          * TIF_FOREIGN_FPSTATE is set on the init task and copied by
1717          * arch_dup_task_struct() regardless of whether FP/SIMD is detected.
1718          * Thus user threads can have this set even when FP/SIMD hasn't been
1719          * detected.
1720          *
1721          * When FP/SIMD is detected, begin_new_exec() will set
1722          * TIF_FOREIGN_FPSTATE via flush_thread() -> fpsimd_flush_thread(),
1723          * and fpsimd_thread_switch() will set TIF_FOREIGN_FPSTATE when
1724          * switching tasks. We detect FP/SIMD before we exec the first user
1725          * process, ensuring this has TIF_FOREIGN_FPSTATE set and
1726          * do_notify_resume() will call fpsimd_restore_current_state() to
1727          * install the user FP/SIMD context.
1728          *
1729          * When FP/SIMD is not detected, nothing else will clear or set
1730          * TIF_FOREIGN_FPSTATE prior to the first return to userspace, and
1731          * we must clear TIF_FOREIGN_FPSTATE to avoid do_notify_resume()
1732          * looping forever calling fpsimd_restore_current_state().
1733          */
1734         if (!system_supports_fpsimd()) {
1735                 clear_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1736                 return;
1737         }
1738
1739         get_cpu_fpsimd_context();
1740
1741         if (test_and_clear_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE)) {
1742                 task_fpsimd_load();
1743                 fpsimd_bind_task_to_cpu();
1744         }
1745
1746         put_cpu_fpsimd_context();
1747 }
1748
1749 /*
1750  * Load an updated userland FPSIMD state for 'current' from memory and set the
1751  * flag that indicates that the FPSIMD register contents are the most recent
1752  * FPSIMD state of 'current'. This is used by the signal code to restore the
1753  * register state when returning from a signal handler in FPSIMD only cases,
1754  * any SVE context will be discarded.
1755  */
1756 void fpsimd_update_current_state(struct user_fpsimd_state const *state)
1757 {
1758         if (WARN_ON(!system_supports_fpsimd()))
1759                 return;
1760
1761         get_cpu_fpsimd_context();
1762
1763         current->thread.uw.fpsimd_state = *state;
1764         if (test_thread_flag(TIF_SVE))
1765                 fpsimd_to_sve(current);
1766
1767         task_fpsimd_load();
1768         fpsimd_bind_task_to_cpu();
1769
1770         clear_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1771
1772         put_cpu_fpsimd_context();
1773 }
1774
1775 /*
1776  * Invalidate live CPU copies of task t's FPSIMD state
1777  *
1778  * This function may be called with preemption enabled.  The barrier()
1779  * ensures that the assignment to fpsimd_cpu is visible to any
1780  * preemption/softirq that could race with set_tsk_thread_flag(), so
1781  * that TIF_FOREIGN_FPSTATE cannot be spuriously re-cleared.
1782  *
1783  * The final barrier ensures that TIF_FOREIGN_FPSTATE is seen set by any
1784  * subsequent code.
1785  */
1786 void fpsimd_flush_task_state(struct task_struct *t)
1787 {
1788         t->thread.fpsimd_cpu = NR_CPUS;
1789         /*
1790          * If we don't support fpsimd, bail out after we have
1791          * reset the fpsimd_cpu for this task and clear the
1792          * FPSTATE.
1793          */
1794         if (!system_supports_fpsimd())
1795                 return;
1796         barrier();
1797         set_tsk_thread_flag(t, TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1798
1799         barrier();
1800 }
1801
1802 /*
1803  * Invalidate any task's FPSIMD state that is present on this cpu.
1804  * The FPSIMD context should be acquired with get_cpu_fpsimd_context()
1805  * before calling this function.
1806  */
1807 static void fpsimd_flush_cpu_state(void)
1808 {
1809         WARN_ON(!system_supports_fpsimd());
1810         __this_cpu_write(fpsimd_last_state.st, NULL);
1811
1812         /*
1813          * Leaving streaming mode enabled will cause issues for any kernel
1814          * NEON and leaving streaming mode or ZA enabled may increase power
1815          * consumption.
1816          */
1817         if (system_supports_sme())
1818                 sme_smstop();
1819
1820         set_thread_flag(TIF_FOREIGN_FPSTATE);
1821 }
1822
1823 /*
1824  * Save the FPSIMD state to memory and invalidate cpu view.
1825  * This function must be called with preemption disabled.
1826  */
1827 void fpsimd_save_and_flush_cpu_state(void)
1828 {
1829         if (!system_supports_fpsimd())
1830                 return;
1831         WARN_ON(preemptible());
1832         __get_cpu_fpsimd_context();
1833         fpsimd_save();
1834         fpsimd_flush_cpu_state();
1835         __put_cpu_fpsimd_context();
1836 }
1837
1838 #ifdef CONFIG_KERNEL_MODE_NEON
1839
1840 /*
1841  * Kernel-side NEON support functions
1842  */
1843
1844 /*
1845  * kernel_neon_begin(): obtain the CPU FPSIMD registers for use by the calling
1846  * context
1847  *
1848  * Must not be called unless may_use_simd() returns true.
1849  * Task context in the FPSIMD registers is saved back to memory as necessary.
1850  *
1851  * A matching call to kernel_neon_end() must be made before returning from the
1852  * calling context.
1853  *
1854  * The caller may freely use the FPSIMD registers until kernel_neon_end() is
1855  * called.
1856  */
1857 void kernel_neon_begin(void)
1858 {
1859         if (WARN_ON(!system_supports_fpsimd()))
1860                 return;
1861
1862         BUG_ON(!may_use_simd());
1863
1864         get_cpu_fpsimd_context();
1865
1866         /* Save unsaved fpsimd state, if any: */
1867         fpsimd_save();
1868
1869         /* Invalidate any task state remaining in the fpsimd regs: */
1870         fpsimd_flush_cpu_state();
1871 }
1872 EXPORT_SYMBOL_GPL(kernel_neon_begin);
1873
1874 /*
1875  * kernel_neon_end(): give the CPU FPSIMD registers back to the current task
1876  *
1877  * Must be called from a context in which kernel_neon_begin() was previously
1878  * called, with no call to kernel_neon_end() in the meantime.
1879  *
1880  * The caller must not use the FPSIMD registers after this function is called,
1881  * unless kernel_neon_begin() is called again in the meantime.
1882  */
1883 void kernel_neon_end(void)
1884 {
1885         if (!system_supports_fpsimd())
1886                 return;
1887
1888         put_cpu_fpsimd_context();
1889 }
1890 EXPORT_SYMBOL_GPL(kernel_neon_end);
1891
1892 #ifdef CONFIG_EFI
1893
1894 static DEFINE_PER_CPU(struct user_fpsimd_state, efi_fpsimd_state);
1895 static DEFINE_PER_CPU(bool, efi_fpsimd_state_used);
1896 static DEFINE_PER_CPU(bool, efi_sve_state_used);
1897 static DEFINE_PER_CPU(bool, efi_sm_state);
1898
1899 /*
1900  * EFI runtime services support functions
1901  *
1902  * The ABI for EFI runtime services allows EFI to use FPSIMD during the call.
1903  * This means that for EFI (and only for EFI), we have to assume that FPSIMD
1904  * is always used rather than being an optional accelerator.
1905  *
1906  * These functions provide the necessary support for ensuring FPSIMD
1907  * save/restore in the contexts from which EFI is used.
1908  *
1909  * Do not use them for any other purpose -- if tempted to do so, you are
1910  * either doing something wrong or you need to propose some refactoring.
1911  */
1912
1913 /*
1914  * __efi_fpsimd_begin(): prepare FPSIMD for making an EFI runtime services call
1915  */
1916 void __efi_fpsimd_begin(void)
1917 {
1918         if (!system_supports_fpsimd())
1919                 return;
1920
1921         WARN_ON(preemptible());
1922
1923         if (may_use_simd()) {
1924                 kernel_neon_begin();
1925         } else {
1926                 /*
1927                  * If !efi_sve_state, SVE can't be in use yet and doesn't need
1928                  * preserving:
1929                  */
1930                 if (system_supports_sve() && likely(efi_sve_state)) {
1931                         char *sve_state = this_cpu_ptr(efi_sve_state);
1932                         bool ffr = true;
1933                         u64 svcr;
1934
1935                         __this_cpu_write(efi_sve_state_used, true);
1936
1937                         if (system_supports_sme()) {
1938                                 svcr = read_sysreg_s(SYS_SVCR);
1939
1940                                 __this_cpu_write(efi_sm_state,
1941                                                  svcr & SVCR_SM_MASK);
1942
1943                                 /*
1944                                  * Unless we have FA64 FFR does not
1945                                  * exist in streaming mode.
1946                                  */
1947                                 if (!system_supports_fa64())
1948                                         ffr = !(svcr & SVCR_SM_MASK);
1949                         }
1950
1951                         sve_save_state(sve_state + sve_ffr_offset(sve_max_vl()),
1952                                        &this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state)->fpsr,
1953                                        ffr);
1954
1955                         if (system_supports_sme())
1956                                 sysreg_clear_set_s(SYS_SVCR,
1957                                                    SVCR_SM_MASK, 0);
1958
1959                 } else {
1960                         fpsimd_save_state(this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state));
1961                 }
1962
1963                 __this_cpu_write(efi_fpsimd_state_used, true);
1964         }
1965 }
1966
1967 /*
1968  * __efi_fpsimd_end(): clean up FPSIMD after an EFI runtime services call
1969  */
1970 void __efi_fpsimd_end(void)
1971 {
1972         if (!system_supports_fpsimd())
1973                 return;
1974
1975         if (!__this_cpu_xchg(efi_fpsimd_state_used, false)) {
1976                 kernel_neon_end();
1977         } else {
1978                 if (system_supports_sve() &&
1979                     likely(__this_cpu_read(efi_sve_state_used))) {
1980                         char const *sve_state = this_cpu_ptr(efi_sve_state);
1981                         bool ffr = true;
1982
1983                         /*
1984                          * Restore streaming mode; EFI calls are
1985                          * normal function calls so should not return in
1986                          * streaming mode.
1987                          */
1988                         if (system_supports_sme()) {
1989                                 if (__this_cpu_read(efi_sm_state)) {
1990                                         sysreg_clear_set_s(SYS_SVCR,
1991                                                            0,
1992                                                            SVCR_SM_MASK);
1993
1994                                         /*
1995                                          * Unless we have FA64 FFR does not
1996                                          * exist in streaming mode.
1997                                          */
1998                                         if (!system_supports_fa64())
1999                                                 ffr = false;
2000                                 }
2001                         }
2002
2003                         sve_load_state(sve_state + sve_ffr_offset(sve_max_vl()),
2004                                        &this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state)->fpsr,
2005                                        ffr);
2006
2007                         __this_cpu_write(efi_sve_state_used, false);
2008                 } else {
2009                         fpsimd_load_state(this_cpu_ptr(&efi_fpsimd_state));
2010                 }
2011         }
2012 }
2013
2014 #endif /* CONFIG_EFI */
2015
2016 #endif /* CONFIG_KERNEL_MODE_NEON */
2017
2018 #ifdef CONFIG_CPU_PM
2019 static int fpsimd_cpu_pm_notifier(struct notifier_block *self,
2020                                   unsigned long cmd, void *v)
2021 {
2022         switch (cmd) {
2023         case CPU_PM_ENTER:
2024                 fpsimd_save_and_flush_cpu_state();
2025                 break;
2026         case CPU_PM_EXIT:
2027                 break;
2028         case CPU_PM_ENTER_FAILED:
2029         default:
2030                 return NOTIFY_DONE;
2031         }
2032         return NOTIFY_OK;
2033 }
2034
2035 static struct notifier_block fpsimd_cpu_pm_notifier_block = {
2036         .notifier_call = fpsimd_cpu_pm_notifier,
2037 };
2038
2039 static void __init fpsimd_pm_init(void)
2040 {
2041         cpu_pm_register_notifier(&fpsimd_cpu_pm_notifier_block);
2042 }
2043
2044 #else
2045 static inline void fpsimd_pm_init(void) { }
2046 #endif /* CONFIG_CPU_PM */
2047
2048 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
2049 static int fpsimd_cpu_dead(unsigned int cpu)
2050 {
2051         per_cpu(fpsimd_last_state.st, cpu) = NULL;
2052         return 0;
2053 }
2054
2055 static inline void fpsimd_hotplug_init(void)
2056 {
2057         cpuhp_setup_state_nocalls(CPUHP_ARM64_FPSIMD_DEAD, "arm64/fpsimd:dead",
2058                                   NULL, fpsimd_cpu_dead);
2059 }
2060
2061 #else
2062 static inline void fpsimd_hotplug_init(void) { }
2063 #endif
2064
2065 void cpu_enable_fpsimd(const struct arm64_cpu_capabilities *__always_unused p)
2066 {
2067         unsigned long enable = CPACR_EL1_FPEN_EL1EN | CPACR_EL1_FPEN_EL0EN;
2068         write_sysreg(read_sysreg(CPACR_EL1) | enable, CPACR_EL1);
2069         isb();
2070 }
2071
2072 /*
2073  * FP/SIMD support code initialisation.
2074  */
2075 static int __init fpsimd_init(void)
2076 {
2077         if (cpu_have_named_feature(FP)) {
2078                 fpsimd_pm_init();
2079                 fpsimd_hotplug_init();
2080         } else {
2081                 pr_notice("Floating-point is not implemented\n");
2082         }
2083
2084         if (!cpu_have_named_feature(ASIMD))
2085                 pr_notice("Advanced SIMD is not implemented\n");
2086
2087
2088         sve_sysctl_init();
2089         sme_sysctl_init();
2090
2091         return 0;
2092 }
2093 core_initcall(fpsimd_init);