Add Zilsd/Zclsd support in hwprobe and KVM

[uestc-gr]

fixed: #304

为已批准的 RISC-V ISA 扩展 Zilsd（Load/Store pair）和 Zclsd（Compressed Load/Store pair）添加内核支持，使用户空间（如 glibc）能够通过 hwprobe 和运行时检测机制发现并使用这些扩展。

所有补丁均来自L0社区，并自测通过

测试方法
在qemu11.0上启动一个32bit的虚拟机（-cpu rv32,v=true,f=on,zilsd=on,zclsd=off ）

cat /proc/cpuinfo
processor : 0
hart : 32
isa : rv32imafdcvh_zicbom_zicbop_zicboz_ziccrse_zicntr_zicsr_zifencei_zihintntl_zihintpause_zihpm_zaamo_zalrsc_zawrs_zfa_zca_zcd_zilsd_zba_zbb_zbc_zbs_zve32f_zve32x_smaia_ssaia_sstc_svadu_svvptc
mmu : sv32
mvendorid : 0x0
marchid : 0x0
mimpid : 0x0
hart isa : rv32imafdcvh_zicbom_zicbop_zicboz_ziccrse_zicntr_zicsr_zifencei_zihintntl_zihintpause_zihpm_zaamo_zalrsc_zawrs_zfa_zca_zcd_zilsd_zba_zbb_zbc_zbs_zve32f_zve32x_smaia_ssaia_sstc_svadu_svvptc

~ # hwprobe
TAP version 13
1..5
ok 1 NULL CPU set
ok 2 Bad CPU set
ok 3 NULL CPU set with non-zero size
ok 4 Existing key is maintained
ok 5 Unknown key overwritten with -1 and doesn't block other elements

Totals: pass:5 fail:0 xfail:0 xpass:0 skip:0 error:0

[github-actions]

---

开始测试 log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/27261703212

参数解析结果

args	value
repository	RVCK-Project/rvck
head ref	pull/305/head
base ref	rvck-6.6
LAVA repo	RVCK-Project/lavaci
LAVA hardware	['qemu']
LAVA Testcase path	lava-testcases/common-test/ltp/ltp.yaml
need run job	kunit-test,kernel-build,check-patch,lava-trigger

---

测试完成

详细结果:

check	result
kunit-test	success
kernel-build	success
check-patch	success
lava-trigger-qemu	success
lava-trigger-sg2042	skipped
lava-trigger-k1	skipped
lava-trigger-lpi4a	skipped

Kunit Test Result

[07:58:42] Testing complete. Ran 482 tests: passed: 466, skipped: 16

• detail log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/27261703212/attempts/1/#summary-80508778491

Kernel Build Result

• Kernel build succeeded: RVCK-Project/rvck/305_27261703212_1/

• c46195491db45cb55324517a6a9c28a7 /srv/guix_result/d2f54d6f586c7a52e2570c6f4aa5fecfba235d11/Image

• cacfedf952628c686c3fe9447ef6d479 /root/initramfs.img

• detail log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/27261703212/attempts/1/#summary-80508778490

Check Patch Result

Total Errors	0
Total Warnings	5

• detail log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/27261703212/attempts/1/#summary-80508778479

LAVA Check (qemu)

args	value
testcase_repo	RVCK-Project/lavaci
lava_template	lava-job-template/qemu/qemu-ltp.yaml
testcase_path	lava-testcases/common-test/ltp/ltp.yaml
kernel_download_url	http://10.30.190.110/openEuler-RISC-V/RVCK/OERV-RVCI/RVCK-Project/rvck/305_27261703212_1/Image
initramfs_download_url	http://10.30.190.110/openEuler-RISC-V/RVCK/OERV-RVCI/RVCK-Project/rvck/305_27261703212_1/initramfs.img
rootfs_download_url	https://fast-mirror.isrc.ac.cn/openeuler-sig-riscv/openEuler-RISC-V/RVCK/openEuler24.03-LTS-SP1/openeuler-rootfs.img.zst
testcase_ref	main
testitem_name	RVCK-Project_rvck_pull_request_target_305__common-test_qemu

result: Lava check done!

• lava log: https://lava.oerv.ac.cn/scheduler/job/3084

• lava result count: [pass]: 10

• detail log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/27261703212/attempts/1/#summary-80533456604

[uestc-gr]

该pr已完成，请老师评审合入，多谢

[sterling-teng]

该pr已完成，请老师评审合入，多谢

正常审阅中，争取周内合并。

[unicornx]

@uestc-gr 你好，貌似有些文件冲突，请帮忙解决一下先，谢谢。

[github-actions]

---

开始测试 log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/28352134931

参数解析结果

args	value
repository	RVCK-Project/rvck
head ref	pull/305/head
base ref	rvck-6.6
LAVA repo	RVCK-Project/lavaci
LAVA hardware	['qemu']
LAVA Testcase path	lava-testcases/common-test/ltp/ltp.yaml
need run job	kunit-test,kernel-build,check-patch,lava-trigger

---

测试完成

详细结果:

check	result
kunit-test	success
kernel-build	success
check-patch	success
lava-trigger-qemu	success
lava-trigger-sg2042	skipped
lava-trigger-k1	skipped
lava-trigger-lpi4a	skipped

Kunit Test Result

[06:11:48] Testing complete. Ran 482 tests: passed: 466, skipped: 16

• detail log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/28352134931/attempts/1/#summary-83987045011

Kernel Build Result

• Kernel build succeeded: RVCK-Project/rvck/305_28352134931_1/

• a480589bb00eaaed377923cee2646c61 /srv/guix_result/d2c472ffd1ee2b9a80916bb4803dbb2a8497b4cc/Image

• da82e578fb48f35fee9357deafd56430 /root/initramfs.img

• detail log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/28352134931/attempts/1/#summary-83987044984

Check Patch Result

Total Errors	0
Total Warnings	5

• detail log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/28352134931/attempts/1/#summary-83987044988

LAVA Check (qemu)

args	value
testcase_repo	RVCK-Project/lavaci
lava_template	lava-job-template/qemu/qemu-ltp.yaml
testcase_path	lava-testcases/common-test/ltp/ltp.yaml
kernel_download_url	http://10.30.190.110/openEuler-RISC-V/RVCK/OERV-RVCI/RVCK-Project/rvck/305_28352134931_1/Image
initramfs_download_url	http://10.30.190.110/openEuler-RISC-V/RVCK/OERV-RVCI/RVCK-Project/rvck/305_28352134931_1/initramfs.img
rootfs_download_url	https://fast-mirror.isrc.ac.cn/openeuler-sig-riscv/openEuler-RISC-V/RVCK/openEuler24.03-LTS-SP1/openeuler-rootfs.img.zst
testcase_ref	main
testitem_name	RVCK-Project_rvck_pull_request_target_305__common-test_qemu

result: Lava check done!

• lava log: https://lava.oerv.ac.cn/scheduler/job/3242

• lava result count: [pass]: 10

• detail log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/28352134931/attempts/1/#summary-84006991438

[uestc-gr]

@uestc-gr 你好，貌似有些文件冲突，请帮忙解决一下先，谢谢。

已更新，请评审

[unicornx]

看了一下有几个问题，可能不是本 PR 引入的，但需要讨论一下。

[unicornx]

上游 commit (4115155) 中除了在 “riscv,isa-extensions” 中添加 zilsd 和 zclsd 外， 还有对 Zclsd 的依赖检查 以及对 Zilsd 必须不可在 rv64 上存在的断定。这部分内容我发现你在 pick 上游补丁时没有合入。需要补充。

另外我有一个疑问，看上去 Zclsd 会依赖于 Zca. 但在 rvck-6.6 中貌似合入了一些 zca 的代码处理，但是 binding 这边（特别是这个文件有关 zca, 乃至 zc* 的改动丢失了），我查了一下 zca 的相关upsteram PR 是在 https://lore.kernel.org/linux-riscv/20240619113529.676940-1-cleger@rivosinc.com/。
@sterling-teng 是在哪个 PR 里合入的 Zca 的改动？貌似对这个上游的 PR，rvck 中合并了一部分，丢失了一部分？

需要搞清楚，感觉这里存在混乱。

[uestc-gr]

上游 commit (4115155) 中除了在 “riscv,isa-extensions” 中添加 zilsd 和 zclsd 外， 还有对 Zclsd 的依赖检查 以及对 Zilsd 必须不可在 rv64 上存在的断定。这部分内容我发现你在 pick 上游补丁时没有合入。需要补充。

另外我有一个疑问，看上去 Zclsd 会依赖于 Zca. 但在 rvck-6.6 中貌似合入了一些 zca 的代码处理，但是 binding 这边（特别是这个文件有关 zca, 乃至 zc* 的改动丢失了），我查了一下 zca 的相关upsteram PR 是在 https://lore.kernel.org/linux-riscv/20240619113529.676940-1-cleger@rivosinc.com/。 @sterling-teng 是在哪个 PR 里合入的 Zca 的改动？貌似对这个上游的 PR，rvck 中合并了一部分，丢失了一部分？

需要搞清楚，感觉这里存在混乱。

可能差异有点大，我尝试修改下

[unicornx]

好奇怪，本该在这个 commit 中合入的

--- a/arch/riscv/include/asm/hwcap.h
+++ b/arch/riscv/include/asm/hwcap.h
@@ -108,6 +108,8 @@
 #define RISCV_ISA_EXT_ZICBOP           99
 #define RISCV_ISA_EXT_SVRSW60T59B      100
 #define RISCV_ISA_EXT_ZALASR           101
+#define RISCV_ISA_EXT_ZILSD            102
+#define RISCV_ISA_EXT_ZCLSD            103

这个改动，在 rvck-6.6 上竟然已经存在了，查了一下，是 9906c3c 合入的，当时那个 PR 为何要改这个？@sterling-teng

@sterling-teng 想到一个问题，rvck-6.6 分支中，如果找到了一个我们的 commit 改动，想反查是哪个 PR 合入的，有什么好方法？貌似比较困难，以后是否可以在升级 rvck-6.6 分支 的时候在将 merge 节点与 riscv patch 节点合并的时候可以在 patch 节点中加个 PR# 的信息，或者我理解就应该保留 merge 节点信息，这样就可以方便查看是哪个 PR 合入了哪些 commit 了。

[sterling-teng]

release的tag里有merge节点，git log --all能搜到，当然，建仓早期的滚动没打patch。

[unicornx]

release 的 tag 里是有，但是我们看代码的时候一般都是基于最新的 rvck-6.6 分支上的 commit，如果去 release 的tag 的分支上找，得用 commit 的 title 重新匹配一下，感觉会比较麻烦。
anyway，这个问题先保留吧，后面如果实在感觉不方便再说。

[unicornx]

@uestc-gr 我尝试用 qemu 跑了一下。有几个问题想讨论一下：

1）你那边编译 hwprobe 是怎么弄的，我这里尝试了好几种方法，目前采用的是：

手动修改 Makefile, 去掉 cbo，否则编译会报错

diff --git a/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/Makefile b/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/Makefile
index f224b84591fb..f8d0b7422bc4 100644
--- a/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/Makefile
+++ b/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/Makefile
@@ -4,7 +4,8 @@
 
 CFLAGS += -I$(top_srcdir)/tools/include
 
-TEST_GEN_PROGS := hwprobe cbo
+#TEST_GEN_PROGS := hwprobe cbo
+TEST_GEN_PROGS := hwprobe

运行如下命令：

make ARCH=riscv CROSS_COMPILE=riscv32-linux- -C tools/testing/selftests/ TARGETS=riscv/hwprobe CFLAGS="-static -march=rv32g -I$(pwd)/tools/include -I$(pwd)/arch/riscv/include/uapi"

感觉有点繁琐，不知道你有没有更好的构建方法？

2. 我认为测试的时候简单地运行 hwprobe 是不够的。因为内核提供的 hwprobe 并没有仔细检查实际支持的 ext 中是否有我们关心的 zilsd，所以我建议测试时手动修改 hwprobe.c 的源码：

diff --git a/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/hwprobe.c b/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/hwprobe.c
index d53e0889b59e..9d0730ee41d5 100644
--- a/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/hwprobe.c
+++ b/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/hwprobe.c
@@ -40,6 +40,11 @@ int main(int argc, char **argv)
                ksft_exit_fail_msg("Unexpected pair: (%ld, %ld)\n", pairs[i].key, pairs[i].value);
        }
 
+       if (pairs[4].value & RISCV_HWPROBE_EXT_ZILSD)
+               printf("Zilsd is SUPPORTED\n");
+       else
+               printf("Zilsd is NOT supported\n");
+
        out = riscv_hwprobe(pairs, 8, 0, 0, 0);
        ksft_test_result(out == 0, "NULL CPU set\n");

[uestc-gr]

@uestc-gr 我尝试用 qemu 跑了一下。有几个问题想讨论一下：

1）你那边编译 hwprobe 是怎么弄的，我这里尝试了好几种方法，目前采用的是：

手动修改 Makefile, 去掉 cbo，否则编译会报错

diff --git a/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/Makefile b/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/Makefile
index f224b84591fb..f8d0b7422bc4 100644
--- a/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/Makefile
+++ b/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/Makefile
@@ -4,7 +4,8 @@
 
 CFLAGS += -I$(top_srcdir)/tools/include
 
-TEST_GEN_PROGS := hwprobe cbo
+#TEST_GEN_PROGS := hwprobe cbo
+TEST_GEN_PROGS := hwprobe

运行如下命令：

make ARCH=riscv CROSS_COMPILE=riscv32-linux- -C tools/testing/selftests/ TARGETS=riscv/hwprobe CFLAGS="-static -march=rv32g -I$(pwd)/tools/include -I$(pwd)/arch/riscv/include/uapi"

感觉有点繁琐，不知道你有没有更好的构建方法？

2. 我认为测试的时候简单地运行 hwprobe 是不够的。因为内核提供的 hwprobe 并没有仔细检查实际支持的 ext 中是否有我们关心的 zilsd，所以我建议测试时手动修改 hwprobe.c 的源码：

diff --git a/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/hwprobe.c b/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/hwprobe.c
index d53e0889b59e..9d0730ee41d5 100644
--- a/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/hwprobe.c
+++ b/tools/testing/selftests/riscv/hwprobe/hwprobe.c
@@ -40,6 +40,11 @@ int main(int argc, char **argv)
                ksft_exit_fail_msg("Unexpected pair: (%ld, %ld)\n", pairs[i].key, pairs[i].value);
        }
 
+       if (pairs[4].value & RISCV_HWPROBE_EXT_ZILSD)
+               printf("Zilsd is SUPPORTED\n");
+       else
+               printf("Zilsd is NOT supported\n");
+
        out = riscv_hwprobe(pairs, 8, 0, 0, 0);
        ksft_test_result(out == 0, "NULL CPU set\n");

因为之前的很多合入没有合selftest的改动，导致会出现编译错误，我是用开源内核编译出的hwprobe进行的测试

[github-actions]

---

开始测试 log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/28497794520

参数解析结果

args	value
repository	RVCK-Project/rvck
head ref	pull/305/head
base ref	rvck-6.6
LAVA repo	RVCK-Project/lavaci
LAVA hardware	['qemu']
LAVA Testcase path	lava-testcases/common-test/ltp/ltp.yaml
need run job	kunit-test,kernel-build,check-patch,lava-trigger

---

测试完成

详细结果:

check	result
kunit-test	success
kernel-build	success
check-patch	success
lava-trigger-qemu	success
lava-trigger-sg2042	skipped
lava-trigger-k1	skipped
lava-trigger-lpi4a	skipped

Kunit Test Result

[06:23:24] Testing complete. Ran 482 tests: passed: 465, skipped: 17

• detail log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/28497794520/attempts/1/#summary-84467730560

Kernel Build Result

• Kernel build succeeded: RVCK-Project/rvck/305_28497794520_1/

• a3c0e2cd2ce2a65ada2561520615c623 /srv/guix_result/381f1695a71c7d0008ea52969f74663cb35d3e3d/Image

• 11cd1a2e82ac2e63417a4e671d1f03d8 /root/initramfs.img

• detail log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/28497794520/attempts/1/#summary-84467730555

Check Patch Result

Total Errors	0
Total Warnings	31

• detail log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/28497794520/attempts/1/#summary-84467730508

LAVA Check (qemu)

args	value
testcase_repo	RVCK-Project/lavaci
lava_template	lava-job-template/qemu/qemu-ltp.yaml
testcase_path	lava-testcases/common-test/ltp/ltp.yaml
kernel_download_url	http://10.30.190.110/openEuler-RISC-V/RVCK/OERV-RVCI/RVCK-Project/rvck/305_28497794520_1/Image
initramfs_download_url	http://10.30.190.110/openEuler-RISC-V/RVCK/OERV-RVCI/RVCK-Project/rvck/305_28497794520_1/initramfs.img
rootfs_download_url	https://fast-mirror.isrc.ac.cn/openeuler-sig-riscv/openEuler-RISC-V/RVCK/openEuler24.03-LTS-SP1/openeuler-rootfs.img.zst
testcase_ref	main
testitem_name	RVCK-Project_rvck_pull_request_target_305__common-test_qemu

result: Lava check done!

• lava log: https://lava.oerv.ac.cn/scheduler/job/3246

• lava result count: [pass]: 10

• detail log: https://github.com/RVCK-Project/rvck/actions/runs/28497794520/attempts/1/#summary-84491848648

[unicornx]

@uestc-gr 我看到 binding 那个文件你补充了非常多的扩展，请问一下你是根据什么原则加的呢，是因为逐级依赖的原因，还是说这些扩展的确已经在 6.6.y 中（包括 rvck 中）支持了？

我开始以为只要补充一个 Zca, 怎么补充了那么多？:(

[uestc-gr]

@uestc-gr 我看到 binding 那个文件你补充了非常多的扩展，请问一下你是根据什么原则加的呢，是因为逐级依赖的原因，还是说这些扩展的确已经在 6.6.y 中（包括 rvck 中）支持了？

我开始以为只要补充一个 Zca, 怎么补充了那么多？:(

这些都是rva23的扩展，这些特性都已经支持了，因为前面的补丁都没合dt-bings，我把缺的都补充了

[unicornx]

Reviewed-by: wangchen20@iscas.ac.cn

[sterling-teng]

已经合并进rvck-6.6。