Quellcode-Bibliothek init.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * x86 FPU boot time init code:
 */
#include <asm/fpu/api.h>
#include <asm/tlbflush.h>
#include <asm/setup.h>

#include <linux/sched.h>
#include <linux/sched/task.h>
#include <linux/init.h>

#include "internal.h"
#include "legacy.h"
#include "xstate.h"

/*
 * Initialize the registers found in all CPUs, CR0 and CR4:
 */
static void fpu__init_cpu_generic(void)
{
 unsigned long cr0;
 unsigned long cr4_mask = 0;

 if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_FXSR))
  cr4_mask |= X86_CR4_OSFXSR;
 if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_XMM))
  cr4_mask |= X86_CR4_OSXMMEXCPT;
 if (cr4_mask)
  cr4_set_bits(cr4_mask);

 cr0 = read_cr0();
 cr0 &= ~(X86_CR0_TS|X86_CR0_EM); /* clear TS and EM */
 if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU))
  cr0 |= X86_CR0_EM;
 write_cr0(cr0);

 /* Flush out any pending x87 state: */
#ifdef CONFIG_MATH_EMULATION
 if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_FPU))
  ;
 else
#endif
  asm volatile ("fninit");
}

/*
 * Enable all supported FPU features. Called when a CPU is brought online:
 */
void fpu__init_cpu(void)
{
 fpu__init_cpu_generic();
 fpu__init_cpu_xstate();

 /* Start allowing kernel-mode FPU: */
 this_cpu_write(kernel_fpu_allowed, true);
}

static bool __init fpu__probe_without_cpuid(void)
{
 unsigned long cr0;
 u16 fsw, fcw;

 fsw = fcw = 0xffff;

 cr0 = read_cr0();
 cr0 &= ~(X86_CR0_TS | X86_CR0_EM);
 write_cr0(cr0);

 asm volatile("fninit ; fnstsw %0 ; fnstcw %1" : "+m" (fsw), "+m" (fcw));

 pr_info("x86/fpu: Probing for FPU: FSW=0x%04hx FCW=0x%04hx\n", fsw, fcw);

 return fsw == 0 && (fcw & 0x103f) == 0x003f;
}

static void __init fpu__init_system_early_generic(void)
{
 set_thread_flag(TIF_NEED_FPU_LOAD);

 if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_CPUID) &&
     !test_bit(X86_FEATURE_FPU, (unsigned long *)cpu_caps_cleared)) {
  if (fpu__probe_without_cpuid())
   setup_force_cpu_cap(X86_FEATURE_FPU);
  else
   setup_clear_cpu_cap(X86_FEATURE_FPU);
 }

#ifndef CONFIG_MATH_EMULATION
 if (!test_cpu_cap(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_FPU)) {
  pr_emerg("x86/fpu: Giving up, no FPU found and no math emulation present\n");
  for (;;)
   asm volatile("hlt");
 }
#endif
}

/*
 * Boot time FPU feature detection code:
 */
unsigned int mxcsr_feature_mask __ro_after_init = 0xffffffffu;

static void __init fpu__init_system_mxcsr(void)
{
 unsigned int mask = 0;

 if (boot_cpu_has(X86_FEATURE_FXSR)) {
  /* Static because GCC does not get 16-byte stack alignment right: */
  static struct fxregs_state fxregs __initdata;

  asm volatile("fxsave %0" : "+m" (fxregs));

  mask = fxregs.mxcsr_mask;

  /*
 * If zero then use the default features mask,
 * which has all features set, except the
 * denormals-are-zero feature bit:
 */
  if (mask == 0)
   mask = 0x0000ffbf;
 }
 mxcsr_feature_mask &= mask;
}

/*
 * Once per bootup FPU initialization sequences that will run on most x86 CPUs:
 */
static void __init fpu__init_system_generic(void)
{
 /*
 * Set up the legacy init FPU context. Will be updated when the
 * CPU supports XSAVE[S].
 */
 fpstate_init_user(&init_fpstate);

 fpu__init_system_mxcsr();
}

/*
 * Enforce that 'MEMBER' is the last field of 'TYPE'.
 *
 * Align the computed size with alignment of the TYPE,
 * because that's how C aligns structs.
 */
#define CHECK_MEMBER_AT_END_OF(TYPE, MEMBER) \
 BUILD_BUG_ON(sizeof(TYPE) !=         \
       ALIGN(offsetofend(TYPE, MEMBER), _Alignof(TYPE)))

/*
 * We append the 'struct fpu' to the task_struct:
 */
static void __init fpu__init_task_struct_size(void)
{
 int task_size = sizeof(struct task_struct);

 task_size += sizeof(struct fpu);

 /*
 * Subtract off the static size of the register state.
 * It potentially has a bunch of padding.
 */
 task_size -= sizeof(union fpregs_state);

 /*
 * Add back the dynamically-calculated register state
 * size.
 */
 task_size += fpu_kernel_cfg.default_size;

 /*
 * We dynamically size 'struct fpu', so we require that
 * 'state' be at the end of 'it:
 */
 CHECK_MEMBER_AT_END_OF(struct fpu, __fpstate);

 arch_task_struct_size = task_size;
}

/*
 * Set up the user and kernel xstate sizes based on the legacy FPU context size.
 *
 * We set this up first, and later it will be overwritten by
 * fpu__init_system_xstate() if the CPU knows about xstates.
 */
static void __init fpu__init_system_xstate_size_legacy(void)
{
 unsigned int size;

 /*
 * Note that the size configuration might be overwritten later
 * during fpu__init_system_xstate().
 */
 if (!cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_FPU)) {
  size = sizeof(struct swregs_state);
 } else if (cpu_feature_enabled(X86_FEATURE_FXSR)) {
  size = sizeof(struct fxregs_state);
  fpu_user_cfg.legacy_features = XFEATURE_MASK_FPSSE;
 } else {
  size = sizeof(struct fregs_state);
  fpu_user_cfg.legacy_features = XFEATURE_MASK_FP;
 }

 fpu_kernel_cfg.max_size = size;
 fpu_kernel_cfg.default_size = size;
 fpu_user_cfg.max_size = size;
 fpu_user_cfg.default_size = size;
 guest_default_cfg.size = size;
}

/*
 * Called on the boot CPU once per system bootup, to set up the initial
 * FPU state that is later cloned into all processes:
 */
void __init fpu__init_system(void)
{
 fpu__init_system_early_generic();

 /*
 * The FPU has to be operational for some of the
 * later FPU init activities:
 */
 fpu__init_cpu();

 fpu__init_system_generic();
 fpu__init_system_xstate_size_legacy();
 fpu__init_system_xstate(fpu_kernel_cfg.max_size);
 fpu__init_task_struct_size();
}