h8300: Convert to new irq_chip functions
[linux-2.6.git] / arch / arm / vfp / vfpmodule.c
1 /*
2  *  linux/arch/arm/vfp/vfpmodule.c
3  *
4  *  Copyright (C) 2004 ARM Limited.
5  *  Written by Deep Blue Solutions Limited.
6  *
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
9  * published by the Free Software Foundation.
10  */
11 #include <linux/module.h>
12 #include <linux/types.h>
13 #include <linux/cpu.h>
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/notifier.h>
16 #include <linux/signal.h>
17 #include <linux/sched.h>
18 #include <linux/smp.h>
19 #include <linux/init.h>
20
21 #include <asm/cputype.h>
22 #include <asm/thread_notify.h>
23 #include <asm/vfp.h>
24
25 #include "vfpinstr.h"
26 #include "vfp.h"
27
28 /*
29  * Our undef handlers (in entry.S)
30  */
31 void vfp_testing_entry(void);
32 void vfp_support_entry(void);
33 void vfp_null_entry(void);
34
35 void (*vfp_vector)(void) = vfp_null_entry;
36 union vfp_state *last_VFP_context[NR_CPUS];
37
38 /*
39  * Dual-use variable.
40  * Used in startup: set to non-zero if VFP checks fail
41  * After startup, holds VFP architecture
42  */
43 unsigned int VFP_arch;
44
45 /*
46  * Per-thread VFP initialization.
47  */
48 static void vfp_thread_flush(struct thread_info *thread)
49 {
50         union vfp_state *vfp = &thread->vfpstate;
51         unsigned int cpu;
52
53         memset(vfp, 0, sizeof(union vfp_state));
54
55         vfp->hard.fpexc = FPEXC_EN;
56         vfp->hard.fpscr = FPSCR_ROUND_NEAREST;
57
58         /*
59          * Disable VFP to ensure we initialize it first.  We must ensure
60          * that the modification of last_VFP_context[] and hardware disable
61          * are done for the same CPU and without preemption.
62          */
63         cpu = get_cpu();
64         if (last_VFP_context[cpu] == vfp)
65                 last_VFP_context[cpu] = NULL;
66         fmxr(FPEXC, fmrx(FPEXC) & ~FPEXC_EN);
67         put_cpu();
68 }
69
70 static void vfp_thread_exit(struct thread_info *thread)
71 {
72         /* release case: Per-thread VFP cleanup. */
73         union vfp_state *vfp = &thread->vfpstate;
74         unsigned int cpu = get_cpu();
75
76         if (last_VFP_context[cpu] == vfp)
77                 last_VFP_context[cpu] = NULL;
78         put_cpu();
79 }
80
81 /*
82  * When this function is called with the following 'cmd's, the following
83  * is true while this function is being run:
84  *  THREAD_NOFTIFY_SWTICH:
85  *   - the previously running thread will not be scheduled onto another CPU.
86  *   - the next thread to be run (v) will not be running on another CPU.
87  *   - thread->cpu is the local CPU number
88  *   - not preemptible as we're called in the middle of a thread switch
89  *  THREAD_NOTIFY_FLUSH:
90  *   - the thread (v) will be running on the local CPU, so
91  *      v === current_thread_info()
92  *   - thread->cpu is the local CPU number at the time it is accessed,
93  *      but may change at any time.
94  *   - we could be preempted if tree preempt rcu is enabled, so
95  *      it is unsafe to use thread->cpu.
96  *  THREAD_NOTIFY_EXIT
97  *   - the thread (v) will be running on the local CPU, so
98  *      v === current_thread_info()
99  *   - thread->cpu is the local CPU number at the time it is accessed,
100  *      but may change at any time.
101  *   - we could be preempted if tree preempt rcu is enabled, so
102  *      it is unsafe to use thread->cpu.
103  */
104 static int vfp_notifier(struct notifier_block *self, unsigned long cmd, void *v)
105 {
106         struct thread_info *thread = v;
107
108         if (likely(cmd == THREAD_NOTIFY_SWITCH)) {
109                 u32 fpexc = fmrx(FPEXC);
110
111 #ifdef CONFIG_SMP
112                 unsigned int cpu = thread->cpu;
113
114                 /*
115                  * On SMP, if VFP is enabled, save the old state in
116                  * case the thread migrates to a different CPU. The
117                  * restoring is done lazily.
118                  */
119                 if ((fpexc & FPEXC_EN) && last_VFP_context[cpu]) {
120                         vfp_save_state(last_VFP_context[cpu], fpexc);
121                         last_VFP_context[cpu]->hard.cpu = cpu;
122                 }
123                 /*
124                  * Thread migration, just force the reloading of the
125                  * state on the new CPU in case the VFP registers
126                  * contain stale data.
127                  */
128                 if (thread->vfpstate.hard.cpu != cpu)
129                         last_VFP_context[cpu] = NULL;
130 #endif
131
132                 /*
133                  * Always disable VFP so we can lazily save/restore the
134                  * old state.
135                  */
136                 fmxr(FPEXC, fpexc & ~FPEXC_EN);
137                 return NOTIFY_DONE;
138         }
139
140         if (cmd == THREAD_NOTIFY_FLUSH)
141                 vfp_thread_flush(thread);
142         else
143                 vfp_thread_exit(thread);
144
145         return NOTIFY_DONE;
146 }
147
148 static struct notifier_block vfp_notifier_block = {
149         .notifier_call  = vfp_notifier,
150 };
151
152 /*
153  * Raise a SIGFPE for the current process.
154  * sicode describes the signal being raised.
155  */
156 void vfp_raise_sigfpe(unsigned int sicode, struct pt_regs *regs)
157 {
158         siginfo_t info;
159
160         memset(&info, 0, sizeof(info));
161
162         info.si_signo = SIGFPE;
163         info.si_code = sicode;
164         info.si_addr = (void __user *)(instruction_pointer(regs) - 4);
165
166         /*
167          * This is the same as NWFPE, because it's not clear what
168          * this is used for
169          */
170         current->thread.error_code = 0;
171         current->thread.trap_no = 6;
172
173         send_sig_info(SIGFPE, &info, current);
174 }
175
176 static void vfp_panic(char *reason, u32 inst)
177 {
178         int i;
179
180         printk(KERN_ERR "VFP: Error: %s\n", reason);
181         printk(KERN_ERR "VFP: EXC 0x%08x SCR 0x%08x INST 0x%08x\n",
182                 fmrx(FPEXC), fmrx(FPSCR), inst);
183         for (i = 0; i < 32; i += 2)
184                 printk(KERN_ERR "VFP: s%2u: 0x%08x s%2u: 0x%08x\n",
185                        i, vfp_get_float(i), i+1, vfp_get_float(i+1));
186 }
187
188 /*
189  * Process bitmask of exception conditions.
190  */
191 static void vfp_raise_exceptions(u32 exceptions, u32 inst, u32 fpscr, struct pt_regs *regs)
192 {
193         int si_code = 0;
194
195         pr_debug("VFP: raising exceptions %08x\n", exceptions);
196
197         if (exceptions == VFP_EXCEPTION_ERROR) {
198                 vfp_panic("unhandled bounce", inst);
199                 vfp_raise_sigfpe(0, regs);
200                 return;
201         }
202
203         /*
204          * If any of the status flags are set, update the FPSCR.
205          * Comparison instructions always return at least one of
206          * these flags set.
207          */
208         if (exceptions & (FPSCR_N|FPSCR_Z|FPSCR_C|FPSCR_V))
209                 fpscr &= ~(FPSCR_N|FPSCR_Z|FPSCR_C|FPSCR_V);
210
211         fpscr |= exceptions;
212
213         fmxr(FPSCR, fpscr);
214
215 #define RAISE(stat,en,sig)                              \
216         if (exceptions & stat && fpscr & en)            \
217                 si_code = sig;
218
219         /*
220          * These are arranged in priority order, least to highest.
221          */
222         RAISE(FPSCR_DZC, FPSCR_DZE, FPE_FLTDIV);
223         RAISE(FPSCR_IXC, FPSCR_IXE, FPE_FLTRES);
224         RAISE(FPSCR_UFC, FPSCR_UFE, FPE_FLTUND);
225         RAISE(FPSCR_OFC, FPSCR_OFE, FPE_FLTOVF);
226         RAISE(FPSCR_IOC, FPSCR_IOE, FPE_FLTINV);
227
228         if (si_code)
229                 vfp_raise_sigfpe(si_code, regs);
230 }
231
232 /*
233  * Emulate a VFP instruction.
234  */
235 static u32 vfp_emulate_instruction(u32 inst, u32 fpscr, struct pt_regs *regs)
236 {
237         u32 exceptions = VFP_EXCEPTION_ERROR;
238
239         pr_debug("VFP: emulate: INST=0x%08x SCR=0x%08x\n", inst, fpscr);
240
241         if (INST_CPRTDO(inst)) {
242                 if (!INST_CPRT(inst)) {
243                         /*
244                          * CPDO
245                          */
246                         if (vfp_single(inst)) {
247                                 exceptions = vfp_single_cpdo(inst, fpscr);
248                         } else {
249                                 exceptions = vfp_double_cpdo(inst, fpscr);
250                         }
251                 } else {
252                         /*
253                          * A CPRT instruction can not appear in FPINST2, nor
254                          * can it cause an exception.  Therefore, we do not
255                          * have to emulate it.
256                          */
257                 }
258         } else {
259                 /*
260                  * A CPDT instruction can not appear in FPINST2, nor can
261                  * it cause an exception.  Therefore, we do not have to
262                  * emulate it.
263                  */
264         }
265         return exceptions & ~VFP_NAN_FLAG;
266 }
267
268 /*
269  * Package up a bounce condition.
270  */
271 void VFP_bounce(u32 trigger, u32 fpexc, struct pt_regs *regs)
272 {
273         u32 fpscr, orig_fpscr, fpsid, exceptions;
274
275         pr_debug("VFP: bounce: trigger %08x fpexc %08x\n", trigger, fpexc);
276
277         /*
278          * At this point, FPEXC can have the following configuration:
279          *
280          *  EX DEX IXE
281          *  0   1   x   - synchronous exception
282          *  1   x   0   - asynchronous exception
283          *  1   x   1   - sychronous on VFP subarch 1 and asynchronous on later
284          *  0   0   1   - synchronous on VFP9 (non-standard subarch 1
285          *                implementation), undefined otherwise
286          *
287          * Clear various bits and enable access to the VFP so we can
288          * handle the bounce.
289          */
290         fmxr(FPEXC, fpexc & ~(FPEXC_EX|FPEXC_DEX|FPEXC_FP2V|FPEXC_VV|FPEXC_TRAP_MASK));
291
292         fpsid = fmrx(FPSID);
293         orig_fpscr = fpscr = fmrx(FPSCR);
294
295         /*
296          * Check for the special VFP subarch 1 and FPSCR.IXE bit case
297          */
298         if ((fpsid & FPSID_ARCH_MASK) == (1 << FPSID_ARCH_BIT)
299             && (fpscr & FPSCR_IXE)) {
300                 /*
301                  * Synchronous exception, emulate the trigger instruction
302                  */
303                 goto emulate;
304         }
305
306         if (fpexc & FPEXC_EX) {
307 #ifndef CONFIG_CPU_FEROCEON
308                 /*
309                  * Asynchronous exception. The instruction is read from FPINST
310                  * and the interrupted instruction has to be restarted.
311                  */
312                 trigger = fmrx(FPINST);
313                 regs->ARM_pc -= 4;
314 #endif
315         } else if (!(fpexc & FPEXC_DEX)) {
316                 /*
317                  * Illegal combination of bits. It can be caused by an
318                  * unallocated VFP instruction but with FPSCR.IXE set and not
319                  * on VFP subarch 1.
320                  */
321                  vfp_raise_exceptions(VFP_EXCEPTION_ERROR, trigger, fpscr, regs);
322                 goto exit;
323         }
324
325         /*
326          * Modify fpscr to indicate the number of iterations remaining.
327          * If FPEXC.EX is 0, FPEXC.DEX is 1 and the FPEXC.VV bit indicates
328          * whether FPEXC.VECITR or FPSCR.LEN is used.
329          */
330         if (fpexc & (FPEXC_EX | FPEXC_VV)) {
331                 u32 len;
332
333                 len = fpexc + (1 << FPEXC_LENGTH_BIT);
334
335                 fpscr &= ~FPSCR_LENGTH_MASK;
336                 fpscr |= (len & FPEXC_LENGTH_MASK) << (FPSCR_LENGTH_BIT - FPEXC_LENGTH_BIT);
337         }
338
339         /*
340          * Handle the first FP instruction.  We used to take note of the
341          * FPEXC bounce reason, but this appears to be unreliable.
342          * Emulate the bounced instruction instead.
343          */
344         exceptions = vfp_emulate_instruction(trigger, fpscr, regs);
345         if (exceptions)
346                 vfp_raise_exceptions(exceptions, trigger, orig_fpscr, regs);
347
348         /*
349          * If there isn't a second FP instruction, exit now. Note that
350          * the FPEXC.FP2V bit is valid only if FPEXC.EX is 1.
351          */
352         if (fpexc ^ (FPEXC_EX | FPEXC_FP2V))
353                 goto exit;
354
355         /*
356          * The barrier() here prevents fpinst2 being read
357          * before the condition above.
358          */
359         barrier();
360         trigger = fmrx(FPINST2);
361
362  emulate:
363         exceptions = vfp_emulate_instruction(trigger, orig_fpscr, regs);
364         if (exceptions)
365                 vfp_raise_exceptions(exceptions, trigger, orig_fpscr, regs);
366  exit:
367         preempt_enable();
368 }
369
370 static void vfp_enable(void *unused)
371 {
372         u32 access = get_copro_access();
373
374         /*
375          * Enable full access to VFP (cp10 and cp11)
376          */
377         set_copro_access(access | CPACC_FULL(10) | CPACC_FULL(11));
378 }
379
380 #ifdef CONFIG_PM
381 #include <linux/sysdev.h>
382
383 static int vfp_pm_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
384 {
385         struct thread_info *ti = current_thread_info();
386         u32 fpexc = fmrx(FPEXC);
387
388         /* if vfp is on, then save state for resumption */
389         if (fpexc & FPEXC_EN) {
390                 printk(KERN_DEBUG "%s: saving vfp state\n", __func__);
391                 vfp_save_state(&ti->vfpstate, fpexc);
392
393                 /* disable, just in case */
394                 fmxr(FPEXC, fmrx(FPEXC) & ~FPEXC_EN);
395         }
396
397         /* clear any information we had about last context state */
398         memset(last_VFP_context, 0, sizeof(last_VFP_context));
399
400         return 0;
401 }
402
403 static int vfp_pm_resume(struct sys_device *dev)
404 {
405         /* ensure we have access to the vfp */
406         vfp_enable(NULL);
407
408         /* and disable it to ensure the next usage restores the state */
409         fmxr(FPEXC, fmrx(FPEXC) & ~FPEXC_EN);
410
411         return 0;
412 }
413
414 static struct sysdev_class vfp_pm_sysclass = {
415         .name           = "vfp",
416         .suspend        = vfp_pm_suspend,
417         .resume         = vfp_pm_resume,
418 };
419
420 static struct sys_device vfp_pm_sysdev = {
421         .cls    = &vfp_pm_sysclass,
422 };
423
424 static void vfp_pm_init(void)
425 {
426         sysdev_class_register(&vfp_pm_sysclass);
427         sysdev_register(&vfp_pm_sysdev);
428 }
429
430
431 #else
432 static inline void vfp_pm_init(void) { }
433 #endif /* CONFIG_PM */
434
435 void vfp_sync_hwstate(struct thread_info *thread)
436 {
437         unsigned int cpu = get_cpu();
438
439         /*
440          * If the thread we're interested in is the current owner of the
441          * hardware VFP state, then we need to save its state.
442          */
443         if (last_VFP_context[cpu] == &thread->vfpstate) {
444                 u32 fpexc = fmrx(FPEXC);
445
446                 /*
447                  * Save the last VFP state on this CPU.
448                  */
449                 fmxr(FPEXC, fpexc | FPEXC_EN);
450                 vfp_save_state(&thread->vfpstate, fpexc | FPEXC_EN);
451                 fmxr(FPEXC, fpexc);
452         }
453
454         put_cpu();
455 }
456
457 void vfp_flush_hwstate(struct thread_info *thread)
458 {
459         unsigned int cpu = get_cpu();
460
461         /*
462          * If the thread we're interested in is the current owner of the
463          * hardware VFP state, then we need to save its state.
464          */
465         if (last_VFP_context[cpu] == &thread->vfpstate) {
466                 u32 fpexc = fmrx(FPEXC);
467
468                 fmxr(FPEXC, fpexc & ~FPEXC_EN);
469
470                 /*
471                  * Set the context to NULL to force a reload the next time
472                  * the thread uses the VFP.
473                  */
474                 last_VFP_context[cpu] = NULL;
475         }
476
477 #ifdef CONFIG_SMP
478         /*
479          * For SMP we still have to take care of the case where the thread
480          * migrates to another CPU and then back to the original CPU on which
481          * the last VFP user is still the same thread. Mark the thread VFP
482          * state as belonging to a non-existent CPU so that the saved one will
483          * be reloaded in the above case.
484          */
485         thread->vfpstate.hard.cpu = NR_CPUS;
486 #endif
487         put_cpu();
488 }
489
490 /*
491  * VFP hardware can lose all context when a CPU goes offline.
492  * Safely clear our held state when a CPU has been killed, and
493  * re-enable access to VFP when the CPU comes back online.
494  *
495  * Both CPU_DYING and CPU_STARTING are called on the CPU which
496  * is being offlined/onlined.
497  */
498 static int vfp_hotplug(struct notifier_block *b, unsigned long action,
499         void *hcpu)
500 {
501         if (action == CPU_DYING || action == CPU_DYING_FROZEN) {
502                 unsigned int cpu = (long)hcpu;
503                 last_VFP_context[cpu] = NULL;
504         } else if (action == CPU_STARTING || action == CPU_STARTING_FROZEN)
505                 vfp_enable(NULL);
506         return NOTIFY_OK;
507 }
508
509 /*
510  * VFP support code initialisation.
511  */
512 static int __init vfp_init(void)
513 {
514         unsigned int vfpsid;
515         unsigned int cpu_arch = cpu_architecture();
516
517         if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6)
518                 vfp_enable(NULL);
519
520         /*
521          * First check that there is a VFP that we can use.
522          * The handler is already setup to just log calls, so
523          * we just need to read the VFPSID register.
524          */
525         vfp_vector = vfp_testing_entry;
526         barrier();
527         vfpsid = fmrx(FPSID);
528         barrier();
529         vfp_vector = vfp_null_entry;
530
531         printk(KERN_INFO "VFP support v0.3: ");
532         if (VFP_arch)
533                 printk("not present\n");
534         else if (vfpsid & FPSID_NODOUBLE) {
535                 printk("no double precision support\n");
536         } else {
537                 hotcpu_notifier(vfp_hotplug, 0);
538
539                 smp_call_function(vfp_enable, NULL, 1);
540
541                 VFP_arch = (vfpsid & FPSID_ARCH_MASK) >> FPSID_ARCH_BIT;  /* Extract the architecture version */
542                 printk("implementor %02x architecture %d part %02x variant %x rev %x\n",
543                         (vfpsid & FPSID_IMPLEMENTER_MASK) >> FPSID_IMPLEMENTER_BIT,
544                         (vfpsid & FPSID_ARCH_MASK) >> FPSID_ARCH_BIT,
545                         (vfpsid & FPSID_PART_MASK) >> FPSID_PART_BIT,
546                         (vfpsid & FPSID_VARIANT_MASK) >> FPSID_VARIANT_BIT,
547                         (vfpsid & FPSID_REV_MASK) >> FPSID_REV_BIT);
548
549                 vfp_vector = vfp_support_entry;
550
551                 thread_register_notifier(&vfp_notifier_block);
552                 vfp_pm_init();
553
554                 /*
555                  * We detected VFP, and the support code is
556                  * in place; report VFP support to userspace.
557                  */
558                 elf_hwcap |= HWCAP_VFP;
559 #ifdef CONFIG_VFPv3
560                 if (VFP_arch >= 2) {
561                         elf_hwcap |= HWCAP_VFPv3;
562
563                         /*
564                          * Check for VFPv3 D16. CPUs in this configuration
565                          * only have 16 x 64bit registers.
566                          */
567                         if (((fmrx(MVFR0) & MVFR0_A_SIMD_MASK)) == 1)
568                                 elf_hwcap |= HWCAP_VFPv3D16;
569                 }
570 #endif
571 #ifdef CONFIG_NEON
572                 /*
573                  * Check for the presence of the Advanced SIMD
574                  * load/store instructions, integer and single
575                  * precision floating point operations. Only check
576                  * for NEON if the hardware has the MVFR registers.
577                  */
578                 if ((read_cpuid_id() & 0x000f0000) == 0x000f0000) {
579                         if ((fmrx(MVFR1) & 0x000fff00) == 0x00011100)
580                                 elf_hwcap |= HWCAP_NEON;
581                 }
582 #endif
583         }
584         return 0;
585 }
586
587 late_initcall(vfp_init);