arch/powerpc/include/asm/processor.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
   2 #ifndef _ASM_POWERPC_PROCESSOR_H
   3 #define _ASM_POWERPC_PROCESSOR_H
   4
   5 /*
   6  * Copyright (C) 2001 PPC 64 Team, IBM Corp
   7  */
   8
   9 #include <vdso/processor.h>
  10
  11 #include <asm/reg.h>
  12
  13 #ifdef CONFIG_VSX
  14 #define TS_FPRWIDTH 2
  15
  16 #ifdef __BIG_ENDIAN__
  17 #define TS_FPROFFSET 0
  18 #define TS_VSRLOWOFFSET 1
  19 #else
  20 #define TS_FPROFFSET 1
  21 #define TS_VSRLOWOFFSET 0
  22 #endif
  23
  24 #else
  25 #define TS_FPRWIDTH 1
  26 #define TS_FPROFFSET 0
  27 #endif
  28
  29 #ifdef CONFIG_PPC64
  30 /* Default SMT priority is set to 3. Use 11- 13bits to save priority. */
  31 #define PPR_PRIORITY 3
  32 #ifdef __ASSEMBLY__
  33 #define DEFAULT_PPR (PPR_PRIORITY << 50)
  34 #else
  35 #define DEFAULT_PPR ((u64)PPR_PRIORITY << 50)
  36 #endif /* __ASSEMBLY__ */
  37 #endif /* CONFIG_PPC64 */
  38
  39 #ifndef __ASSEMBLY__
  40 #include <linux/types.h>
  41 #include <linux/thread_info.h>
  42 #include <asm/ptrace.h>
  43 #include <asm/hw_breakpoint.h>
  44
  45 /* We do _not_ want to define new machine types at all, those must die
  46  * in favor of using the device-tree
  47  * -- BenH.
  48  */
  49
  50 /* PREP sub-platform types. Unused */
  51 #define _PREP_Motorola  0x01    /* motorola prep */
  52 #define _PREP_Firm      0x02    /* firmworks prep */
  53 #define _PREP_IBM       0x00    /* ibm prep */
  54 #define _PREP_Bull      0x03    /* bull prep */
  55
  56 /* CHRP sub-platform types. These are arbitrary */
  57 #define _CHRP_Motorola  0x04    /* motorola chrp, the cobra */
  58 #define _CHRP_IBM       0x05    /* IBM chrp, the longtrail and longtrail 2 */
  59 #define _CHRP_Pegasos   0x06    /* Genesi/bplan's Pegasos and Pegasos2 */
  60 #define _CHRP_briq      0x07    /* TotalImpact's briQ */
  61
  62 #if defined(__KERNEL__) && defined(CONFIG_PPC32)
  63
  64 extern int _chrp_type;
  65
  66 #endif /* defined(__KERNEL__) && defined(CONFIG_PPC32) */
  67
  68 #ifdef __KERNEL__
  69
  70 #ifdef CONFIG_PPC64
  71 #include <asm/task_size_64.h>
  72 #else
  73 #include <asm/task_size_32.h>
  74 #endif
  75
  76 struct task_struct;
  77 void start_thread(struct pt_regs *regs, unsigned long fdptr, unsigned long sp);
  78
  79 #define TS_FPR(i) fp_state.fpr[i][TS_FPROFFSET]
  80 #define TS_CKFPR(i) ckfp_state.fpr[i][TS_FPROFFSET]
  81
  82 /* FP and VSX 0-31 register set */
  83 struct thread_fp_state {
  84         u64     fpr[32][TS_FPRWIDTH] __attribute__((aligned(16)));
  85         u64     fpscr;          /* Floating point status */
  86 };
  87
  88 /* Complete AltiVec register set including VSCR */
  89 struct thread_vr_state {
  90         vector128       vr[32] __attribute__((aligned(16)));
  91         vector128       vscr __attribute__((aligned(16)));
  92 };
  93
  94 struct debug_reg {
  95 #ifdef CONFIG_PPC_ADV_DEBUG_REGS
  96         /*
  97          * The following help to manage the use of Debug Control Registers
  98          * om the BookE platforms.
  99          */
 100         uint32_t        dbcr0;
 101         uint32_t        dbcr1;
 102 #ifdef CONFIG_BOOKE
 103         uint32_t        dbcr2;
 104 #endif
 105         /*
 106          * The stored value of the DBSR register will be the value at the
 107          * last debug interrupt. This register can only be read from the
 108          * user (will never be written to) and has value while helping to
 109          * describe the reason for the last debug trap.  Torez
 110          */
 111         uint32_t        dbsr;
 112         /*
 113          * The following will contain addresses used by debug applications
 114          * to help trace and trap on particular address locations.
 115          * The bits in the Debug Control Registers above help define which
 116          * of the following registers will contain valid data and/or addresses.
 117          */
 118         unsigned long   iac1;
 119         unsigned long   iac2;
 120 #if CONFIG_PPC_ADV_DEBUG_IACS > 2
 121         unsigned long   iac3;
 122         unsigned long   iac4;
 123 #endif
 124         unsigned long   dac1;
 125         unsigned long   dac2;
 126 #if CONFIG_PPC_ADV_DEBUG_DVCS > 0
 127         unsigned long   dvc1;
 128         unsigned long   dvc2;
 129 #endif
 130 #endif
 131 };
 132
 133 struct thread_struct {
 134         unsigned long   ksp;            /* Kernel stack pointer */
 135
 136 #ifdef CONFIG_PPC64
 137         unsigned long   ksp_vsid;
 138 #endif
 139         struct pt_regs  *regs;          /* Pointer to saved register state */
 140 #ifdef CONFIG_BOOKE
 141         /* BookE base exception scratch space; align on cacheline */
 142         unsigned long   normsave[8] ____cacheline_aligned;
 143 #endif
 144 #ifdef CONFIG_PPC32
 145         void            *pgdir;         /* root of page-table tree */
 146 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
 147         unsigned long   rtas_sp;        /* stack pointer for when in RTAS */
 148 #endif
 149 #if defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_32) && defined(CONFIG_PPC_KUAP)
 150         unsigned long   kuap;           /* opened segments for user access */
 151 #endif
 152         unsigned long   srr0;
 153         unsigned long   srr1;
 154         unsigned long   dar;
 155         unsigned long   dsisr;
 156 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_32
 157         unsigned long   r0, r3, r4, r5, r6, r8, r9, r11;
 158         unsigned long   lr, ctr;
 159         unsigned long   sr0;
 160 #endif
 161 #endif /* CONFIG_PPC32 */
 162 #if defined(CONFIG_BOOKE_OR_40x) && defined(CONFIG_PPC_KUAP)
 163         unsigned long   pid;    /* value written in PID reg. at interrupt exit */
 164 #endif
 165         /* Debug Registers */
 166         struct debug_reg debug;
 167 #ifdef CONFIG_PPC_FPU_REGS
 168         struct thread_fp_state  fp_state;
 169         struct thread_fp_state  *fp_save_area;
 170 #endif
 171         int             fpexc_mode;     /* floating-point exception mode */
 172         unsigned int    align_ctl;      /* alignment handling control */
 173 #ifdef CONFIG_HAVE_HW_BREAKPOINT
 174         struct perf_event *ptrace_bps[HBP_NUM_MAX];
 175         /*
 176          * Helps identify source of single-step exception and subsequent
 177          * hw-breakpoint enablement
 178          */
 179         struct perf_event *last_hit_ubp[HBP_NUM_MAX];
 180 #endif /* CONFIG_HAVE_HW_BREAKPOINT */
 181         struct arch_hw_breakpoint hw_brk[HBP_NUM_MAX]; /* hardware breakpoint info */
 182         unsigned long   trap_nr;        /* last trap # on this thread */
 183         u8 load_slb;                    /* Ages out SLB preload cache entries */
 184         u8 load_fp;
 185 #ifdef CONFIG_ALTIVEC
 186         u8 load_vec;
 187         struct thread_vr_state vr_state;
 188         struct thread_vr_state *vr_save_area;
 189         unsigned long   vrsave;
 190         int             used_vr;        /* set if process has used altivec */
 191 #endif /* CONFIG_ALTIVEC */
 192 #ifdef CONFIG_VSX
 193         /* VSR status */
 194         int             used_vsr;       /* set if process has used VSX */
 195 #endif /* CONFIG_VSX */
 196 #ifdef CONFIG_SPE
 197         struct_group(spe,
 198                 unsigned long   evr[32];        /* upper 32-bits of SPE regs */
 199                 u64             acc;            /* Accumulator */
 200         );
 201         unsigned long   spefscr;        /* SPE & eFP status */
 202         unsigned long   spefscr_last;   /* SPEFSCR value on last prctl
 203                                            call or trap return */
 204         int             used_spe;       /* set if process has used spe */
 205 #endif /* CONFIG_SPE */
 206 #ifdef CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM
 207         u8      load_tm;
 208         u64             tm_tfhar;       /* Transaction fail handler addr */
 209         u64             tm_texasr;      /* Transaction exception & summary */
 210         u64             tm_tfiar;       /* Transaction fail instr address reg */
 211         struct pt_regs  ckpt_regs;      /* Checkpointed registers */
 212
 213         unsigned long   tm_tar;
 214         unsigned long   tm_ppr;
 215         unsigned long   tm_dscr;
 216         unsigned long   tm_amr;
 217
 218         /*
 219          * Checkpointed FP and VSX 0-31 register set.
 220          *
 221          * When a transaction is active/signalled/scheduled etc., *regs is the
 222          * most recent set of/speculated GPRs with ckpt_regs being the older
 223          * checkpointed regs to which we roll back if transaction aborts.
 224          *
 225          * These are analogous to how ckpt_regs and pt_regs work
 226          */
 227         struct thread_fp_state ckfp_state; /* Checkpointed FP state */
 228         struct thread_vr_state ckvr_state; /* Checkpointed VR state */
 229         unsigned long   ckvrsave; /* Checkpointed VRSAVE */
 230 #endif /* CONFIG_PPC_TRANSACTIONAL_MEM */
 231 #ifdef CONFIG_KVM_BOOK3S_32_HANDLER
 232         void*           kvm_shadow_vcpu; /* KVM internal data */
 233 #endif /* CONFIG_KVM_BOOK3S_32_HANDLER */
 234 #if defined(CONFIG_KVM) && defined(CONFIG_BOOKE)
 235         struct kvm_vcpu *kvm_vcpu;
 236 #endif
 237 #ifdef CONFIG_PPC64
 238         unsigned long   dscr;
 239         unsigned long   fscr;
 240         /*
 241          * This member element dscr_inherit indicates that the process
 242          * has explicitly attempted and changed the DSCR register value
 243          * for itself. Hence kernel wont use the default CPU DSCR value
 244          * contained in the PACA structure anymore during process context
 245          * switch. Once this variable is set, this behaviour will also be
 246          * inherited to all the children of this process from that point
 247          * onwards.
 248          */
 249         int             dscr_inherit;
 250         unsigned long   tidr;
 251 #endif
 252 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 253         unsigned long   tar;
 254         unsigned long   ebbrr;
 255         unsigned long   ebbhr;
 256         unsigned long   bescr;
 257         unsigned long   siar;
 258         unsigned long   sdar;
 259         unsigned long   sier;
 260         unsigned long   mmcr2;
 261         unsigned        mmcr0;
 262
 263         unsigned        used_ebb;
 264         unsigned long   mmcr3;
 265         unsigned long   sier2;
 266         unsigned long   sier3;
 267
 268 #endif
 269 };
 270
 271 #define ARCH_MIN_TASKALIGN 16
 272
 273 #define INIT_SP         (sizeof(init_stack) + (unsigned long) &init_stack)
 274 #define INIT_SP_LIMIT   ((unsigned long)&init_stack)
 275
 276 #ifdef CONFIG_SPE
 277 #define SPEFSCR_INIT \
 278         .spefscr = SPEFSCR_FINVE | SPEFSCR_FDBZE | SPEFSCR_FUNFE | SPEFSCR_FOVFE, \
 279         .spefscr_last = SPEFSCR_FINVE | SPEFSCR_FDBZE | SPEFSCR_FUNFE | SPEFSCR_FOVFE,
 280 #else
 281 #define SPEFSCR_INIT
 282 #endif
 283
 284 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_32
 285 #define SR0_INIT        .sr0 = IS_ENABLED(CONFIG_PPC_KUEP) ? SR_NX : 0,
 286 #else
 287 #define SR0_INIT
 288 #endif
 289
 290 #if defined(CONFIG_PPC_BOOK3S_32) && defined(CONFIG_PPC_KUAP)
 291 #define INIT_THREAD { \
 292         .ksp = INIT_SP, \
 293         .pgdir = swapper_pg_dir, \
 294         .kuap = ~0UL, /* KUAP_NONE */ \
 295         .fpexc_mode = MSR_FE0 | MSR_FE1, \
 296         SPEFSCR_INIT \
 297         SR0_INIT \
 298 }
 299 #elif defined(CONFIG_PPC32)
 300 #define INIT_THREAD { \
 301         .ksp = INIT_SP, \
 302         .pgdir = swapper_pg_dir, \
 303         .fpexc_mode = MSR_FE0 | MSR_FE1, \
 304         SPEFSCR_INIT \
 305         SR0_INIT \
 306 }
 307 #else
 308 #define INIT_THREAD  { \
 309         .ksp = INIT_SP, \
 310         .fpexc_mode = 0, \
 311 }
 312 #endif
 313
 314 #define task_pt_regs(tsk)       ((tsk)->thread.regs)
 315
 316 unsigned long __get_wchan(struct task_struct *p);
 317
 318 #define KSTK_EIP(tsk)  ((tsk)->thread.regs? (tsk)->thread.regs->nip: 0)
 319 #define KSTK_ESP(tsk)  ((tsk)->thread.regs? (tsk)->thread.regs->gpr[1]: 0)
 320
 321 /* Get/set floating-point exception mode */
 322 #define GET_FPEXC_CTL(tsk, adr) get_fpexc_mode((tsk), (adr))
 323 #define SET_FPEXC_CTL(tsk, val) set_fpexc_mode((tsk), (val))
 324
 325 extern int get_fpexc_mode(struct task_struct *tsk, unsigned long adr);
 326 extern int set_fpexc_mode(struct task_struct *tsk, unsigned int val);
 327
 328 #define GET_ENDIAN(tsk, adr) get_endian((tsk), (adr))
 329 #define SET_ENDIAN(tsk, val) set_endian((tsk), (val))
 330
 331 extern int get_endian(struct task_struct *tsk, unsigned long adr);
 332 extern int set_endian(struct task_struct *tsk, unsigned int val);
 333
 334 #define GET_UNALIGN_CTL(tsk, adr)       get_unalign_ctl((tsk), (adr))
 335 #define SET_UNALIGN_CTL(tsk, val)       set_unalign_ctl((tsk), (val))
 336
 337 extern int get_unalign_ctl(struct task_struct *tsk, unsigned long adr);
 338 extern int set_unalign_ctl(struct task_struct *tsk, unsigned int val);
 339
 340 extern void load_fp_state(struct thread_fp_state *fp);
 341 extern void store_fp_state(struct thread_fp_state *fp);
 342 extern void load_vr_state(struct thread_vr_state *vr);
 343 extern void store_vr_state(struct thread_vr_state *vr);
 344
 345 static inline unsigned int __unpack_fe01(unsigned long msr_bits)
 346 {
 347         return ((msr_bits & MSR_FE0) >> 10) | ((msr_bits & MSR_FE1) >> 8);
 348 }
 349
 350 static inline unsigned long __pack_fe01(unsigned int fpmode)
 351 {
 352         return ((fpmode << 10) & MSR_FE0) | ((fpmode << 8) & MSR_FE1);
 353 }
 354
 355 #ifdef CONFIG_PPC64
 356
 357 #define spin_begin()                                                    \
 358         asm volatile(ASM_FTR_IFCLR(                                     \
 359                 "or 1,1,1", /* HMT_LOW */                               \
 360                 "nop", /* v3.1 uses pause_short in cpu_relax instead */ \
 361                 %0) :: "i" (CPU_FTR_ARCH_31) : "memory")
 362
 363 #define spin_cpu_relax()                                                \
 364         asm volatile(ASM_FTR_IFCLR(                                     \
 365                 "nop", /* Before v3.1 use priority nops in spin_begin/end */ \
 366                 PPC_WAIT(2, 0), /* aka pause_short */                   \
 367                 %0) :: "i" (CPU_FTR_ARCH_31) : "memory")
 368
 369 #define spin_end()                                                      \
 370         asm volatile(ASM_FTR_IFCLR(                                     \
 371                 "or 2,2,2", /* HMT_MEDIUM */                            \
 372                 "nop",                                                  \
 373                 %0) :: "i" (CPU_FTR_ARCH_31) : "memory")
 374
 375 #endif
 376
 377 /* Check that a certain kernel stack pointer is valid in task_struct p */
 378 int validate_sp(unsigned long sp, struct task_struct *p,
 379                        unsigned long nbytes);
 380
 381 /*
 382  * Prefetch macros.
 383  */
 384 #define ARCH_HAS_PREFETCH
 385 #define ARCH_HAS_PREFETCHW
 386 #define ARCH_HAS_SPINLOCK_PREFETCH
 387
 388 static inline void prefetch(const void *x)
 389 {
 390         if (unlikely(!x))
 391                 return;
 392
 393         __asm__ __volatile__ ("dcbt 0,%0" : : "r" (x));
 394 }
 395
 396 static inline void prefetchw(const void *x)
 397 {
 398         if (unlikely(!x))
 399                 return;
 400
 401         __asm__ __volatile__ ("dcbtst 0,%0" : : "r" (x));
 402 }
 403
 404 #define spin_lock_prefetch(x)   prefetchw(x)
 405
 406 /* asm stubs */
 407 extern unsigned long isa300_idle_stop_noloss(unsigned long psscr_val);
 408 extern unsigned long isa300_idle_stop_mayloss(unsigned long psscr_val);
 409 extern unsigned long isa206_idle_insn_mayloss(unsigned long type);
 410 #ifdef CONFIG_PPC_970_NAP
 411 extern void power4_idle_nap(void);
 412 void power4_idle_nap_return(void);
 413 #endif
 414
 415 extern unsigned long cpuidle_disable;
 416 enum idle_boot_override {IDLE_NO_OVERRIDE = 0, IDLE_POWERSAVE_OFF};
 417
 418 extern int powersave_nap;       /* set if nap mode can be used in idle loop */
 419
 420 extern void power7_idle_type(unsigned long type);
 421 extern void arch300_idle_type(unsigned long stop_psscr_val,
 422                               unsigned long stop_psscr_mask);
 423 void pnv_power9_force_smt4_catch(void);
 424 void pnv_power9_force_smt4_release(void);
 425
 426 extern int fix_alignment(struct pt_regs *);
 427
 428 #ifdef CONFIG_PPC64
 429 /*
 430  * We handle most unaligned accesses in hardware. On the other hand
 431  * unaligned DMA can be very expensive on some ppc64 IO chips (it does
 432  * powers of 2 writes until it reaches sufficient alignment).
 433  *
 434  * Based on this we disable the IP header alignment in network drivers.
 435  */
 436 #define NET_IP_ALIGN    0
 437 #endif
 438
 439 int do_mathemu(struct pt_regs *regs);
 440 int do_spe_mathemu(struct pt_regs *regs);
 441 int speround_handler(struct pt_regs *regs);
 442
 443 /* VMX copying */
 444 int enter_vmx_usercopy(void);
 445 int exit_vmx_usercopy(void);
 446 int enter_vmx_ops(void);
 447 void *exit_vmx_ops(void *dest);
 448
 449 #endif /* __KERNEL__ */
 450 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 451 #endif /* _ASM_POWERPC_PROCESSOR_H */