f60a5400a25b055919621d572bf31fa45c2a94bb
[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 /*
42  * Per-thread VFP initialization.
43  */
44 static void vfp_thread_flush(struct thread_info *thread)
45 {
46         union vfp_state *vfp = &thread->vfpstate;
47         unsigned int cpu;
48
49         memset(vfp, 0, sizeof(union vfp_state));
50
51         vfp->hard.fpexc = FPEXC_EN;
52         vfp->hard.fpscr = FPSCR_ROUND_NEAREST;
53
54         /*
55          * Disable VFP to ensure we initialize it first.  We must ensure
56          * that the modification of last_VFP_context[] and hardware disable
57          * are done for the same CPU and without preemption.
58          */
59         cpu = get_cpu();
60         if (last_VFP_context[cpu] == vfp)
61                 last_VFP_context[cpu] = NULL;
62         fmxr(FPEXC, fmrx(FPEXC) & ~FPEXC_EN);
63         put_cpu();
64 }
65
66 static void vfp_thread_exit(struct thread_info *thread)
67 {
68         /* release case: Per-thread VFP cleanup. */
69         union vfp_state *vfp = &thread->vfpstate;
70         unsigned int cpu = get_cpu();
71
72         if (last_VFP_context[cpu] == vfp)
73                 last_VFP_context[cpu] = NULL;
74         put_cpu();
75 }
76
77 /*
78  * When this function is called with the following 'cmd's, the following
79  * is true while this function is being run:
80  *  THREAD_NOFTIFY_SWTICH:
81  *   - the previously running thread will not be scheduled onto another CPU.
82  *   - the next thread to be run (v) will not be running on another CPU.
83  *   - thread->cpu is the local CPU number
84  *   - not preemptible as we're called in the middle of a thread switch
85  *  THREAD_NOTIFY_FLUSH:
86  *   - the thread (v) will be running on the local CPU, so
87  *      v === current_thread_info()
88  *   - thread->cpu is the local CPU number at the time it is accessed,
89  *      but may change at any time.
90  *   - we could be preempted if tree preempt rcu is enabled, so
91  *      it is unsafe to use thread->cpu.
92  *  THREAD_NOTIFY_EXIT
93  *   - the thread (v) will be running on the local CPU, so
94  *      v === current_thread_info()
95  *   - thread->cpu is the local CPU number at the time it is accessed,
96  *      but may change at any time.
97  *   - we could be preempted if tree preempt rcu is enabled, so
98  *      it is unsafe to use thread->cpu.
99  */
100 static int vfp_notifier(struct notifier_block *self, unsigned long cmd, void *v)
101 {
102         struct thread_info *thread = v;
103
104         if (likely(cmd == THREAD_NOTIFY_SWITCH)) {
105                 u32 fpexc = fmrx(FPEXC);
106
107 #ifdef CONFIG_SMP
108                 unsigned int cpu = thread->cpu;
109
110                 /*
111                  * On SMP, if VFP is enabled, save the old state in
112                  * case the thread migrates to a different CPU. The
113                  * restoring is done lazily.
114                  */
115                 if ((fpexc & FPEXC_EN) && last_VFP_context[cpu]) {
116                         vfp_save_state(last_VFP_context[cpu], fpexc);
117                         last_VFP_context[cpu]->hard.cpu = cpu;
118                 }
119                 /*
120                  * Thread migration, just force the reloading of the
121                  * state on the new CPU in case the VFP registers
122                  * contain stale data.
123                  */
124                 if (thread->vfpstate.hard.cpu != cpu)
125                         last_VFP_context[cpu] = NULL;
126 #endif
127
128                 /*
129                  * Always disable VFP so we can lazily save/restore the
130                  * old state.
131                  */
132                 fmxr(FPEXC, fpexc & ~FPEXC_EN);
133                 return NOTIFY_DONE;
134         }
135
136         if (cmd == THREAD_NOTIFY_FLUSH)
137                 vfp_thread_flush(thread);
138         else
139                 vfp_thread_exit(thread);
140
141         return NOTIFY_DONE;
142 }
143
144 static struct notifier_block vfp_notifier_block = {
145         .notifier_call  = vfp_notifier,
146 };
147
148 /*
149  * Raise a SIGFPE for the current process.
150  * sicode describes the signal being raised.
151  */
152 void vfp_raise_sigfpe(unsigned int sicode, struct pt_regs *regs)
153 {
154         siginfo_t info;
155
156         memset(&info, 0, sizeof(info));
157
158         info.si_signo = SIGFPE;
159         info.si_code = sicode;
160         info.si_addr = (void __user *)(instruction_pointer(regs) - 4);
161
162         /*
163          * This is the same as NWFPE, because it's not clear what
164          * this is used for
165          */
166         current->thread.error_code = 0;
167         current->thread.trap_no = 6;
168
169         send_sig_info(SIGFPE, &info, current);
170 }
171
172 static void vfp_panic(char *reason, u32 inst)
173 {
174         int i;
175
176         printk(KERN_ERR "VFP: Error: %s\n", reason);
177         printk(KERN_ERR "VFP: EXC 0x%08x SCR 0x%08x INST 0x%08x\n",
178                 fmrx(FPEXC), fmrx(FPSCR), inst);
179         for (i = 0; i < 32; i += 2)
180                 printk(KERN_ERR "VFP: s%2u: 0x%08x s%2u: 0x%08x\n",
181                        i, vfp_get_float(i), i+1, vfp_get_float(i+1));
182 }
183
184 /*
185  * Process bitmask of exception conditions.
186  */
187 static void vfp_raise_exceptions(u32 exceptions, u32 inst, u32 fpscr, struct pt_regs *regs)
188 {
189         int si_code = 0;
190
191         pr_debug("VFP: raising exceptions %08x\n", exceptions);
192
193         if (exceptions == VFP_EXCEPTION_ERROR) {
194                 vfp_panic("unhandled bounce", inst);
195                 vfp_raise_sigfpe(0, regs);
196                 return;
197         }
198
199         /*
200          * Update the FPSCR with the additional exception flags.
201          * Comparison instructions always return at least one of
202          * these flags set.
203          */
204         fpscr |= exceptions;
205
206         fmxr(FPSCR, fpscr);
207
208 #define RAISE(stat,en,sig)                              \
209         if (exceptions & stat && fpscr & en)            \
210                 si_code = sig;
211
212         /*
213          * These are arranged in priority order, least to highest.
214          */
215         RAISE(FPSCR_DZC, FPSCR_DZE, FPE_FLTDIV);
216         RAISE(FPSCR_IXC, FPSCR_IXE, FPE_FLTRES);
217         RAISE(FPSCR_UFC, FPSCR_UFE, FPE_FLTUND);
218         RAISE(FPSCR_OFC, FPSCR_OFE, FPE_FLTOVF);
219         RAISE(FPSCR_IOC, FPSCR_IOE, FPE_FLTINV);
220
221         if (si_code)
222                 vfp_raise_sigfpe(si_code, regs);
223 }
224
225 /*
226  * Emulate a VFP instruction.
227  */
228 static u32 vfp_emulate_instruction(u32 inst, u32 fpscr, struct pt_regs *regs)
229 {
230         u32 exceptions = VFP_EXCEPTION_ERROR;
231
232         pr_debug("VFP: emulate: INST=0x%08x SCR=0x%08x\n", inst, fpscr);
233
234         if (INST_CPRTDO(inst)) {
235                 if (!INST_CPRT(inst)) {
236                         /*
237                          * CPDO
238                          */
239                         if (vfp_single(inst)) {
240                                 exceptions = vfp_single_cpdo(inst, fpscr);
241                         } else {
242                                 exceptions = vfp_double_cpdo(inst, fpscr);
243                         }
244                 } else {
245                         /*
246                          * A CPRT instruction can not appear in FPINST2, nor
247                          * can it cause an exception.  Therefore, we do not
248                          * have to emulate it.
249                          */
250                 }
251         } else {
252                 /*
253                  * A CPDT instruction can not appear in FPINST2, nor can
254                  * it cause an exception.  Therefore, we do not have to
255                  * emulate it.
256                  */
257         }
258         return exceptions & ~VFP_NAN_FLAG;
259 }
260
261 /*
262  * Package up a bounce condition.
263  */
264 void VFP_bounce(u32 trigger, u32 fpexc, struct pt_regs *regs)
265 {
266         u32 fpscr, orig_fpscr, fpsid, exceptions;
267
268         pr_debug("VFP: bounce: trigger %08x fpexc %08x\n", trigger, fpexc);
269
270         /*
271          * At this point, FPEXC can have the following configuration:
272          *
273          *  EX DEX IXE
274          *  0   1   x   - synchronous exception
275          *  1   x   0   - asynchronous exception
276          *  1   x   1   - sychronous on VFP subarch 1 and asynchronous on later
277          *  0   0   1   - synchronous on VFP9 (non-standard subarch 1
278          *                implementation), undefined otherwise
279          *
280          * Clear various bits and enable access to the VFP so we can
281          * handle the bounce.
282          */
283         fmxr(FPEXC, fpexc & ~(FPEXC_EX|FPEXC_DEX|FPEXC_FP2V|FPEXC_VV|FPEXC_TRAP_MASK));
284
285         fpsid = fmrx(FPSID);
286         orig_fpscr = fpscr = fmrx(FPSCR);
287
288         /*
289          * Check for the special VFP subarch 1 and FPSCR.IXE bit case
290          */
291         if ((fpsid & FPSID_ARCH_MASK) == (1 << FPSID_ARCH_BIT)
292             && (fpscr & FPSCR_IXE)) {
293                 /*
294                  * Synchronous exception, emulate the trigger instruction
295                  */
296                 goto emulate;
297         }
298
299         if (fpexc & FPEXC_EX) {
300 #ifndef CONFIG_CPU_FEROCEON
301                 /*
302                  * Asynchronous exception. The instruction is read from FPINST
303                  * and the interrupted instruction has to be restarted.
304                  */
305                 trigger = fmrx(FPINST);
306                 regs->ARM_pc -= 4;
307 #endif
308         } else if (!(fpexc & FPEXC_DEX)) {
309                 /*
310                  * Illegal combination of bits. It can be caused by an
311                  * unallocated VFP instruction but with FPSCR.IXE set and not
312                  * on VFP subarch 1.
313                  */
314                  vfp_raise_exceptions(VFP_EXCEPTION_ERROR, trigger, fpscr, regs);
315                 goto exit;
316         }
317
318         /*
319          * Modify fpscr to indicate the number of iterations remaining.
320          * If FPEXC.EX is 0, FPEXC.DEX is 1 and the FPEXC.VV bit indicates
321          * whether FPEXC.VECITR or FPSCR.LEN is used.
322          */
323         if (fpexc & (FPEXC_EX | FPEXC_VV)) {
324                 u32 len;
325
326                 len = fpexc + (1 << FPEXC_LENGTH_BIT);
327
328                 fpscr &= ~FPSCR_LENGTH_MASK;
329                 fpscr |= (len & FPEXC_LENGTH_MASK) << (FPSCR_LENGTH_BIT - FPEXC_LENGTH_BIT);
330         }
331
332         /*
333          * Handle the first FP instruction.  We used to take note of the
334          * FPEXC bounce reason, but this appears to be unreliable.
335          * Emulate the bounced instruction instead.
336          */
337         exceptions = vfp_emulate_instruction(trigger, fpscr, regs);
338         if (exceptions)
339                 vfp_raise_exceptions(exceptions, trigger, orig_fpscr, regs);
340
341         /*
342          * If there isn't a second FP instruction, exit now. Note that
343          * the FPEXC.FP2V bit is valid only if FPEXC.EX is 1.
344          */
345         if (fpexc ^ (FPEXC_EX | FPEXC_FP2V))
346                 goto exit;
347
348         /*
349          * The barrier() here prevents fpinst2 being read
350          * before the condition above.
351          */
352         barrier();
353         trigger = fmrx(FPINST2);
354
355  emulate:
356         exceptions = vfp_emulate_instruction(trigger, orig_fpscr, regs);
357         if (exceptions)
358                 vfp_raise_exceptions(exceptions, trigger, orig_fpscr, regs);
359  exit:
360         preempt_enable();
361 }
362
363 static void vfp_enable(void *unused)
364 {
365         u32 access = get_copro_access();
366
367         /*
368          * Enable full access to VFP (cp10 and cp11)
369          */
370         set_copro_access(access | CPACC_FULL(10) | CPACC_FULL(11));
371 }
372
373 #ifdef CONFIG_PM
374 #include <linux/sysdev.h>
375
376 static int vfp_pm_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
377 {
378         struct thread_info *ti = current_thread_info();
379         u32 fpexc = fmrx(FPEXC);
380
381         /* if vfp is on, then save state for resumption */
382         if (fpexc & FPEXC_EN) {
383                 printk(KERN_DEBUG "%s: saving vfp state\n", __func__);
384                 vfp_save_state(&ti->vfpstate, fpexc);
385
386                 /* disable, just in case */
387                 fmxr(FPEXC, fmrx(FPEXC) & ~FPEXC_EN);
388         }
389
390         /* clear any information we had about last context state */
391         memset(last_VFP_context, 0, sizeof(last_VFP_context));
392
393         return 0;
394 }
395
396 static int vfp_pm_resume(struct sys_device *dev)
397 {
398         /* ensure we have access to the vfp */
399         vfp_enable(NULL);
400
401         /* and disable it to ensure the next usage restores the state */
402         fmxr(FPEXC, fmrx(FPEXC) & ~FPEXC_EN);
403
404         return 0;
405 }
406
407 static struct sysdev_class vfp_pm_sysclass = {
408         .name           = "vfp",
409         .suspend        = vfp_pm_suspend,
410         .resume         = vfp_pm_resume,
411 };
412
413 static struct sys_device vfp_pm_sysdev = {
414         .cls    = &vfp_pm_sysclass,
415 };
416
417 static void vfp_pm_init(void)
418 {
419         sysdev_class_register(&vfp_pm_sysclass);
420         sysdev_register(&vfp_pm_sysdev);
421 }
422
423
424 #else
425 static inline void vfp_pm_init(void) { }
426 #endif /* CONFIG_PM */
427
428 /*
429  * Synchronise the hardware VFP state of a thread other than current with the
430  * saved one. This function is used by the ptrace mechanism.
431  */
432 #ifdef CONFIG_SMP
433 void vfp_sync_state(struct thread_info *thread)
434 {
435         /*
436          * On SMP systems, the VFP state is automatically saved at every
437          * context switch. We mark the thread VFP state as belonging to a
438          * non-existent CPU so that the saved one will be reloaded when
439          * needed.
440          */
441         thread->vfpstate.hard.cpu = NR_CPUS;
442 }
443 #else
444 void vfp_sync_state(struct thread_info *thread)
445 {
446         unsigned int cpu = get_cpu();
447         u32 fpexc = fmrx(FPEXC);
448
449         /*
450          * If VFP is enabled, the previous state was already saved and
451          * last_VFP_context updated.
452          */
453         if (fpexc & FPEXC_EN)
454                 goto out;
455
456         if (!last_VFP_context[cpu])
457                 goto out;
458
459         /*
460          * Save the last VFP state on this CPU.
461          */
462         fmxr(FPEXC, fpexc | FPEXC_EN);
463         vfp_save_state(last_VFP_context[cpu], fpexc);
464         fmxr(FPEXC, fpexc);
465
466         /*
467          * Set the context to NULL to force a reload the next time the thread
468          * uses the VFP.
469          */
470         last_VFP_context[cpu] = NULL;
471
472 out:
473         put_cpu();
474 }
475 #endif
476
477 #include <linux/smp.h>
478
479 /*
480  * VFP support code initialisation.
481  */
482 static int __init vfp_init(void)
483 {
484         unsigned int vfpsid;
485         unsigned int cpu_arch = cpu_architecture();
486
487         if (cpu_arch >= CPU_ARCH_ARMv6)
488                 vfp_enable(NULL);
489
490         /*
491          * First check that there is a VFP that we can use.
492          * The handler is already setup to just log calls, so
493          * we just need to read the VFPSID register.
494          */
495         vfp_vector = vfp_testing_entry;
496         barrier();
497         vfpsid = fmrx(FPSID);
498         barrier();
499         vfp_vector = vfp_null_entry;
500
501         printk(KERN_INFO "VFP support v0.3: ");
502         if (VFP_arch)
503                 printk("not present\n");
504         else if (vfpsid & FPSID_NODOUBLE) {
505                 printk("no double precision support\n");
506         } else {
507                 smp_call_function(vfp_enable, NULL, 1);
508
509                 VFP_arch = (vfpsid & FPSID_ARCH_MASK) >> FPSID_ARCH_BIT;  /* Extract the architecture version */
510                 printk("implementor %02x architecture %d part %02x variant %x rev %x\n",
511                         (vfpsid & FPSID_IMPLEMENTER_MASK) >> FPSID_IMPLEMENTER_BIT,
512                         (vfpsid & FPSID_ARCH_MASK) >> FPSID_ARCH_BIT,
513                         (vfpsid & FPSID_PART_MASK) >> FPSID_PART_BIT,
514                         (vfpsid & FPSID_VARIANT_MASK) >> FPSID_VARIANT_BIT,
515                         (vfpsid & FPSID_REV_MASK) >> FPSID_REV_BIT);
516
517                 vfp_vector = vfp_support_entry;
518
519                 thread_register_notifier(&vfp_notifier_block);
520                 vfp_pm_init();
521
522                 /*
523                  * We detected VFP, and the support code is
524                  * in place; report VFP support to userspace.
525                  */
526                 elf_hwcap |= HWCAP_VFP;
527 #ifdef CONFIG_VFPv3
528                 if (VFP_arch >= 3) {
529                         elf_hwcap |= HWCAP_VFPv3;
530
531                         /*
532                          * Check for VFPv3 D16. CPUs in this configuration
533                          * only have 16 x 64bit registers.
534                          */
535                         if (((fmrx(MVFR0) & MVFR0_A_SIMD_MASK)) == 1)
536                                 elf_hwcap |= HWCAP_VFPv3D16;
537                 }
538 #endif
539 #ifdef CONFIG_NEON
540                 /*
541                  * Check for the presence of the Advanced SIMD
542                  * load/store instructions, integer and single
543                  * precision floating point operations.
544                  */
545                 if ((fmrx(MVFR1) & 0x000fff00) == 0x00011100)
546                         elf_hwcap |= HWCAP_NEON;
547 #endif
548         }
549         return 0;
550 }
551
552 late_initcall(vfp_init);