Add Aarch64 SVE compatibility macros
authorAlan Hayward <alan.hayward@arm.com>
Thu, 14 Jun 2018 09:10:03 +0000 (10:10 +0100)
committerAlan Hayward <alan.hayward@arm.com>
Mon, 18 Jun 2018 09:02:56 +0000 (10:02 +0100)
This header provides compatibility support for SVE allow building
even when the underlying host system lacks support for SVE.
If the binary is then run on an SVE-enabled kernel then support
will automatically be available.

gdb/
* nat/aarch64-sve-linux-sigcontext.h: New file.
* nat/aarch64-sve-linux-ptrace.h (SVE_VQ_BYTES): Move to
new files.
(SVE_VQ_MIN): Likewise.
(SVE_VQ_MAX): Likewise.
(SVE_VL_MIN): Likewise.
(SVE_VL_MAX): Likewise.
(SVE_NUM_ZREGS): Likewise.
(SVE_NUM_PREGS): Likewise.
(sve_vl_valid): Likewise.
(struct user_sve_header): Likewise.

gdb/ChangeLog
gdb/nat/aarch64-sve-linux-ptrace.h
gdb/nat/aarch64-sve-linux-sigcontext.h [new file with mode: 0644]

index 4886f1c07bc1be900ff3274133e411ee69a53c83..b0ea28010537241d30eaef50f52e63ce2b933150 100644 (file)
@@ -1,3 +1,17 @@
+2018-06-18  Alan Hayward  <alan.hayward@arm.com>
+
+       * nat/aarch64-sve-linux-sigcontext.h: New file.
+       * nat/aarch64-sve-linux-ptrace.h (SVE_VQ_BYTES): Move to
+       new files.
+       (SVE_VQ_MIN): Likewise.
+       (SVE_VQ_MAX): Likewise.
+       (SVE_VL_MIN): Likewise.
+       (SVE_VL_MAX): Likewise.
+       (SVE_NUM_ZREGS): Likewise.
+       (SVE_NUM_PREGS): Likewise.
+       (sve_vl_valid): Likewise.
+       (struct user_sve_header): Likewise.
+
 2018-06-16  Andrew Burgess  <andrew.burgess@embecosm.com>
            Richard Bunt <Richard.Bunt@arm.com>
 
index 61f841466c8279c14322894e4cedbe3b6e39db4b..7f5a81f3252df76c517a10cdbad20be255107975 100644 (file)
 #ifndef AARCH64_SVE_LINUX_PTRACE_H
 #define AARCH64_SVE_LINUX_PTRACE_H
 
-/* Where indicated, this file contains defines and macros lifted directly from
-   the Linux kernel headers, with no modification.
-   Refer to Linux kernel documentation for details.  */
-
 #include <asm/sigcontext.h>
 #include <sys/utsname.h>
 #include <sys/ptrace.h>
 #include <asm/ptrace.h>
 
+#ifndef SVE_SIG_ZREGS_SIZE
+#include "aarch64-sve-linux-sigcontext.h"
+#endif
+
 /* Read VQ for the given tid using ptrace.  If SVE is not supported then zero
    is returned (on a system that supports SVE, then VQ cannot be zero).  */
 
 uint64_t aarch64_sve_get_vq (int tid);
 
-/* Structures and defines taken from sigcontext.h.  */
-
-#ifndef SVE_SIG_ZREGS_SIZE
-
-#define SVE_VQ_BYTES           16      /* number of bytes per quadword */
-
-#define SVE_VQ_MIN             1
-#define SVE_VQ_MAX             512
-
-#define SVE_VL_MIN             (SVE_VQ_MIN * SVE_VQ_BYTES)
-#define SVE_VL_MAX             (SVE_VQ_MAX * SVE_VQ_BYTES)
-
-#define SVE_NUM_ZREGS          32
-#define SVE_NUM_PREGS          16
-
-#define sve_vl_valid(vl) \
-       ((vl) % SVE_VQ_BYTES == 0 && (vl) >= SVE_VL_MIN && (vl) <= SVE_VL_MAX)
-
-#endif /* SVE_SIG_ZREGS_SIZE.  */
-
-
-/* Structures and defines taken from ptrace.h.  */
-
-#ifndef SVE_PT_SVE_ZREG_SIZE
-
-struct user_sve_header {
-       __u32 size; /* total meaningful regset content in bytes */
-       __u32 max_size; /* maxmium possible size for this thread */
-       __u16 vl; /* current vector length */
-       __u16 max_vl; /* maximum possible vector length */
-       __u16 flags;
-       __u16 __reserved;
-};
-
-#endif /* SVE_PT_SVE_ZREG_SIZE.  */
-
 #endif /* aarch64-sve-linux-ptrace.h */
diff --git a/gdb/nat/aarch64-sve-linux-sigcontext.h b/gdb/nat/aarch64-sve-linux-sigcontext.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..bdece8e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,268 @@
+/* Copyright (C) 2018 Free Software Foundation, Inc.
+   Contributed by Arm Ltd.
+
+   This file is part of GDB.
+
+   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+   it under the terms of the GNU General Public License as published by
+   the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
+   (at your option) any later version.
+
+   This program is distributed in the hope that it will be useful,
+   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+   GNU General Public License for more details.
+
+   You should have received a copy of the GNU General Public License
+   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
+
+#ifndef AARCH64_SVE_LINUX_SIGCONTEXT_H
+#define AARCH64_SVE_LINUX_SIGCONTEXT_H
+
+#define SVE_MAGIC      0x53564501
+
+struct sve_context {
+       struct _aarch64_ctx head;
+       __u16 vl;
+       __u16 __reserved[3];
+};
+
+/*
+ * The SVE architecture leaves space for future expansion of the
+ * vector length beyond its initial architectural limit of 2048 bits
+ * (16 quadwords).
+ *
+ * See linux/Documentation/arm64/sve.txt for a description of the VL/VQ
+ * terminology.
+ */
+#define SVE_VQ_BYTES           16      /* number of bytes per quadword */
+
+#define SVE_VQ_MIN             1
+#define SVE_VQ_MAX             512
+
+#define SVE_VL_MIN             (SVE_VQ_MIN * SVE_VQ_BYTES)
+#define SVE_VL_MAX             (SVE_VQ_MAX * SVE_VQ_BYTES)
+
+#define SVE_NUM_ZREGS          32
+#define SVE_NUM_PREGS          16
+
+#define sve_vl_valid(vl) \
+       ((vl) % SVE_VQ_BYTES == 0 && (vl) >= SVE_VL_MIN && (vl) <= SVE_VL_MAX)
+
+/*
+ * If the SVE registers are currently live for the thread at signal delivery,
+ * sve_context.head.size >=
+ *     SVE_SIG_CONTEXT_SIZE(sve_vq_from_vl(sve_context.vl))
+ * and the register data may be accessed using the SVE_SIG_*() macros.
+ *
+ * If sve_context.head.size <
+ *     SVE_SIG_CONTEXT_SIZE(sve_vq_from_vl(sve_context.vl)),
+ * the SVE registers were not live for the thread and no register data
+ * is included: in this case, the SVE_SIG_*() macros should not be
+ * used except for this check.
+ *
+ * The same convention applies when returning from a signal: a caller
+ * will need to remove or resize the sve_context block if it wants to
+ * make the SVE registers live when they were previously non-live or
+ * vice-versa.  This may require the the caller to allocate fresh
+ * memory and/or move other context blocks in the signal frame.
+ *
+ * Changing the vector length during signal return is not permitted:
+ * sve_context.vl must equal the thread's current vector length when
+ * doing a sigreturn.
+ *
+ *
+ * Note: for all these macros, the "vq" argument denotes the SVE
+ * vector length in quadwords (i.e., units of 128 bits).
+ *
+ * The correct way to obtain vq is to use sve_vq_from_vl(vl).  The
+ * result is valid if and only if sve_vl_valid(vl) is true.  This is
+ * guaranteed for a struct sve_context written by the kernel.
+ *
+ *
+ * Additional macros describe the contents and layout of the payload.
+ * For each, SVE_SIG_x_OFFSET(args) is the start offset relative to
+ * the start of struct sve_context, and SVE_SIG_x_SIZE(args) is the
+ * size in bytes:
+ *
+ *     x       type                            description
+ *     -       ----                            -----------
+ *     REGS                                    the entire SVE context
+ *
+ *     ZREGS   __uint128_t[SVE_NUM_ZREGS][vq]  all Z-registers
+ *     ZREG    __uint128_t[vq]                 individual Z-register Zn
+ *
+ *     PREGS   uint16_t[SVE_NUM_PREGS][vq]     all P-registers
+ *     PREG    uint16_t[vq]                    individual P-register Pn
+ *
+ *     FFR     uint16_t[vq]                    first-fault status register
+ *
+ * Additional data might be appended in the future.
+ */
+
+#define SVE_SIG_ZREG_SIZE(vq)  ((__u32)(vq) * SVE_VQ_BYTES)
+#define SVE_SIG_PREG_SIZE(vq)  ((__u32)(vq) * (SVE_VQ_BYTES / 8))
+#define SVE_SIG_FFR_SIZE(vq)   SVE_SIG_PREG_SIZE(vq)
+
+#define SVE_SIG_REGS_OFFSET                                    \
+       ((sizeof(struct sve_context) + (SVE_VQ_BYTES - 1))      \
+               / SVE_VQ_BYTES * SVE_VQ_BYTES)
+
+#define SVE_SIG_ZREGS_OFFSET   SVE_SIG_REGS_OFFSET
+#define SVE_SIG_ZREG_OFFSET(vq, n) \
+       (SVE_SIG_ZREGS_OFFSET + SVE_SIG_ZREG_SIZE(vq) * (n))
+#define SVE_SIG_ZREGS_SIZE(vq) \
+       (SVE_SIG_ZREG_OFFSET(vq, SVE_NUM_ZREGS) - SVE_SIG_ZREGS_OFFSET)
+
+#define SVE_SIG_PREGS_OFFSET(vq) \
+       (SVE_SIG_ZREGS_OFFSET + SVE_SIG_ZREGS_SIZE(vq))
+#define SVE_SIG_PREG_OFFSET(vq, n) \
+       (SVE_SIG_PREGS_OFFSET(vq) + SVE_SIG_PREG_SIZE(vq) * (n))
+#define SVE_SIG_PREGS_SIZE(vq) \
+       (SVE_SIG_PREG_OFFSET(vq, SVE_NUM_PREGS) - SVE_SIG_PREGS_OFFSET(vq))
+
+#define SVE_SIG_FFR_OFFSET(vq) \
+       (SVE_SIG_PREGS_OFFSET(vq) + SVE_SIG_PREGS_SIZE(vq))
+
+#define SVE_SIG_REGS_SIZE(vq) \
+       (SVE_SIG_FFR_OFFSET(vq) + SVE_SIG_FFR_SIZE(vq) - SVE_SIG_REGS_OFFSET)
+
+#define SVE_SIG_CONTEXT_SIZE(vq) (SVE_SIG_REGS_OFFSET + SVE_SIG_REGS_SIZE(vq))
+
+/* SVE/FP/SIMD state (NT_ARM_SVE) */
+
+struct user_sve_header {
+       __u32 size; /* total meaningful regset content in bytes */
+       __u32 max_size; /* maxmium possible size for this thread */
+       __u16 vl; /* current vector length */
+       __u16 max_vl; /* maximum possible vector length */
+       __u16 flags;
+       __u16 __reserved;
+};
+
+/* Definitions for user_sve_header.flags: */
+#define SVE_PT_REGS_MASK               (1 << 0)
+
+#define SVE_PT_REGS_FPSIMD             0
+#define SVE_PT_REGS_SVE                        SVE_PT_REGS_MASK
+
+/*
+ * Common SVE_PT_* flags:
+ * These must be kept in sync with prctl interface in <linux/ptrace.h>
+ */
+#define SVE_PT_VL_INHERIT              (PR_SVE_VL_INHERIT >> 16)
+#define SVE_PT_VL_ONEXEC               (PR_SVE_SET_VL_ONEXEC >> 16)
+
+
+/*
+ * The remainder of the SVE state follows struct user_sve_header.  The
+ * total size of the SVE state (including header) depends on the
+ * metadata in the header:  SVE_PT_SIZE(vq, flags) gives the total size
+ * of the state in bytes, including the header.
+ *
+ * Refer to <asm/sigcontext.h> for details of how to pass the correct
+ * "vq" argument to these macros.
+ */
+
+/* Offset from the start of struct user_sve_header to the register data */
+#define SVE_PT_REGS_OFFSET                                     \
+       ((sizeof(struct sve_context) + (SVE_VQ_BYTES - 1))      \
+               / SVE_VQ_BYTES * SVE_VQ_BYTES)
+
+/*
+ * The register data content and layout depends on the value of the
+ * flags field.
+ */
+
+/*
+ * (flags & SVE_PT_REGS_MASK) == SVE_PT_REGS_FPSIMD case:
+ *
+ * The payload starts at offset SVE_PT_FPSIMD_OFFSET, and is of type
+ * struct user_fpsimd_state.  Additional data might be appended in the
+ * future: use SVE_PT_FPSIMD_SIZE(vq, flags) to compute the total size.
+ * SVE_PT_FPSIMD_SIZE(vq, flags) will never be less than
+ * sizeof(struct user_fpsimd_state).
+ */
+
+#define SVE_PT_FPSIMD_OFFSET           SVE_PT_REGS_OFFSET
+
+#define SVE_PT_FPSIMD_SIZE(vq, flags)  (sizeof(struct user_fpsimd_state))
+
+/*
+ * (flags & SVE_PT_REGS_MASK) == SVE_PT_REGS_SVE case:
+ *
+ * The payload starts at offset SVE_PT_SVE_OFFSET, and is of size
+ * SVE_PT_SVE_SIZE(vq, flags).
+ *
+ * Additional macros describe the contents and layout of the payload.
+ * For each, SVE_PT_SVE_x_OFFSET(args) is the start offset relative to
+ * the start of struct user_sve_header, and SVE_PT_SVE_x_SIZE(args) is
+ * the size in bytes:
+ *
+ *     x       type                            description
+ *     -       ----                            -----------
+ *     ZREGS           \
+ *     ZREG            |
+ *     PREGS           | refer to <asm/sigcontext.h>
+ *     PREG            |
+ *     FFR             /
+ *
+ *     FPSR    uint32_t                        FPSR
+ *     FPCR    uint32_t                        FPCR
+ *
+ * Additional data might be appended in the future.
+ */
+
+#define SVE_PT_SVE_ZREG_SIZE(vq)       SVE_SIG_ZREG_SIZE(vq)
+#define SVE_PT_SVE_PREG_SIZE(vq)       SVE_SIG_PREG_SIZE(vq)
+#define SVE_PT_SVE_FFR_SIZE(vq)                SVE_SIG_FFR_SIZE(vq)
+#define SVE_PT_SVE_FPSR_SIZE           sizeof(__u32)
+#define SVE_PT_SVE_FPCR_SIZE           sizeof(__u32)
+
+#define __SVE_SIG_TO_PT(offset) \
+       ((offset) - SVE_SIG_REGS_OFFSET + SVE_PT_REGS_OFFSET)
+
+#define SVE_PT_SVE_OFFSET              SVE_PT_REGS_OFFSET
+
+#define SVE_PT_SVE_ZREGS_OFFSET \
+       __SVE_SIG_TO_PT(SVE_SIG_ZREGS_OFFSET)
+#define SVE_PT_SVE_ZREG_OFFSET(vq, n) \
+       __SVE_SIG_TO_PT(SVE_SIG_ZREG_OFFSET(vq, n))
+#define SVE_PT_SVE_ZREGS_SIZE(vq) \
+       (SVE_PT_SVE_ZREG_OFFSET(vq, SVE_NUM_ZREGS) - SVE_PT_SVE_ZREGS_OFFSET)
+
+#define SVE_PT_SVE_PREGS_OFFSET(vq) \
+       __SVE_SIG_TO_PT(SVE_SIG_PREGS_OFFSET(vq))
+#define SVE_PT_SVE_PREG_OFFSET(vq, n) \
+       __SVE_SIG_TO_PT(SVE_SIG_PREG_OFFSET(vq, n))
+#define SVE_PT_SVE_PREGS_SIZE(vq) \
+       (SVE_PT_SVE_PREG_OFFSET(vq, SVE_NUM_PREGS) - \
+               SVE_PT_SVE_PREGS_OFFSET(vq))
+
+#define SVE_PT_SVE_FFR_OFFSET(vq) \
+       __SVE_SIG_TO_PT(SVE_SIG_FFR_OFFSET(vq))
+
+#define SVE_PT_SVE_FPSR_OFFSET(vq)                             \
+       ((SVE_PT_SVE_FFR_OFFSET(vq) + SVE_PT_SVE_FFR_SIZE(vq) + \
+                       (SVE_VQ_BYTES - 1))                     \
+               / SVE_VQ_BYTES * SVE_VQ_BYTES)
+#define SVE_PT_SVE_FPCR_OFFSET(vq) \
+       (SVE_PT_SVE_FPSR_OFFSET(vq) + SVE_PT_SVE_FPSR_SIZE)
+
+/*
+ * Any future extension appended after FPCR must be aligned to the next
+ * 128-bit boundary.
+ */
+
+#define SVE_PT_SVE_SIZE(vq, flags)                                     \
+       ((SVE_PT_SVE_FPCR_OFFSET(vq) + SVE_PT_SVE_FPCR_SIZE             \
+                       - SVE_PT_SVE_OFFSET + (SVE_VQ_BYTES - 1))       \
+               / SVE_VQ_BYTES * SVE_VQ_BYTES)
+
+#define SVE_PT_SIZE(vq, flags)                                         \
+        (((flags) & SVE_PT_REGS_MASK) == SVE_PT_REGS_SVE ?             \
+                 SVE_PT_SVE_OFFSET + SVE_PT_SVE_SIZE(vq, flags)        \
+               : SVE_PT_FPSIMD_OFFSET + SVE_PT_FPSIMD_SIZE(vq, flags))
+
+
+#endif /* AARCH64_SVE_LINUX_SIGCONTEXT_H */