arch/x86/kernel/fpu/core.c

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1994 Linus Torvalds
   3  *
   4  *  Pentium III FXSR, SSE support
   5  *  General FPU state handling cleanups
   6  *      Gareth Hughes <gareth@valinux.com>, May 2000
   7  */
   8 #include <asm/fpu/internal.h>
   9 #include <asm/fpu/regset.h>
  10 #include <asm/fpu/signal.h>
  11 #include <asm/traps.h>
  12
  13 #include <linux/hardirq.h>
  14
  15 /*
  16  * Represents the initial FPU state. It's mostly (but not completely) zeroes,
  17  * depending on the FPU hardware format:
  18  */
  19 union thread_xstate init_fpstate __read_mostly;
  20
  21 /*
  22  * Track whether the kernel is using the FPU state
  23  * currently.
  24  *
  25  * This flag is used:
  26  *
  27  *   - by IRQ context code to potentially use the FPU
  28  *     if it's unused.
  29  *
  30  *   - to debug kernel_fpu_begin()/end() correctness
  31  */
  32 static DEFINE_PER_CPU(bool, in_kernel_fpu);
  33
  34 /*
  35  * Track which context is using the FPU on the CPU:
  36  */
  37 DEFINE_PER_CPU(struct fpu *, fpu_fpregs_owner_ctx);
  38
  39 static void kernel_fpu_disable(void)
  40 {
  41         WARN_ON(this_cpu_read(in_kernel_fpu));
  42         this_cpu_write(in_kernel_fpu, true);
  43 }
  44
  45 static void kernel_fpu_enable(void)
  46 {
  47         WARN_ON_ONCE(!this_cpu_read(in_kernel_fpu));
  48         this_cpu_write(in_kernel_fpu, false);
  49 }
  50
  51 static bool kernel_fpu_disabled(void)
  52 {
  53         return this_cpu_read(in_kernel_fpu);
  54 }
  55
  56 /*
  57  * Were we in an interrupt that interrupted kernel mode?
  58  *
  59  * On others, we can do a kernel_fpu_begin/end() pair *ONLY* if that
  60  * pair does nothing at all: the thread must not have fpu (so
  61  * that we don't try to save the FPU state), and TS must
  62  * be set (so that the clts/stts pair does nothing that is
  63  * visible in the interrupted kernel thread).
  64  *
  65  * Except for the eagerfpu case when we return true; in the likely case
  66  * the thread has FPU but we are not going to set/clear TS.
  67  */
  68 static bool interrupted_kernel_fpu_idle(void)
  69 {
  70         if (kernel_fpu_disabled())
  71                 return false;
  72
  73         if (use_eager_fpu())
  74                 return true;
  75
  76         return !current->thread.fpu.fpregs_active && (read_cr0() & X86_CR0_TS);
  77 }
  78
  79 /*
  80  * Were we in user mode (or vm86 mode) when we were
  81  * interrupted?
  82  *
  83  * Doing kernel_fpu_begin/end() is ok if we are running
  84  * in an interrupt context from user mode - we'll just
  85  * save the FPU state as required.
  86  */
  87 static bool interrupted_user_mode(void)
  88 {
  89         struct pt_regs *regs = get_irq_regs();
  90         return regs && user_mode(regs);
  91 }
  92
  93 /*
  94  * Can we use the FPU in kernel mode with the
  95  * whole "kernel_fpu_begin/end()" sequence?
  96  *
  97  * It's always ok in process context (ie "not interrupt")
  98  * but it is sometimes ok even from an irq.
  99  */
 100 bool irq_fpu_usable(void)
 101 {
 102         return !in_interrupt() ||
 103                 interrupted_user_mode() ||
 104                 interrupted_kernel_fpu_idle();
 105 }
 106 EXPORT_SYMBOL(irq_fpu_usable);
 107
 108 void __kernel_fpu_begin(void)
 109 {
 110         struct fpu *fpu = &current->thread.fpu;
 111
 112         kernel_fpu_disable();
 113
 114         if (fpu->fpregs_active) {
 115                 copy_fpregs_to_fpstate(fpu);
 116         } else {
 117                 this_cpu_write(fpu_fpregs_owner_ctx, NULL);
 118                 __fpregs_activate_hw();
 119         }
 120 }
 121 EXPORT_SYMBOL(__kernel_fpu_begin);
 122
 123 void __kernel_fpu_end(void)
 124 {
 125         struct fpu *fpu = &current->thread.fpu;
 126
 127         if (fpu->fpregs_active) {
 128                 if (WARN_ON(copy_fpstate_to_fpregs(fpu)))
 129                         fpu__clear(fpu);
 130         } else {
 131                 __fpregs_deactivate_hw();
 132         }
 133
 134         kernel_fpu_enable();
 135 }
 136 EXPORT_SYMBOL(__kernel_fpu_end);
 137
 138 void kernel_fpu_begin(void)
 139 {
 140         preempt_disable();
 141         WARN_ON_ONCE(!irq_fpu_usable());
 142         __kernel_fpu_begin();
 143 }
 144 EXPORT_SYMBOL_GPL(kernel_fpu_begin);
 145
 146 void kernel_fpu_end(void)
 147 {
 148         __kernel_fpu_end();
 149         preempt_enable();
 150 }
 151 EXPORT_SYMBOL_GPL(kernel_fpu_end);
 152
 153 /*
 154  * CR0::TS save/restore functions:
 155  */
 156 int irq_ts_save(void)
 157 {
 158         /*
 159          * If in process context and not atomic, we can take a spurious DNA fault.
 160          * Otherwise, doing clts() in process context requires disabling preemption
 161          * or some heavy lifting like kernel_fpu_begin()
 162          */
 163         if (!in_atomic())
 164                 return 0;
 165
 166         if (read_cr0() & X86_CR0_TS) {
 167                 clts();
 168                 return 1;
 169         }
 170
 171         return 0;
 172 }
 173 EXPORT_SYMBOL_GPL(irq_ts_save);
 174
 175 void irq_ts_restore(int TS_state)
 176 {
 177         if (TS_state)
 178                 stts();
 179 }
 180 EXPORT_SYMBOL_GPL(irq_ts_restore);
 181
 182 /*
 183  * Save the FPU state (mark it for reload if necessary):
 184  *
 185  * This only ever gets called for the current task.
 186  */
 187 void fpu__save(struct fpu *fpu)
 188 {
 189         WARN_ON(fpu != &current->thread.fpu);
 190
 191         preempt_disable();
 192         if (fpu->fpregs_active) {
 193                 if (!copy_fpregs_to_fpstate(fpu))
 194                         fpregs_deactivate(fpu);
 195         }
 196         preempt_enable();
 197 }
 198 EXPORT_SYMBOL_GPL(fpu__save);
 199
 200 /*
 201  * Legacy x87 fpstate state init:
 202  */
 203 static inline void fpstate_init_fstate(struct i387_fsave_struct *fp)
 204 {
 205         fp->cwd = 0xffff037fu;
 206         fp->swd = 0xffff0000u;
 207         fp->twd = 0xffffffffu;
 208         fp->fos = 0xffff0000u;
 209 }
 210
 211 void fpstate_init(union thread_xstate *state)
 212 {
 213         if (!cpu_has_fpu) {
 214                 fpstate_init_soft(&state->soft);
 215                 return;
 216         }
 217
 218         memset(state, 0, xstate_size);
 219
 220         if (cpu_has_fxsr)
 221                 fpstate_init_fxstate(&state->fxsave);
 222         else
 223                 fpstate_init_fstate(&state->fsave);
 224 }
 225 EXPORT_SYMBOL_GPL(fpstate_init);
 226
 227 /*
 228  * Copy the current task's FPU state to a new task's FPU context.
 229  *
 230  * In the 'eager' case we just save to the destination context.
 231  *
 232  * In the 'lazy' case we save to the source context, mark the FPU lazy
 233  * via stts() and copy the source context into the destination context.
 234  */
 235 static void fpu_copy(struct fpu *dst_fpu, struct fpu *src_fpu)
 236 {
 237         WARN_ON(src_fpu != &current->thread.fpu);
 238
 239         /*
 240          * Don't let 'init optimized' areas of the XSAVE area
 241          * leak into the child task:
 242          */
 243         if (use_eager_fpu())
 244                 memset(&dst_fpu->state.xsave, 0, xstate_size);
 245
 246         /*
 247          * Save current FPU registers directly into the child
 248          * FPU context, without any memory-to-memory copying.
 249          *
 250          * If the FPU context got destroyed in the process (FNSAVE
 251          * done on old CPUs) then copy it back into the source
 252          * context and mark the current task for lazy restore.
 253          *
 254          * We have to do all this with preemption disabled,
 255          * mostly because of the FNSAVE case, because in that
 256          * case we must not allow preemption in the window
 257          * between the FNSAVE and us marking the context lazy.
 258          *
 259          * It shouldn't be an issue as even FNSAVE is plenty
 260          * fast in terms of critical section length.
 261          */
 262         preempt_disable();
 263         if (!copy_fpregs_to_fpstate(dst_fpu)) {
 264                 memcpy(&src_fpu->state, &dst_fpu->state, xstate_size);
 265                 fpregs_deactivate(src_fpu);
 266         }
 267         preempt_enable();
 268 }
 269
 270 int fpu__copy(struct fpu *dst_fpu, struct fpu *src_fpu)
 271 {
 272         dst_fpu->counter = 0;
 273         dst_fpu->fpregs_active = 0;
 274         dst_fpu->last_cpu = -1;
 275
 276         if (src_fpu->fpstate_active)
 277                 fpu_copy(dst_fpu, src_fpu);
 278
 279         return 0;
 280 }
 281
 282 /*
 283  * Activate the current task's in-memory FPU context,
 284  * if it has not been used before:
 285  */
 286 void fpu__activate_curr(struct fpu *fpu)
 287 {
 288         WARN_ON_ONCE(fpu != &current->thread.fpu);
 289
 290         if (!fpu->fpstate_active) {
 291                 fpstate_init(&fpu->state);
 292
 293                 /* Safe to do for the current task: */
 294                 fpu->fpstate_active = 1;
 295         }
 296 }
 297 EXPORT_SYMBOL_GPL(fpu__activate_curr);
 298
 299 /*
 300  * This function must be called before we modify a stopped child's
 301  * fpstate.
 302  *
 303  * If the child has not used the FPU before then initialize its
 304  * fpstate.
 305  *
 306  * If the child has used the FPU before then unlazy it.
 307  *
 308  * [ After this function call, after registers in the fpstate are
 309  *   modified and the child task has woken up, the child task will
 310  *   restore the modified FPU state from the modified context. If we
 311  *   didn't clear its lazy status here then the lazy in-registers
 312  *   state pending on its former CPU could be restored, corrupting
 313  *   the modifications. ]
 314  *
 315  * This function is also called before we read a stopped child's
 316  * FPU state - to make sure it's initialized if the child has
 317  * no active FPU state.
 318  *
 319  * TODO: A future optimization would be to skip the unlazying in
 320  *       the read-only case, it's not strictly necessary for
 321  *       read-only access to the context.
 322  */
 323 static void fpu__activate_stopped(struct fpu *child_fpu)
 324 {
 325         WARN_ON_ONCE(child_fpu == &current->thread.fpu);
 326
 327         if (child_fpu->fpstate_active) {
 328                 child_fpu->last_cpu = -1;
 329         } else {
 330                 fpstate_init(&child_fpu->state);
 331
 332                 /* Safe to do for stopped child tasks: */
 333                 child_fpu->fpstate_active = 1;
 334         }
 335 }
 336
 337 /*
 338  * 'fpu__restore()' is called to copy FPU registers from
 339  * the FPU fpstate to the live hw registers and to activate
 340  * access to the hardware registers, so that FPU instructions
 341  * can be used afterwards.
 342  *
 343  * Must be called with kernel preemption disabled (for example
 344  * with local interrupts disabled, as it is in the case of
 345  * do_device_not_available()).
 346  */
 347 void fpu__restore(void)
 348 {
 349         struct task_struct *tsk = current;
 350         struct fpu *fpu = &tsk->thread.fpu;
 351
 352         fpu__activate_curr(fpu);
 353
 354         /* Avoid __kernel_fpu_begin() right after fpregs_activate() */
 355         kernel_fpu_disable();
 356         fpregs_activate(fpu);
 357         if (unlikely(copy_fpstate_to_fpregs(fpu))) {
 358                 fpu__clear(fpu);
 359                 force_sig_info(SIGSEGV, SEND_SIG_PRIV, tsk);
 360         } else {
 361                 tsk->thread.fpu.counter++;
 362         }
 363         kernel_fpu_enable();
 364 }
 365 EXPORT_SYMBOL_GPL(fpu__restore);
 366
 367 /*
 368  * Drops current FPU state: deactivates the fpregs and
 369  * the fpstate. NOTE: it still leaves previous contents
 370  * in the fpregs in the eager-FPU case.
 371  *
 372  * This function can be used in cases where we know that
 373  * a state-restore is coming: either an explicit one,
 374  * or a reschedule.
 375  */
 376 void fpu__drop(struct fpu *fpu)
 377 {
 378         preempt_disable();
 379         fpu->counter = 0;
 380
 381         if (fpu->fpregs_active) {
 382                 /* Ignore delayed exceptions from user space */
 383                 asm volatile("1: fwait\n"
 384                              "2:\n"
 385                              _ASM_EXTABLE(1b, 2b));
 386                 fpregs_deactivate(fpu);
 387         }
 388
 389         fpu->fpstate_active = 0;
 390
 391         preempt_enable();
 392 }
 393
 394 /*
 395  * Clear FPU registers by setting them up from
 396  * the init fpstate:
 397  */
 398 static inline void copy_init_fpstate_to_fpregs(void)
 399 {
 400         if (use_xsave())
 401                 xrstor_state(&init_fpstate.xsave, -1);
 402         else
 403                 fxrstor_checking(&init_fpstate.fxsave);
 404 }
 405
 406 /*
 407  * Clear the FPU state back to init state.
 408  *
 409  * Called by sys_execve(), by the signal handler code and by various
 410  * error paths.
 411  */
 412 void fpu__clear(struct fpu *fpu)
 413 {
 414         WARN_ON_ONCE(fpu != &current->thread.fpu); /* Almost certainly an anomaly */
 415
 416         if (!use_eager_fpu()) {
 417                 /* FPU state will be reallocated lazily at the first use. */
 418                 fpu__drop(fpu);
 419         } else {
 420                 if (!fpu->fpstate_active) {
 421                         fpu__activate_curr(fpu);
 422                         user_fpu_begin();
 423                 }
 424                 copy_init_fpstate_to_fpregs();
 425         }
 426 }
 427
 428 /*
 429  * The xstateregs_active() routine is the same as the regset_fpregs_active() routine,
 430  * as the "regset->n" for the xstate regset will be updated based on the feature
 431  * capabilites supported by the xsave.
 432  */
 433 int regset_fpregs_active(struct task_struct *target, const struct user_regset *regset)
 434 {
 435         struct fpu *target_fpu = &target->thread.fpu;
 436
 437         return target_fpu->fpstate_active ? regset->n : 0;
 438 }
 439
 440 int regset_xregset_fpregs_active(struct task_struct *target, const struct user_regset *regset)
 441 {
 442         struct fpu *target_fpu = &target->thread.fpu;
 443
 444         return (cpu_has_fxsr && target_fpu->fpstate_active) ? regset->n : 0;
 445 }
 446
 447 int xfpregs_get(struct task_struct *target, const struct user_regset *regset,
 448                 unsigned int pos, unsigned int count,
 449                 void *kbuf, void __user *ubuf)
 450 {
 451         struct fpu *fpu = &target->thread.fpu;
 452
 453         if (!cpu_has_fxsr)
 454                 return -ENODEV;
 455
 456         fpu__activate_stopped(fpu);
 457         fpstate_sanitize_xstate(fpu);
 458
 459         return user_regset_copyout(&pos, &count, &kbuf, &ubuf,
 460                                    &fpu->state.fxsave, 0, -1);
 461 }
 462
 463 int xfpregs_set(struct task_struct *target, const struct user_regset *regset,
 464                 unsigned int pos, unsigned int count,
 465                 const void *kbuf, const void __user *ubuf)
 466 {
 467         struct fpu *fpu = &target->thread.fpu;
 468         int ret;
 469
 470         if (!cpu_has_fxsr)
 471                 return -ENODEV;
 472
 473         fpu__activate_stopped(fpu);
 474         fpstate_sanitize_xstate(fpu);
 475
 476         ret = user_regset_copyin(&pos, &count, &kbuf, &ubuf,
 477                                  &fpu->state.fxsave, 0, -1);
 478
 479         /*
 480          * mxcsr reserved bits must be masked to zero for security reasons.
 481          */
 482         fpu->state.fxsave.mxcsr &= mxcsr_feature_mask;
 483
 484         /*
 485          * update the header bits in the xsave header, indicating the
 486          * presence of FP and SSE state.
 487          */
 488         if (cpu_has_xsave)
 489                 fpu->state.xsave.header.xfeatures |= XSTATE_FPSSE;
 490
 491         return ret;
 492 }
 493
 494 int xstateregs_get(struct task_struct *target, const struct user_regset *regset,
 495                 unsigned int pos, unsigned int count,
 496                 void *kbuf, void __user *ubuf)
 497 {
 498         struct fpu *fpu = &target->thread.fpu;
 499         struct xsave_struct *xsave;
 500         int ret;
 501
 502         if (!cpu_has_xsave)
 503                 return -ENODEV;
 504
 505         fpu__activate_stopped(fpu);
 506
 507         xsave = &fpu->state.xsave;
 508
 509         /*
 510          * Copy the 48bytes defined by the software first into the xstate
 511          * memory layout in the thread struct, so that we can copy the entire
 512          * xstateregs to the user using one user_regset_copyout().
 513          */
 514         memcpy(&xsave->i387.sw_reserved,
 515                 xstate_fx_sw_bytes, sizeof(xstate_fx_sw_bytes));
 516         /*
 517          * Copy the xstate memory layout.
 518          */
 519         ret = user_regset_copyout(&pos, &count, &kbuf, &ubuf, xsave, 0, -1);
 520         return ret;
 521 }
 522
 523 int xstateregs_set(struct task_struct *target, const struct user_regset *regset,
 524                   unsigned int pos, unsigned int count,
 525                   const void *kbuf, const void __user *ubuf)
 526 {
 527         struct fpu *fpu = &target->thread.fpu;
 528         struct xsave_struct *xsave;
 529         int ret;
 530
 531         if (!cpu_has_xsave)
 532                 return -ENODEV;
 533
 534         fpu__activate_stopped(fpu);
 535
 536         xsave = &fpu->state.xsave;
 537
 538         ret = user_regset_copyin(&pos, &count, &kbuf, &ubuf, xsave, 0, -1);
 539         /*
 540          * mxcsr reserved bits must be masked to zero for security reasons.
 541          */
 542         xsave->i387.mxcsr &= mxcsr_feature_mask;
 543         xsave->header.xfeatures &= xfeatures_mask;
 544         /*
 545          * These bits must be zero.
 546          */
 547         memset(&xsave->header.reserved, 0, 48);
 548
 549         return ret;
 550 }
 551
 552 #if defined CONFIG_X86_32 || defined CONFIG_IA32_EMULATION
 553
 554 /*
 555  * FPU tag word conversions.
 556  */
 557
 558 static inline unsigned short twd_i387_to_fxsr(unsigned short twd)
 559 {
 560         unsigned int tmp; /* to avoid 16 bit prefixes in the code */
 561
 562         /* Transform each pair of bits into 01 (valid) or 00 (empty) */
 563         tmp = ~twd;
 564         tmp = (tmp | (tmp>>1)) & 0x5555; /* 0V0V0V0V0V0V0V0V */
 565         /* and move the valid bits to the lower byte. */
 566         tmp = (tmp | (tmp >> 1)) & 0x3333; /* 00VV00VV00VV00VV */
 567         tmp = (tmp | (tmp >> 2)) & 0x0f0f; /* 0000VVVV0000VVVV */
 568         tmp = (tmp | (tmp >> 4)) & 0x00ff; /* 00000000VVVVVVVV */
 569
 570         return tmp;
 571 }
 572
 573 #define FPREG_ADDR(f, n)        ((void *)&(f)->st_space + (n) * 16)
 574 #define FP_EXP_TAG_VALID        0
 575 #define FP_EXP_TAG_ZERO         1
 576 #define FP_EXP_TAG_SPECIAL      2
 577 #define FP_EXP_TAG_EMPTY        3
 578
 579 static inline u32 twd_fxsr_to_i387(struct i387_fxsave_struct *fxsave)
 580 {
 581         struct _fpxreg *st;
 582         u32 tos = (fxsave->swd >> 11) & 7;
 583         u32 twd = (unsigned long) fxsave->twd;
 584         u32 tag;
 585         u32 ret = 0xffff0000u;
 586         int i;
 587
 588         for (i = 0; i < 8; i++, twd >>= 1) {
 589                 if (twd & 0x1) {
 590                         st = FPREG_ADDR(fxsave, (i - tos) & 7);
 591
 592                         switch (st->exponent & 0x7fff) {
 593                         case 0x7fff:
 594                                 tag = FP_EXP_TAG_SPECIAL;
 595                                 break;
 596                         case 0x0000:
 597                                 if (!st->significand[0] &&
 598                                     !st->significand[1] &&
 599                                     !st->significand[2] &&
 600                                     !st->significand[3])
 601                                         tag = FP_EXP_TAG_ZERO;
 602                                 else
 603                                         tag = FP_EXP_TAG_SPECIAL;
 604                                 break;
 605                         default:
 606                                 if (st->significand[3] & 0x8000)
 607                                         tag = FP_EXP_TAG_VALID;
 608                                 else
 609                                         tag = FP_EXP_TAG_SPECIAL;
 610                                 break;
 611                         }
 612                 } else {
 613                         tag = FP_EXP_TAG_EMPTY;
 614                 }
 615                 ret |= tag << (2 * i);
 616         }
 617         return ret;
 618 }
 619
 620 /*
 621  * FXSR floating point environment conversions.
 622  */
 623
 624 void
 625 convert_from_fxsr(struct user_i387_ia32_struct *env, struct task_struct *tsk)
 626 {
 627         struct i387_fxsave_struct *fxsave = &tsk->thread.fpu.state.fxsave;
 628         struct _fpreg *to = (struct _fpreg *) &env->st_space[0];
 629         struct _fpxreg *from = (struct _fpxreg *) &fxsave->st_space[0];
 630         int i;
 631
 632         env->cwd = fxsave->cwd | 0xffff0000u;
 633         env->swd = fxsave->swd | 0xffff0000u;
 634         env->twd = twd_fxsr_to_i387(fxsave);
 635
 636 #ifdef CONFIG_X86_64
 637         env->fip = fxsave->rip;
 638         env->foo = fxsave->rdp;
 639         /*
 640          * should be actually ds/cs at fpu exception time, but
 641          * that information is not available in 64bit mode.
 642          */
 643         env->fcs = task_pt_regs(tsk)->cs;
 644         if (tsk == current) {
 645                 savesegment(ds, env->fos);
 646         } else {
 647                 env->fos = tsk->thread.ds;
 648         }
 649         env->fos |= 0xffff0000;
 650 #else
 651         env->fip = fxsave->fip;
 652         env->fcs = (u16) fxsave->fcs | ((u32) fxsave->fop << 16);
 653         env->foo = fxsave->foo;
 654         env->fos = fxsave->fos;
 655 #endif
 656
 657         for (i = 0; i < 8; ++i)
 658                 memcpy(&to[i], &from[i], sizeof(to[0]));
 659 }
 660
 661 void convert_to_fxsr(struct task_struct *tsk,
 662                      const struct user_i387_ia32_struct *env)
 663
 664 {
 665         struct i387_fxsave_struct *fxsave = &tsk->thread.fpu.state.fxsave;
 666         struct _fpreg *from = (struct _fpreg *) &env->st_space[0];
 667         struct _fpxreg *to = (struct _fpxreg *) &fxsave->st_space[0];
 668         int i;
 669
 670         fxsave->cwd = env->cwd;
 671         fxsave->swd = env->swd;
 672         fxsave->twd = twd_i387_to_fxsr(env->twd);
 673         fxsave->fop = (u16) ((u32) env->fcs >> 16);
 674 #ifdef CONFIG_X86_64
 675         fxsave->rip = env->fip;
 676         fxsave->rdp = env->foo;
 677         /* cs and ds ignored */
 678 #else
 679         fxsave->fip = env->fip;
 680         fxsave->fcs = (env->fcs & 0xffff);
 681         fxsave->foo = env->foo;
 682         fxsave->fos = env->fos;
 683 #endif
 684
 685         for (i = 0; i < 8; ++i)
 686                 memcpy(&to[i], &from[i], sizeof(from[0]));
 687 }
 688
 689 int fpregs_get(struct task_struct *target, const struct user_regset *regset,
 690                unsigned int pos, unsigned int count,
 691                void *kbuf, void __user *ubuf)
 692 {
 693         struct fpu *fpu = &target->thread.fpu;
 694         struct user_i387_ia32_struct env;
 695
 696         fpu__activate_stopped(fpu);
 697
 698         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_FPU))
 699                 return fpregs_soft_get(target, regset, pos, count, kbuf, ubuf);
 700
 701         if (!cpu_has_fxsr)
 702                 return user_regset_copyout(&pos, &count, &kbuf, &ubuf,
 703                                            &fpu->state.fsave, 0,
 704                                            -1);
 705
 706         fpstate_sanitize_xstate(fpu);
 707
 708         if (kbuf && pos == 0 && count == sizeof(env)) {
 709                 convert_from_fxsr(kbuf, target);
 710                 return 0;
 711         }
 712
 713         convert_from_fxsr(&env, target);
 714
 715         return user_regset_copyout(&pos, &count, &kbuf, &ubuf, &env, 0, -1);
 716 }
 717
 718 int fpregs_set(struct task_struct *target, const struct user_regset *regset,
 719                unsigned int pos, unsigned int count,
 720                const void *kbuf, const void __user *ubuf)
 721 {
 722         struct fpu *fpu = &target->thread.fpu;
 723         struct user_i387_ia32_struct env;
 724         int ret;
 725
 726         fpu__activate_stopped(fpu);
 727         fpstate_sanitize_xstate(fpu);
 728
 729         if (!static_cpu_has(X86_FEATURE_FPU))
 730                 return fpregs_soft_set(target, regset, pos, count, kbuf, ubuf);
 731
 732         if (!cpu_has_fxsr)
 733                 return user_regset_copyin(&pos, &count, &kbuf, &ubuf,
 734                                           &fpu->state.fsave, 0,
 735                                           -1);
 736
 737         if (pos > 0 || count < sizeof(env))
 738                 convert_from_fxsr(&env, target);
 739
 740         ret = user_regset_copyin(&pos, &count, &kbuf, &ubuf, &env, 0, -1);
 741         if (!ret)
 742                 convert_to_fxsr(target, &env);
 743
 744         /*
 745          * update the header bit in the xsave header, indicating the
 746          * presence of FP.
 747          */
 748         if (cpu_has_xsave)
 749                 fpu->state.xsave.header.xfeatures |= XSTATE_FP;
 750         return ret;
 751 }
 752
 753 /*
 754  * FPU state for core dumps.
 755  * This is only used for a.out dumps now.
 756  * It is declared generically using elf_fpregset_t (which is
 757  * struct user_i387_struct) but is in fact only used for 32-bit
 758  * dumps, so on 64-bit it is really struct user_i387_ia32_struct.
 759  */
 760 int dump_fpu(struct pt_regs *regs, struct user_i387_struct *ufpu)
 761 {
 762         struct task_struct *tsk = current;
 763         struct fpu *fpu = &tsk->thread.fpu;
 764         int fpvalid;
 765
 766         fpvalid = fpu->fpstate_active;
 767         if (fpvalid)
 768                 fpvalid = !fpregs_get(tsk, NULL,
 769                                       0, sizeof(struct user_i387_ia32_struct),
 770                                       ufpu, NULL);
 771
 772         return fpvalid;
 773 }
 774 EXPORT_SYMBOL(dump_fpu);
 775
 776 #endif  /* CONFIG_X86_32 || CONFIG_IA32_EMULATION */
 777
 778 /*
 779  * x87 math exception handling:
 780  */
 781
 782 static inline unsigned short get_fpu_cwd(struct fpu *fpu)
 783 {
 784         if (cpu_has_fxsr) {
 785                 return fpu->state.fxsave.cwd;
 786         } else {
 787                 return (unsigned short)fpu->state.fsave.cwd;
 788         }
 789 }
 790
 791 static inline unsigned short get_fpu_swd(struct fpu *fpu)
 792 {
 793         if (cpu_has_fxsr) {
 794                 return fpu->state.fxsave.swd;
 795         } else {
 796                 return (unsigned short)fpu->state.fsave.swd;
 797         }
 798 }
 799
 800 static inline unsigned short get_fpu_mxcsr(struct fpu *fpu)
 801 {
 802         if (cpu_has_xmm) {
 803                 return fpu->state.fxsave.mxcsr;
 804         } else {
 805                 return MXCSR_DEFAULT;
 806         }
 807 }
 808
 809 int fpu__exception_code(struct fpu *fpu, int trap_nr)
 810 {
 811         int err;
 812
 813         if (trap_nr == X86_TRAP_MF) {
 814                 unsigned short cwd, swd;
 815                 /*
 816                  * (~cwd & swd) will mask out exceptions that are not set to unmasked
 817                  * status.  0x3f is the exception bits in these regs, 0x200 is the
 818                  * C1 reg you need in case of a stack fault, 0x040 is the stack
 819                  * fault bit.  We should only be taking one exception at a time,
 820                  * so if this combination doesn't produce any single exception,
 821                  * then we have a bad program that isn't synchronizing its FPU usage
 822                  * and it will suffer the consequences since we won't be able to
 823                  * fully reproduce the context of the exception
 824                  */
 825                 cwd = get_fpu_cwd(fpu);
 826                 swd = get_fpu_swd(fpu);
 827
 828                 err = swd & ~cwd;
 829         } else {
 830                 /*
 831                  * The SIMD FPU exceptions are handled a little differently, as there
 832                  * is only a single status/control register.  Thus, to determine which
 833                  * unmasked exception was caught we must mask the exception mask bits
 834                  * at 0x1f80, and then use these to mask the exception bits at 0x3f.
 835                  */
 836                 unsigned short mxcsr = get_fpu_mxcsr(fpu);
 837                 err = ~(mxcsr >> 7) & mxcsr;
 838         }
 839
 840         if (err & 0x001) {      /* Invalid op */
 841                 /*
 842                  * swd & 0x240 == 0x040: Stack Underflow
 843                  * swd & 0x240 == 0x240: Stack Overflow
 844                  * User must clear the SF bit (0x40) if set
 845                  */
 846                 return FPE_FLTINV;
 847         } else if (err & 0x004) { /* Divide by Zero */
 848                 return FPE_FLTDIV;
 849         } else if (err & 0x008) { /* Overflow */
 850                 return FPE_FLTOVF;
 851         } else if (err & 0x012) { /* Denormal, Underflow */
 852                 return FPE_FLTUND;
 853         } else if (err & 0x020) { /* Precision */
 854                 return FPE_FLTRES;
 855         }
 856
 857         /*
 858          * If we're using IRQ 13, or supposedly even some trap
 859          * X86_TRAP_MF implementations, it's possible
 860          * we get a spurious trap, which is not an error.
 861          */
 862         return 0;
 863 }