2d7423af1197a3418f1b7bb84222f04f77954884
[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/kernel.h>
14 #include <linux/signal.h>
15 #include <linux/sched.h>
16 #include <linux/init.h>
17
18 #include <asm/thread_notify.h>
19 #include <asm/vfp.h>
20
21 #include "vfpinstr.h"
22 #include "vfp.h"
23
24 /*
25  * Our undef handlers (in entry.S)
26  */
27 void vfp_testing_entry(void);
28 void vfp_support_entry(void);
29 void vfp_null_entry(void);
30
31 void (*vfp_vector)(void) = vfp_null_entry;
32 union vfp_state *last_VFP_context[NR_CPUS];
33
34 /*
35  * Dual-use variable.
36  * Used in startup: set to non-zero if VFP checks fail
37  * After startup, holds VFP architecture
38  */
39 unsigned int VFP_arch;
40
41 static int vfp_notifier(struct notifier_block *self, unsigned long cmd, void *v)
42 {
43         struct thread_info *thread = v;
44         union vfp_state *vfp;
45         __u32 cpu = thread->cpu;
46
47         if (likely(cmd == THREAD_NOTIFY_SWITCH)) {
48                 u32 fpexc = fmrx(FPEXC);
49
50 #ifdef CONFIG_SMP
51                 /*
52                  * On SMP, if VFP is enabled, save the old state in
53                  * case the thread migrates to a different CPU. The
54                  * restoring is done lazily.
55                  */
56                 if ((fpexc & FPEXC_EN) && last_VFP_context[cpu]) {
57                         vfp_save_state(last_VFP_context[cpu], fpexc);
58                         last_VFP_context[cpu]->hard.cpu = cpu;
59                 }
60                 /*
61                  * Thread migration, just force the reloading of the
62                  * state on the new CPU in case the VFP registers
63                  * contain stale data.
64                  */
65                 if (thread->vfpstate.hard.cpu != cpu)
66                         last_VFP_context[cpu] = NULL;
67 #endif
68
69                 /*
70                  * Always disable VFP so we can lazily save/restore the
71                  * old state.
72                  */
73                 fmxr(FPEXC, fpexc & ~FPEXC_EN);
74                 return NOTIFY_DONE;
75         }
76
77         vfp = &thread->vfpstate;
78         if (cmd == THREAD_NOTIFY_FLUSH) {
79                 /*
80                  * Per-thread VFP initialisation.
81                  */
82                 memset(vfp, 0, sizeof(union vfp_state));
83
84                 vfp->hard.fpexc = FPEXC_EN;
85                 vfp->hard.fpscr = FPSCR_ROUND_NEAREST;
86
87                 /*
88                  * Disable VFP to ensure we initialise it first.
89                  */
90                 fmxr(FPEXC, fmrx(FPEXC) & ~FPEXC_EN);
91         }
92
93         /* flush and release case: Per-thread VFP cleanup. */
94         if (last_VFP_context[cpu] == vfp)
95                 last_VFP_context[cpu] = NULL;
96
97         return NOTIFY_DONE;
98 }
99
100 static struct notifier_block vfp_notifier_block = {
101         .notifier_call  = vfp_notifier,
102 };
103
104 /*
105  * Raise a SIGFPE for the current process.
106  * sicode describes the signal being raised.
107  */
108 void vfp_raise_sigfpe(unsigned int sicode, struct pt_regs *regs)
109 {
110         siginfo_t info;
111
112         memset(&info, 0, sizeof(info));
113
114         info.si_signo = SIGFPE;
115         info.si_code = sicode;
116         info.si_addr = (void __user *)(instruction_pointer(regs) - 4);
117
118         /*
119          * This is the same as NWFPE, because it's not clear what
120          * this is used for
121          */
122         current->thread.error_code = 0;
123         current->thread.trap_no = 6;
124
125         send_sig_info(SIGFPE, &info, current);
126 }
127
128 static void vfp_panic(char *reason, u32 inst)
129 {
130         int i;
131
132         printk(KERN_ERR "VFP: Error: %s\n", reason);
133         printk(KERN_ERR "VFP: EXC 0x%08x SCR 0x%08x INST 0x%08x\n",
134                 fmrx(FPEXC), fmrx(FPSCR), inst);
135         for (i = 0; i < 32; i += 2)
136                 printk(KERN_ERR "VFP: s%2u: 0x%08x s%2u: 0x%08x\n",
137                        i, vfp_get_float(i), i+1, vfp_get_float(i+1));
138 }
139
140 /*
141  * Process bitmask of exception conditions.
142  */
143 static void vfp_raise_exceptions(u32 exceptions, u32 inst, u32 fpscr, struct pt_regs *regs)
144 {
145         int si_code = 0;
146
147         pr_debug("VFP: raising exceptions %08x\n", exceptions);
148
149         if (exceptions == VFP_EXCEPTION_ERROR) {
150                 vfp_panic("unhandled bounce", inst);
151                 vfp_raise_sigfpe(0, regs);
152                 return;
153         }
154
155         /*
156          * Update the FPSCR with the additional exception flags.
157          * Comparison instructions always return at least one of
158          * these flags set.
159          */
160         fpscr |= exceptions;
161
162         fmxr(FPSCR, fpscr);
163
164 #define RAISE(stat,en,sig)                              \
165         if (exceptions & stat && fpscr & en)            \
166                 si_code = sig;
167
168         /*
169          * These are arranged in priority order, least to highest.
170          */
171         RAISE(FPSCR_DZC, FPSCR_DZE, FPE_FLTDIV);
172         RAISE(FPSCR_IXC, FPSCR_IXE, FPE_FLTRES);
173         RAISE(FPSCR_UFC, FPSCR_UFE, FPE_FLTUND);
174         RAISE(FPSCR_OFC, FPSCR_OFE, FPE_FLTOVF);
175         RAISE(FPSCR_IOC, FPSCR_IOE, FPE_FLTINV);
176
177         if (si_code)
178                 vfp_raise_sigfpe(si_code, regs);
179 }
180
181 /*
182  * Emulate a VFP instruction.
183  */
184 static u32 vfp_emulate_instruction(u32 inst, u32 fpscr, struct pt_regs *regs)
185 {
186         u32 exceptions = VFP_EXCEPTION_ERROR;
187
188         pr_debug("VFP: emulate: INST=0x%08x SCR=0x%08x\n", inst, fpscr);
189
190         if (INST_CPRTDO(inst)) {
191                 if (!INST_CPRT(inst)) {
192                         /*
193                          * CPDO
194                          */
195                         if (vfp_single(inst)) {
196                                 exceptions = vfp_single_cpdo(inst, fpscr);
197                         } else {
198                                 exceptions = vfp_double_cpdo(inst, fpscr);
199                         }
200                 } else {
201                         /*
202                          * A CPRT instruction can not appear in FPINST2, nor
203                          * can it cause an exception.  Therefore, we do not
204                          * have to emulate it.
205                          */
206                 }
207         } else {
208                 /*
209                  * A CPDT instruction can not appear in FPINST2, nor can
210                  * it cause an exception.  Therefore, we do not have to
211                  * emulate it.
212                  */
213         }
214         return exceptions & ~VFP_NAN_FLAG;
215 }
216
217 /*
218  * Package up a bounce condition.
219  */
220 void VFP_bounce(u32 trigger, u32 fpexc, struct pt_regs *regs)
221 {
222         u32 fpscr, orig_fpscr, fpsid, exceptions;
223
224         pr_debug("VFP: bounce: trigger %08x fpexc %08x\n", trigger, fpexc);
225
226         /*
227          * At this point, FPEXC can have the following configuration:
228          *
229          *  EX DEX IXE
230          *  0   1   x   - synchronous exception
231          *  1   x   0   - asynchronous exception
232          *  1   x   1   - sychronous on VFP subarch 1 and asynchronous on later
233          *  0   0   1   - synchronous on VFP9 (non-standard subarch 1
234          *                implementation), undefined otherwise
235          *
236          * Clear various bits and enable access to the VFP so we can
237          * handle the bounce.
238          */
239         fmxr(FPEXC, fpexc & ~(FPEXC_EX|FPEXC_DEX|FPEXC_FP2V|FPEXC_VV|FPEXC_TRAP_MASK));
240
241         fpsid = fmrx(FPSID);
242         orig_fpscr = fpscr = fmrx(FPSCR);
243
244         /*
245          * Check for the special VFP subarch 1 and FPSCR.IXE bit case
246          */
247         if ((fpsid & FPSID_ARCH_MASK) == (1 << FPSID_ARCH_BIT)
248             && (fpscr & FPSCR_IXE)) {
249                 /*
250                  * Synchronous exception, emulate the trigger instruction
251                  */
252                 goto emulate;
253         }
254
255         if (fpexc & FPEXC_EX) {
256 #ifndef CONFIG_CPU_FEROCEON
257                 /*
258                  * Asynchronous exception. The instruction is read from FPINST
259                  * and the interrupted instruction has to be restarted.
260                  */
261                 trigger = fmrx(FPINST);
262                 regs->ARM_pc -= 4;
263 #endif
264         } else if (!(fpexc & FPEXC_DEX)) {
265                 /*
266                  * Illegal combination of bits. It can be caused by an
267                  * unallocated VFP instruction but with FPSCR.IXE set and not
268                  * on VFP subarch 1.
269                  */
270                  vfp_raise_exceptions(VFP_EXCEPTION_ERROR, trigger, fpscr, regs);
271                 goto exit;
272         }
273
274         /*
275          * Modify fpscr to indicate the number of iterations remaining.
276          * If FPEXC.EX is 0, FPEXC.DEX is 1 and the FPEXC.VV bit indicates
277          * whether FPEXC.VECITR or FPSCR.LEN is used.
278          */
279         if (fpexc & (FPEXC_EX | FPEXC_VV)) {
280                 u32 len;
281
282                 len = fpexc + (1 << FPEXC_LENGTH_BIT);
283
284                 fpscr &= ~FPSCR_LENGTH_MASK;
285                 fpscr |= (len & FPEXC_LENGTH_MASK) << (FPSCR_LENGTH_BIT - FPEXC_LENGTH_BIT);
286         }
287
288         /*
289          * Handle the first FP instruction.  We used to take note of the
290          * FPEXC bounce reason, but this appears to be unreliable.
291          * Emulate the bounced instruction instead.
292          */
293         exceptions = vfp_emulate_instruction(trigger, fpscr, regs);
294         if (exceptions)
295                 vfp_raise_exceptions(exceptions, trigger, orig_fpscr, regs);
296
297         /*
298          * If there isn't a second FP instruction, exit now. Note that
299          * the FPEXC.FP2V bit is valid only if FPEXC.EX is 1.
300          */
301         if (fpexc ^ (FPEXC_EX | FPEXC_FP2V))
302                 goto exit;
303
304         /*
305          * The barrier() here prevents fpinst2 being read
306          * before the condition above.
307          */
308         barrier();
309         trigger = fmrx(FPINST2);
310
311  emulate:
312         exceptions = vfp_emulate_instruction(trigger, orig_fpscr, regs);
313         if (exceptions)
314                 vfp_raise_exceptions(exceptions, trigger, orig_fpscr, regs);
315  exit:
316         preempt_enable();
317 }
318
319 static void vfp_enable(void *unused)
320 {
321         u32 access = get_copro_access();
322
323         /*
324          * Enable full access to VFP (cp10 and cp11)
325          */
326         set_copro_access(access | CPACC_FULL(10) | CPACC_FULL(11));
327 }
328
329 #ifdef CONFIG_PM
330 #include <linux/sysdev.h>
331
332 static int vfp_pm_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
333 {
334         struct thread_info *ti = current_thread_info();
335         u32 fpexc = fmrx(FPEXC);
336
337         /* if vfp is on, then save state for resumption */
338         if (fpexc & FPEXC_EN) {
339                 printk(KERN_DEBUG "%s: saving vfp state\n", __func__);
340                 vfp_save_state(&ti->vfpstate, fpexc);
341
342                 /* disable, just in case */
343                 fmxr(FPEXC, fmrx(FPEXC) & ~FPEXC_EN);
344         }
345
346         /* clear any information we had about last context state */
347         memset(last_VFP_context, 0, sizeof(last_VFP_context));
348
349         return 0;
350 }
351
352 static int vfp_pm_resume(struct sys_device *dev)
353 {
354         /* ensure we have access to the vfp */
355         vfp_enable(NULL);
356
357         /* and disable it to ensure the next usage restores the state */
358         fmxr(FPEXC, fmrx(FPEXC) & ~FPEXC_EN);
359
360         return 0;
361 }
362
363 static struct sysdev_class vfp_pm_sysclass = {
364         .name           = "vfp",
365         .suspend        = vfp_pm_suspend,
366         .resume         = vfp_pm_resume,
367 };
368
369 static struct sys_device vfp_pm_sysdev = {
370         .cls    = &vfp_pm_sysclass,
371 };
372
373 static void vfp_pm_init(void)
374 {
375         sysdev_class_register(&vfp_pm_sysclass);
376         sysdev_register(&vfp_pm_sysdev);
377 }
378
379
380 #else
381 static inline void vfp_pm_init(void) { }
382 #endif /* CONFIG_PM */
383
384 /*
385  * Synchronise the hardware VFP state of a thread other than current with the
386  * saved one. This function is used by the ptrace mechanism.
387  */
388 #ifdef CONFIG_SMP
389 void vfp_sync_state(struct thread_info *thread)
390 {
391         /*
392          * On SMP systems, the VFP state is automatically saved at every
393          * context switch. We mark the thread VFP state as belonging to a
394          * non-existent CPU so that the saved one will be reloaded when
395          * needed.
396          */
397         thread->vfpstate.hard.cpu = NR_CPUS;
398 }
399 #else
400 void vfp_sync_state(struct thread_info *thread)
401 {
402         unsigned int cpu = get_cpu();
403         u32 fpexc = fmrx(FPEXC);
404
405         /*
406          * If VFP is enabled, the previous state was already saved and
407          * last_VFP_context updated.
408          */
409         if (fpexc & FPEXC_EN)
410                 goto out;
411
412         if (!last_VFP_context[cpu])
413                 goto out;
414
415         /*
416          * Save the last VFP state on this CPU.
417          */
418         fmxr(FPEXC, fpexc | FPEXC_EN);
419         vfp_save_state(last_VFP_context[cpu], fpexc);
420         fmxr(FPEXC, fpexc);
421
422         /*
423          * Set the context to NULL to force a reload the next time the thread
424          * uses the VFP.
425          */
426         last_VFP_context[cpu] = NULL;
427
428 out:
429         put_cpu();
430 }
431 #endif
432
433 #include <linux/smp.h>
434
435 /*
436  * VFP support code initialisation.
437  */
438 static int __init vfp_init(void)
439 {
440         unsigned int vfpsid;
441         unsigned int cpu_arch = cpu_architecture();
442
443         if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6)
444                 vfp_enable(NULL);
445
446         /*
447          * First check that there is a VFP that we can use.
448          * The handler is already setup to just log calls, so
449          * we just need to read the VFPSID register.
450          */
451         vfp_vector = vfp_testing_entry;
452         barrier();
453         vfpsid = fmrx(FPSID);
454         barrier();
455         vfp_vector = vfp_null_entry;
456
457         printk(KERN_INFO "VFP support v0.3: ");
458         if (VFP_arch)
459                 printk("not present\n");
460         else if (vfpsid & FPSID_NODOUBLE) {
461                 printk("no double precision support\n");
462         } else {
463                 smp_call_function(vfp_enable, NULL, 1);
464
465                 VFP_arch = (vfpsid & FPSID_ARCH_MASK) >> FPSID_ARCH_BIT;  /* Extract the architecture version */
466                 printk("implementor %02x architecture %d part %02x variant %x rev %x\n",
467                         (vfpsid & FPSID_IMPLEMENTER_MASK) >> FPSID_IMPLEMENTER_BIT,
468                         (vfpsid & FPSID_ARCH_MASK) >> FPSID_ARCH_BIT,
469                         (vfpsid & FPSID_PART_MASK) >> FPSID_PART_BIT,
470                         (vfpsid & FPSID_VARIANT_MASK) >> FPSID_VARIANT_BIT,
471                         (vfpsid & FPSID_REV_MASK) >> FPSID_REV_BIT);
472
473                 vfp_vector = vfp_support_entry;
474
475                 thread_register_notifier(&vfp_notifier_block);
476                 vfp_pm_init();
477
478                 /*
479                  * We detected VFP, and the support code is
480                  * in place; report VFP support to userspace.
481                  */
482                 elf_hwcap |= HWCAP_VFP;
483 #ifdef CONFIG_VFPv3
484                 if (VFP_arch >= 3) {
485                         elf_hwcap |= HWCAP_VFPv3;
486
487                         /*
488                          * Check for VFPv3 D16. CPUs in this configuration
489                          * only have 16 x 64bit registers.
490                          */
491                         if (((fmrx(MVFR0) & MVFR0_A_SIMD_MASK)) == 1)
492                                 elf_hwcap |= HWCAP_VFPv3D16;
493                 }
494 #endif
495 #ifdef CONFIG_NEON
496                 /*
497                  * Check for the presence of the Advanced SIMD
498                  * load/store instructions, integer and single
499                  * precision floating point operations.
500                  */
501                 if ((fmrx(MVFR1) & 0x000fff00) == 0x00011100)
502                         elf_hwcap |= HWCAP_NEON;
503 #endif
504         }
505         return 0;
506 }
507
508 late_initcall(vfp_init);