]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - arch/powerpc/kernel/head_8xx.S
Merge remote-tracking branch 'asoc/fix/intel' into asoc-linus
[karo-tx-linux.git] / arch / powerpc / kernel / head_8xx.S
1 /*
2  *  PowerPC version
3  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
4  *  Rewritten by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) for PReP
5  *    Copyright (C) 1996 Cort Dougan <cort@cs.nmt.edu>
6  *  Low-level exception handlers and MMU support
7  *  rewritten by Paul Mackerras.
8  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras.
9  *  MPC8xx modifications by Dan Malek
10  *    Copyright (C) 1997 Dan Malek (dmalek@jlc.net).
11  *
12  *  This file contains low-level support and setup for PowerPC 8xx
13  *  embedded processors, including trap and interrupt dispatch.
14  *
15  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
16  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
17  *  as published by the Free Software Foundation; either version
18  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
19  *
20  */
21
22 #include <linux/init.h>
23 #include <asm/processor.h>
24 #include <asm/page.h>
25 #include <asm/mmu.h>
26 #include <asm/cache.h>
27 #include <asm/pgtable.h>
28 #include <asm/cputable.h>
29 #include <asm/thread_info.h>
30 #include <asm/ppc_asm.h>
31 #include <asm/asm-offsets.h>
32 #include <asm/ptrace.h>
33 #include <asm/fixmap.h>
34 #include <asm/export.h>
35
36 /* Macro to make the code more readable. */
37 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
38 #define SPRN_MI_TWC_ADDR        0x2b80
39 #define SPRN_MI_RPN_ADDR        0x2d80
40 #define SPRN_MD_TWC_ADDR        0x3b80
41 #define SPRN_MD_RPN_ADDR        0x3d80
42
43 #define MTSPR_CPU6(spr, reg, treg)      \
44         li      treg, spr##_ADDR;       \
45         stw     treg, 12(r0);           \
46         lwz     treg, 12(r0);           \
47         mtspr   spr, reg
48 #else
49 #define MTSPR_CPU6(spr, reg, treg)      \
50         mtspr   spr, reg
51 #endif
52
53 /* Macro to test if an address is a kernel address */
54 #if CONFIG_TASK_SIZE <= 0x80000000 && CONFIG_PAGE_OFFSET >= 0x80000000
55 #define IS_KERNEL(tmp, addr)            \
56         andis.  tmp, addr, 0x8000       /* Address >= 0x80000000 */
57 #define BRANCH_UNLESS_KERNEL(label)     beq     label
58 #else
59 #define IS_KERNEL(tmp, addr)            \
60         rlwinm  tmp, addr, 16, 16, 31;  \
61         cmpli   cr0, tmp, PAGE_OFFSET >> 16
62 #define BRANCH_UNLESS_KERNEL(label)     blt     label
63 #endif
64
65
66 /*
67  * Value for the bits that have fixed value in RPN entries.
68  * Also used for tagging DAR for DTLBerror.
69  */
70 #ifdef CONFIG_PPC_16K_PAGES
71 #define RPN_PATTERN     (0x00f0 | MD_SPS16K)
72 #else
73 #define RPN_PATTERN     0x00f0
74 #endif
75
76 #define PAGE_SHIFT_512K         19
77 #define PAGE_SHIFT_8M           23
78
79         __HEAD
80 _ENTRY(_stext);
81 _ENTRY(_start);
82
83 /* MPC8xx
84  * This port was done on an MBX board with an 860.  Right now I only
85  * support an ELF compressed (zImage) boot from EPPC-Bug because the
86  * code there loads up some registers before calling us:
87  *   r3: ptr to board info data
88  *   r4: initrd_start or if no initrd then 0
89  *   r5: initrd_end - unused if r4 is 0
90  *   r6: Start of command line string
91  *   r7: End of command line string
92  *
93  * I decided to use conditional compilation instead of checking PVR and
94  * adding more processor specific branches around code I don't need.
95  * Since this is an embedded processor, I also appreciate any memory
96  * savings I can get.
97  *
98  * The MPC8xx does not have any BATs, but it supports large page sizes.
99  * We first initialize the MMU to support 8M byte pages, then load one
100  * entry into each of the instruction and data TLBs to map the first
101  * 8M 1:1.  I also mapped an additional I/O space 1:1 so we can get to
102  * the "internal" processor registers before MMU_init is called.
103  *
104  *      -- Dan
105  */
106         .globl  __start
107 __start:
108         mr      r31,r3                  /* save device tree ptr */
109
110         /* We have to turn on the MMU right away so we get cache modes
111          * set correctly.
112          */
113         bl      initial_mmu
114
115 /* We now have the lower 8 Meg mapped into TLB entries, and the caches
116  * ready to work.
117  */
118
119 turn_on_mmu:
120         mfmsr   r0
121         ori     r0,r0,MSR_DR|MSR_IR
122         mtspr   SPRN_SRR1,r0
123         lis     r0,start_here@h
124         ori     r0,r0,start_here@l
125         mtspr   SPRN_SRR0,r0
126         SYNC
127         rfi                             /* enables MMU */
128
129 /*
130  * Exception entry code.  This code runs with address translation
131  * turned off, i.e. using physical addresses.
132  * We assume sprg3 has the physical address of the current
133  * task's thread_struct.
134  */
135 #define EXCEPTION_PROLOG        \
136         EXCEPTION_PROLOG_0;     \
137         mfcr    r10;            \
138         EXCEPTION_PROLOG_1;     \
139         EXCEPTION_PROLOG_2
140
141 #define EXCEPTION_PROLOG_0      \
142         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH0,r10; \
143         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH1,r11
144
145 #define EXCEPTION_PROLOG_1      \
146         mfspr   r11,SPRN_SRR1;          /* check whether user or kernel */ \
147         andi.   r11,r11,MSR_PR; \
148         tophys(r11,r1);                 /* use tophys(r1) if kernel */ \
149         beq     1f;             \
150         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD;   \
151         lwz     r11,THREAD_INFO-THREAD(r11);    \
152         addi    r11,r11,THREAD_SIZE;    \
153         tophys(r11,r11);        \
154 1:      subi    r11,r11,INT_FRAME_SIZE  /* alloc exc. frame */
155
156
157 #define EXCEPTION_PROLOG_2      \
158         stw     r10,_CCR(r11);          /* save registers */ \
159         stw     r12,GPR12(r11); \
160         stw     r9,GPR9(r11);   \
161         mfspr   r10,SPRN_SPRG_SCRATCH0; \
162         stw     r10,GPR10(r11); \
163         mfspr   r12,SPRN_SPRG_SCRATCH1; \
164         stw     r12,GPR11(r11); \
165         mflr    r10;            \
166         stw     r10,_LINK(r11); \
167         mfspr   r12,SPRN_SRR0;  \
168         mfspr   r9,SPRN_SRR1;   \
169         stw     r1,GPR1(r11);   \
170         stw     r1,0(r11);      \
171         tovirt(r1,r11);                 /* set new kernel sp */ \
172         li      r10,MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR); /* can take exceptions */ \
173         MTMSRD(r10);                    /* (except for mach check in rtas) */ \
174         stw     r0,GPR0(r11);   \
175         SAVE_4GPRS(3, r11);     \
176         SAVE_2GPRS(7, r11)
177
178 /*
179  * Exception exit code.
180  */
181 #define EXCEPTION_EPILOG_0      \
182         mfspr   r10,SPRN_SPRG_SCRATCH0; \
183         mfspr   r11,SPRN_SPRG_SCRATCH1
184
185 /*
186  * Note: code which follows this uses cr0.eq (set if from kernel),
187  * r11, r12 (SRR0), and r9 (SRR1).
188  *
189  * Note2: once we have set r1 we are in a position to take exceptions
190  * again, and we could thus set MSR:RI at that point.
191  */
192
193 /*
194  * Exception vectors.
195  */
196 #define EXCEPTION(n, label, hdlr, xfer)         \
197         . = n;                                  \
198 label:                                          \
199         EXCEPTION_PROLOG;                       \
200         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;     \
201         xfer(n, hdlr)
202
203 #define EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, trap, copyee, tfer, ret)     \
204         li      r10,trap;                                       \
205         stw     r10,_TRAP(r11);                                 \
206         li      r10,MSR_KERNEL;                                 \
207         copyee(r10, r9);                                        \
208         bl      tfer;                                           \
209 i##n:                                                           \
210         .long   hdlr;                                           \
211         .long   ret
212
213 #define COPY_EE(d, s)           rlwimi d,s,0,16,16
214 #define NOCOPY(d, s)
215
216 #define EXC_XFER_STD(n, hdlr)           \
217         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n, NOCOPY, transfer_to_handler_full, \
218                           ret_from_except_full)
219
220 #define EXC_XFER_LITE(n, hdlr)          \
221         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n+1, NOCOPY, transfer_to_handler, \
222                           ret_from_except)
223
224 #define EXC_XFER_EE(n, hdlr)            \
225         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n, COPY_EE, transfer_to_handler_full, \
226                           ret_from_except_full)
227
228 #define EXC_XFER_EE_LITE(n, hdlr)       \
229         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n+1, COPY_EE, transfer_to_handler, \
230                           ret_from_except)
231
232 /* System reset */
233         EXCEPTION(0x100, Reset, system_reset_exception, EXC_XFER_STD)
234
235 /* Machine check */
236         . = 0x200
237 MachineCheck:
238         EXCEPTION_PROLOG
239         mfspr r4,SPRN_DAR
240         stw r4,_DAR(r11)
241         li r5,RPN_PATTERN
242         mtspr SPRN_DAR,r5       /* Tag DAR, to be used in DTLB Error */
243         mfspr r5,SPRN_DSISR
244         stw r5,_DSISR(r11)
245         addi r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
246         EXC_XFER_STD(0x200, machine_check_exception)
247
248 /* Data access exception.
249  * This is "never generated" by the MPC8xx.
250  */
251         . = 0x300
252 DataAccess:
253
254 /* Instruction access exception.
255  * This is "never generated" by the MPC8xx.
256  */
257         . = 0x400
258 InstructionAccess:
259
260 /* External interrupt */
261         EXCEPTION(0x500, HardwareInterrupt, do_IRQ, EXC_XFER_LITE)
262
263 /* Alignment exception */
264         . = 0x600
265 Alignment:
266         EXCEPTION_PROLOG
267         mfspr   r4,SPRN_DAR
268         stw     r4,_DAR(r11)
269         li      r5,RPN_PATTERN
270         mtspr   SPRN_DAR,r5     /* Tag DAR, to be used in DTLB Error */
271         mfspr   r5,SPRN_DSISR
272         stw     r5,_DSISR(r11)
273         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
274         EXC_XFER_EE(0x600, alignment_exception)
275
276 /* Program check exception */
277         EXCEPTION(0x700, ProgramCheck, program_check_exception, EXC_XFER_STD)
278
279 /* No FPU on MPC8xx.  This exception is not supposed to happen.
280 */
281         EXCEPTION(0x800, FPUnavailable, unknown_exception, EXC_XFER_STD)
282
283 /* Decrementer */
284         EXCEPTION(0x900, Decrementer, timer_interrupt, EXC_XFER_LITE)
285
286         EXCEPTION(0xa00, Trap_0a, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
287         EXCEPTION(0xb00, Trap_0b, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
288
289 /* System call */
290         . = 0xc00
291 SystemCall:
292         EXCEPTION_PROLOG
293         EXC_XFER_EE_LITE(0xc00, DoSyscall)
294
295 /* Single step - not used on 601 */
296         EXCEPTION(0xd00, SingleStep, single_step_exception, EXC_XFER_STD)
297         EXCEPTION(0xe00, Trap_0e, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
298         EXCEPTION(0xf00, Trap_0f, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
299
300 /* On the MPC8xx, this is a software emulation interrupt.  It occurs
301  * for all unimplemented and illegal instructions.
302  */
303         EXCEPTION(0x1000, SoftEmu, SoftwareEmulation, EXC_XFER_STD)
304
305         . = 0x1100
306 /*
307  * For the MPC8xx, this is a software tablewalk to load the instruction
308  * TLB.  The task switch loads the M_TW register with the pointer to the first
309  * level table.
310  * If we discover there is no second level table (value is zero) or if there
311  * is an invalid pte, we load that into the TLB, which causes another fault
312  * into the TLB Error interrupt where we can handle such problems.
313  * We have to use the MD_xxx registers for the tablewalk because the
314  * equivalent MI_xxx registers only perform the attribute functions.
315  */
316
317 #ifdef CONFIG_8xx_CPU15
318 #define INVALIDATE_ADJACENT_PAGES_CPU15(tmp, addr)      \
319         addi    tmp, addr, PAGE_SIZE;   \
320         tlbie   tmp;                    \
321         addi    tmp, addr, -PAGE_SIZE;  \
322         tlbie   tmp
323 #else
324 #define INVALIDATE_ADJACENT_PAGES_CPU15(tmp, addr)
325 #endif
326
327 InstructionTLBMiss:
328 #if defined(CONFIG_8xx_CPU6) || defined(CONFIG_MODULES) || defined (CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined (CONFIG_HUGETLB_PAGE)
329         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH2, r3
330 #endif
331         EXCEPTION_PROLOG_0
332
333         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
334          * kernel page tables.
335          */
336         mfspr   r10, SPRN_SRR0  /* Get effective address of fault */
337         INVALIDATE_ADJACENT_PAGES_CPU15(r11, r10)
338         /* Only modules will cause ITLB Misses as we always
339          * pin the first 8MB of kernel memory */
340 #if defined(CONFIG_MODULES) || defined (CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined (CONFIG_HUGETLB_PAGE)
341         mfcr    r3
342 #endif
343 #if defined(CONFIG_MODULES) || defined (CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
344         IS_KERNEL(r11, r10)
345 #endif
346         mfspr   r11, SPRN_M_TW  /* Get level 1 table */
347 #if defined(CONFIG_MODULES) || defined (CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC)
348         BRANCH_UNLESS_KERNEL(3f)
349         lis     r11, (swapper_pg_dir-PAGE_OFFSET)@ha
350 3:
351 #endif
352         /* Insert level 1 index */
353         rlwimi  r11, r10, 32 - ((PAGE_SHIFT - 2) << 1), (PAGE_SHIFT - 2) << 1, 29
354         lwz     r11, (swapper_pg_dir-PAGE_OFFSET)@l(r11)        /* Get the level 1 entry */
355
356         /* Extract level 2 index */
357         rlwinm  r10, r10, 32 - (PAGE_SHIFT - 2), 32 - PAGE_SHIFT, 29
358 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
359         mtcr    r11
360         bt-     28, 10f         /* bit 28 = Large page (8M) */
361         bt-     29, 20f         /* bit 29 = Large page (8M or 512k) */
362 #endif
363         rlwimi  r10, r11, 0, 0, 32 - PAGE_SHIFT - 1     /* Add level 2 base */
364         lwz     r10, 0(r10)     /* Get the pte */
365 4:
366 #if defined(CONFIG_MODULES) || defined (CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined (CONFIG_HUGETLB_PAGE)
367         mtcr    r3
368 #endif
369         /* Insert the APG into the TWC from the Linux PTE. */
370         rlwimi  r11, r10, 0, 25, 26
371         /* Load the MI_TWC with the attributes for this "segment." */
372         MTSPR_CPU6(SPRN_MI_TWC, r11, r3)        /* Set segment attributes */
373
374 #if defined (CONFIG_HUGETLB_PAGE) && defined (CONFIG_PPC_4K_PAGES)
375         rlwimi  r10, r11, 1, MI_SPS16K
376 #endif
377 #ifdef CONFIG_SWAP
378         rlwinm  r11, r10, 32-5, _PAGE_PRESENT
379         and     r11, r11, r10
380         rlwimi  r10, r11, 0, _PAGE_PRESENT
381 #endif
382         li      r11, RPN_PATTERN
383         /* The Linux PTE won't go exactly into the MMU TLB.
384          * Software indicator bits 20-23 and 28 must be clear.
385          * Software indicator bits 24, 25, 26, and 27 must be
386          * set.  All other Linux PTE bits control the behavior
387          * of the MMU.
388          */
389 #if defined (CONFIG_HUGETLB_PAGE) && defined (CONFIG_PPC_4K_PAGES)
390         rlwimi  r10, r11, 0, 0x0ff0     /* Set 24-27, clear 20-23 */
391 #else
392         rlwimi  r10, r11, 0, 0x0ff8     /* Set 24-27, clear 20-23,28 */
393 #endif
394         MTSPR_CPU6(SPRN_MI_RPN, r10, r3)        /* Update TLB entry */
395
396         /* Restore registers */
397 #if defined(CONFIG_8xx_CPU6) || defined(CONFIG_MODULES) || defined (CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC) || defined (CONFIG_HUGETLB_PAGE)
398         mfspr   r3, SPRN_SPRG_SCRATCH2
399 #endif
400         EXCEPTION_EPILOG_0
401         rfi
402
403 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
404 10:     /* 8M pages */
405 #ifdef CONFIG_PPC_16K_PAGES
406         /* Extract level 2 index */
407         rlwinm  r10, r10, 32 - (PAGE_SHIFT_8M - PAGE_SHIFT), 32 + PAGE_SHIFT_8M - (PAGE_SHIFT << 1), 29
408         /* Add level 2 base */
409         rlwimi  r10, r11, 0, 0, 32 + PAGE_SHIFT_8M - (PAGE_SHIFT << 1) - 1
410 #else
411         /* Level 2 base */
412         rlwinm  r10, r11, 0, ~HUGEPD_SHIFT_MASK
413 #endif
414         lwz     r10, 0(r10)     /* Get the pte */
415         rlwinm  r11, r11, 0, 0xf
416         b       4b
417
418 20:     /* 512k pages */
419         /* Extract level 2 index */
420         rlwinm  r10, r10, 32 - (PAGE_SHIFT_512K - PAGE_SHIFT), 32 + PAGE_SHIFT_512K - (PAGE_SHIFT << 1), 29
421         /* Add level 2 base */
422         rlwimi  r10, r11, 0, 0, 32 + PAGE_SHIFT_512K - (PAGE_SHIFT << 1) - 1
423         lwz     r10, 0(r10)     /* Get the pte */
424         rlwinm  r11, r11, 0, 0xf
425         b       4b
426 #endif
427
428         . = 0x1200
429 DataStoreTLBMiss:
430         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH2, r3
431         EXCEPTION_PROLOG_0
432         mfcr    r3
433
434         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
435          * kernel page tables.
436          */
437         mfspr   r10, SPRN_MD_EPN
438         rlwinm  r10, r10, 16, 0xfff8
439         cmpli   cr0, r10, PAGE_OFFSET@h
440         mfspr   r11, SPRN_M_TW  /* Get level 1 table */
441         blt+    3f
442 #ifndef CONFIG_PIN_TLB_IMMR
443         cmpli   cr0, r10, VIRT_IMMR_BASE@h
444 #endif
445 _ENTRY(DTLBMiss_cmp)
446         cmpli   cr7, r10, (PAGE_OFFSET + 0x1800000)@h
447         lis     r11, (swapper_pg_dir-PAGE_OFFSET)@ha
448 #ifndef CONFIG_PIN_TLB_IMMR
449 _ENTRY(DTLBMiss_jmp)
450         beq-    DTLBMissIMMR
451 #endif
452         blt     cr7, DTLBMissLinear
453 3:
454         mfspr   r10, SPRN_MD_EPN
455
456         /* Insert level 1 index */
457         rlwimi  r11, r10, 32 - ((PAGE_SHIFT - 2) << 1), (PAGE_SHIFT - 2) << 1, 29
458         lwz     r11, (swapper_pg_dir-PAGE_OFFSET)@l(r11)        /* Get the level 1 entry */
459
460         /* We have a pte table, so load fetch the pte from the table.
461          */
462         /* Extract level 2 index */
463         rlwinm  r10, r10, 32 - (PAGE_SHIFT - 2), 32 - PAGE_SHIFT, 29
464 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
465         mtcr    r11
466         bt-     28, 10f         /* bit 28 = Large page (8M) */
467         bt-     29, 20f         /* bit 29 = Large page (8M or 512k) */
468 #endif
469         rlwimi  r10, r11, 0, 0, 32 - PAGE_SHIFT - 1     /* Add level 2 base */
470         lwz     r10, 0(r10)     /* Get the pte */
471 4:
472         mtcr    r3
473
474         /* Insert the Guarded flag and APG into the TWC from the Linux PTE.
475          * It is bit 26-27 of both the Linux PTE and the TWC (at least
476          * I got that right :-).  It will be better when we can put
477          * this into the Linux pgd/pmd and load it in the operation
478          * above.
479          */
480         rlwimi  r11, r10, 0, 26, 27
481         /* Insert the WriteThru flag into the TWC from the Linux PTE.
482          * It is bit 25 in the Linux PTE and bit 30 in the TWC
483          */
484         rlwimi  r11, r10, 32-5, 30, 30
485         MTSPR_CPU6(SPRN_MD_TWC, r11, r3)
486
487         /* In 4k pages mode, SPS (bit 28) in RPN must match PS[1] (bit 29)
488          * In 16k pages mode, SPS is always 1 */
489 #if defined (CONFIG_HUGETLB_PAGE) && defined (CONFIG_PPC_4K_PAGES)
490         rlwimi  r10, r11, 1, MD_SPS16K
491 #endif
492         /* Both _PAGE_ACCESSED and _PAGE_PRESENT has to be set.
493          * We also need to know if the insn is a load/store, so:
494          * Clear _PAGE_PRESENT and load that which will
495          * trap into DTLB Error with store bit set accordinly.
496          */
497         /* PRESENT=0x1, ACCESSED=0x20
498          * r11 = ((r10 & PRESENT) & ((r10 & ACCESSED) >> 5));
499          * r10 = (r10 & ~PRESENT) | r11;
500          */
501 #ifdef CONFIG_SWAP
502         rlwinm  r11, r10, 32-5, _PAGE_PRESENT
503         and     r11, r11, r10
504         rlwimi  r10, r11, 0, _PAGE_PRESENT
505 #endif
506         /* The Linux PTE won't go exactly into the MMU TLB.
507          * Software indicator bits 22 and 28 must be clear.
508          * Software indicator bits 24, 25, 26, and 27 must be
509          * set.  All other Linux PTE bits control the behavior
510          * of the MMU.
511          */
512         li      r11, RPN_PATTERN
513 #if defined (CONFIG_HUGETLB_PAGE) && defined (CONFIG_PPC_4K_PAGES)
514         rlwimi  r10, r11, 0, 24, 27     /* Set 24-27 */
515 #else
516         rlwimi  r10, r11, 0, 24, 28     /* Set 24-27, clear 28 */
517 #endif
518         rlwimi  r10, r11, 0, 20, 20     /* clear 20 */
519         MTSPR_CPU6(SPRN_MD_RPN, r10, r3)        /* Update TLB entry */
520
521         /* Restore registers */
522         mfspr   r3, SPRN_SPRG_SCRATCH2
523         mtspr   SPRN_DAR, r11   /* Tag DAR */
524         EXCEPTION_EPILOG_0
525         rfi
526
527 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
528 10:     /* 8M pages */
529         /* Extract level 2 index */
530 #ifdef CONFIG_PPC_16K_PAGES
531         rlwinm  r10, r10, 32 - (PAGE_SHIFT_8M - PAGE_SHIFT), 32 + PAGE_SHIFT_8M - (PAGE_SHIFT << 1), 29
532         /* Add level 2 base */
533         rlwimi  r10, r11, 0, 0, 32 + PAGE_SHIFT_8M - (PAGE_SHIFT << 1) - 1
534 #else
535         /* Level 2 base */
536         rlwinm  r10, r11, 0, ~HUGEPD_SHIFT_MASK
537 #endif
538         lwz     r10, 0(r10)     /* Get the pte */
539         rlwinm  r11, r11, 0, 0xf
540         b       4b
541
542 20:     /* 512k pages */
543         /* Extract level 2 index */
544         rlwinm  r10, r10, 32 - (PAGE_SHIFT_512K - PAGE_SHIFT), 32 + PAGE_SHIFT_512K - (PAGE_SHIFT << 1), 29
545         /* Add level 2 base */
546         rlwimi  r10, r11, 0, 0, 32 + PAGE_SHIFT_512K - (PAGE_SHIFT << 1) - 1
547         lwz     r10, 0(r10)     /* Get the pte */
548         rlwinm  r11, r11, 0, 0xf
549         b       4b
550 #endif
551
552 /* This is an instruction TLB error on the MPC8xx.  This could be due
553  * to many reasons, such as executing guarded memory or illegal instruction
554  * addresses.  There is nothing to do but handle a big time error fault.
555  */
556         . = 0x1300
557 InstructionTLBError:
558         EXCEPTION_PROLOG
559         mr      r4,r12
560         mr      r5,r9
561         andis.  r10,r5,0x4000
562         beq+    1f
563         tlbie   r4
564         /* 0x400 is InstructionAccess exception, needed by bad_page_fault() */
565 1:      EXC_XFER_LITE(0x400, handle_page_fault)
566
567 /* This is the data TLB error on the MPC8xx.  This could be due to
568  * many reasons, including a dirty update to a pte.  We bail out to
569  * a higher level function that can handle it.
570  */
571         . = 0x1400
572 DataTLBError:
573         EXCEPTION_PROLOG_0
574         mfcr    r10
575
576         mfspr   r11, SPRN_DAR
577         cmpwi   cr0, r11, RPN_PATTERN
578         beq-    FixupDAR        /* must be a buggy dcbX, icbi insn. */
579 DARFixed:/* Return from dcbx instruction bug workaround */
580         EXCEPTION_PROLOG_1
581         EXCEPTION_PROLOG_2
582         mfspr   r5,SPRN_DSISR
583         stw     r5,_DSISR(r11)
584         mfspr   r4,SPRN_DAR
585         andis.  r10,r5,0x4000
586         beq+    1f
587         tlbie   r4
588 1:      li      r10,RPN_PATTERN
589         mtspr   SPRN_DAR,r10    /* Tag DAR, to be used in DTLB Error */
590         /* 0x300 is DataAccess exception, needed by bad_page_fault() */
591         EXC_XFER_LITE(0x300, handle_page_fault)
592
593         EXCEPTION(0x1500, Trap_15, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
594         EXCEPTION(0x1600, Trap_16, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
595         EXCEPTION(0x1700, Trap_17, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
596         EXCEPTION(0x1800, Trap_18, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
597         EXCEPTION(0x1900, Trap_19, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
598         EXCEPTION(0x1a00, Trap_1a, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
599         EXCEPTION(0x1b00, Trap_1b, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
600
601 /* On the MPC8xx, these next four traps are used for development
602  * support of breakpoints and such.  Someday I will get around to
603  * using them.
604  */
605         EXCEPTION(0x1c00, Trap_1c, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
606         EXCEPTION(0x1d00, Trap_1d, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
607         EXCEPTION(0x1e00, Trap_1e, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
608         EXCEPTION(0x1f00, Trap_1f, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
609
610         . = 0x2000
611
612 /*
613  * Bottom part of DataStoreTLBMiss handlers for IMMR area and linear RAM.
614  * not enough space in the DataStoreTLBMiss area.
615  */
616 DTLBMissIMMR:
617         mtcr    r3
618         /* Set 512k byte guarded page and mark it valid */
619         li      r10, MD_PS512K | MD_GUARDED | MD_SVALID
620         MTSPR_CPU6(SPRN_MD_TWC, r10, r11)
621         mfspr   r10, SPRN_IMMR                  /* Get current IMMR */
622         rlwinm  r10, r10, 0, 0xfff80000         /* Get 512 kbytes boundary */
623         ori     r10, r10, 0xf0 | MD_SPS16K | _PAGE_SHARED | _PAGE_DIRTY | \
624                           _PAGE_PRESENT | _PAGE_NO_CACHE
625         MTSPR_CPU6(SPRN_MD_RPN, r10, r11)       /* Update TLB entry */
626
627         li      r11, RPN_PATTERN
628         mtspr   SPRN_DAR, r11   /* Tag DAR */
629         mfspr   r3, SPRN_SPRG_SCRATCH2
630         EXCEPTION_EPILOG_0
631         rfi
632
633 DTLBMissLinear:
634         mtcr    r3
635         /* Set 8M byte page and mark it valid */
636         li      r11, MD_PS8MEG | MD_SVALID
637         MTSPR_CPU6(SPRN_MD_TWC, r11, r3)
638         rlwinm  r10, r10, 16, 0x0f800000        /* 8xx supports max 256Mb RAM */
639         ori     r10, r10, 0xf0 | MD_SPS16K | _PAGE_SHARED | _PAGE_DIRTY | \
640                           _PAGE_PRESENT
641         MTSPR_CPU6(SPRN_MD_RPN, r10, r11)       /* Update TLB entry */
642
643         li      r11, RPN_PATTERN
644         mtspr   SPRN_DAR, r11   /* Tag DAR */
645         mfspr   r3, SPRN_SPRG_SCRATCH2
646         EXCEPTION_EPILOG_0
647         rfi
648
649 /* This is the procedure to calculate the data EA for buggy dcbx,dcbi instructions
650  * by decoding the registers used by the dcbx instruction and adding them.
651  * DAR is set to the calculated address.
652  */
653  /* define if you don't want to use self modifying code */
654 #define NO_SELF_MODIFYING_CODE
655 FixupDAR:/* Entry point for dcbx workaround. */
656         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH2, r10
657         /* fetch instruction from memory. */
658         mfspr   r10, SPRN_SRR0
659         IS_KERNEL(r11, r10)
660         mfspr   r11, SPRN_M_TW  /* Get level 1 table */
661         BRANCH_UNLESS_KERNEL(3f)
662         rlwinm  r11, r10, 16, 0xfff8
663 _ENTRY(FixupDAR_cmp)
664         cmpli   cr7, r11, (PAGE_OFFSET + 0x1800000)@h
665         /* create physical page address from effective address */
666         tophys(r11, r10)
667         blt-    cr7, 201f
668         lis     r11, (swapper_pg_dir-PAGE_OFFSET)@ha
669         /* Insert level 1 index */
670 3:      rlwimi  r11, r10, 32 - ((PAGE_SHIFT - 2) << 1), (PAGE_SHIFT - 2) << 1, 29
671         lwz     r11, (swapper_pg_dir-PAGE_OFFSET)@l(r11)        /* Get the level 1 entry */
672         mtcr    r11
673         bt      28,200f         /* bit 28 = Large page (8M) */
674         bt      29,202f         /* bit 29 = Large page (8M or 512K) */
675         rlwinm  r11, r11,0,0,19 /* Extract page descriptor page address */
676         /* Insert level 2 index */
677         rlwimi  r11, r10, 32 - (PAGE_SHIFT - 2), 32 - PAGE_SHIFT, 29
678         lwz     r11, 0(r11)     /* Get the pte */
679         /* concat physical page address(r11) and page offset(r10) */
680         rlwimi  r11, r10, 0, 32 - PAGE_SHIFT, 31
681 201:    lwz     r11,0(r11)
682 /* Check if it really is a dcbx instruction. */
683 /* dcbt and dcbtst does not generate DTLB Misses/Errors,
684  * no need to include them here */
685         xoris   r10, r11, 0x7c00        /* check if major OP code is 31 */
686         rlwinm  r10, r10, 0, 21, 5
687         cmpwi   cr0, r10, 2028  /* Is dcbz? */
688         beq+    142f
689         cmpwi   cr0, r10, 940   /* Is dcbi? */
690         beq+    142f
691         cmpwi   cr0, r10, 108   /* Is dcbst? */
692         beq+    144f            /* Fix up store bit! */
693         cmpwi   cr0, r10, 172   /* Is dcbf? */
694         beq+    142f
695         cmpwi   cr0, r10, 1964  /* Is icbi? */
696         beq+    142f
697 141:    mfspr   r10,SPRN_SPRG_SCRATCH2
698         b       DARFixed        /* Nope, go back to normal TLB processing */
699
700         /* concat physical page address(r11) and page offset(r10) */
701 200:
702 #ifdef CONFIG_PPC_16K_PAGES
703         rlwinm  r11, r11, 0, 0, 32 + PAGE_SHIFT_8M - (PAGE_SHIFT << 1) - 1
704         rlwimi  r11, r10, 32 - (PAGE_SHIFT_8M - 2), 32 + PAGE_SHIFT_8M - (PAGE_SHIFT << 1), 29
705 #else
706         rlwinm  r11, r10, 0, ~HUGEPD_SHIFT_MASK
707 #endif
708         lwz     r11, 0(r11)     /* Get the pte */
709         /* concat physical page address(r11) and page offset(r10) */
710         rlwimi  r11, r10, 0, 32 - PAGE_SHIFT_8M, 31
711         b       201b
712
713 202:
714         rlwinm  r11, r11, 0, 0, 32 + PAGE_SHIFT_512K - (PAGE_SHIFT << 1) - 1
715         rlwimi  r11, r10, 32 - (PAGE_SHIFT_512K - 2), 32 + PAGE_SHIFT_512K - (PAGE_SHIFT << 1), 29
716         lwz     r11, 0(r11)     /* Get the pte */
717         /* concat physical page address(r11) and page offset(r10) */
718         rlwimi  r11, r10, 0, 32 - PAGE_SHIFT_512K, 31
719         b       201b
720
721 144:    mfspr   r10, SPRN_DSISR
722         rlwinm  r10, r10,0,7,5  /* Clear store bit for buggy dcbst insn */
723         mtspr   SPRN_DSISR, r10
724 142:    /* continue, it was a dcbx, dcbi instruction. */
725 #ifndef NO_SELF_MODIFYING_CODE
726         andis.  r10,r11,0x1f    /* test if reg RA is r0 */
727         li      r10,modified_instr@l
728         dcbtst  r0,r10          /* touch for store */
729         rlwinm  r11,r11,0,0,20  /* Zero lower 10 bits */
730         oris    r11,r11,640     /* Transform instr. to a "add r10,RA,RB" */
731         ori     r11,r11,532
732         stw     r11,0(r10)      /* store add/and instruction */
733         dcbf    0,r10           /* flush new instr. to memory. */
734         icbi    0,r10           /* invalidate instr. cache line */
735         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH1 /* restore r11 */
736         mfspr   r10, SPRN_SPRG_SCRATCH0 /* restore r10 */
737         isync                   /* Wait until new instr is loaded from memory */
738 modified_instr:
739         .space  4               /* this is where the add instr. is stored */
740         bne+    143f
741         subf    r10,r0,r10      /* r10=r10-r0, only if reg RA is r0 */
742 143:    mtdar   r10             /* store faulting EA in DAR */
743         mfspr   r10,SPRN_SPRG_SCRATCH2
744         b       DARFixed        /* Go back to normal TLB handling */
745 #else
746         mfctr   r10
747         mtdar   r10                     /* save ctr reg in DAR */
748         rlwinm  r10, r11, 24, 24, 28    /* offset into jump table for reg RB */
749         addi    r10, r10, 150f@l        /* add start of table */
750         mtctr   r10                     /* load ctr with jump address */
751         xor     r10, r10, r10           /* sum starts at zero */
752         bctr                            /* jump into table */
753 150:
754         add     r10, r10, r0    ;b      151f
755         add     r10, r10, r1    ;b      151f
756         add     r10, r10, r2    ;b      151f
757         add     r10, r10, r3    ;b      151f
758         add     r10, r10, r4    ;b      151f
759         add     r10, r10, r5    ;b      151f
760         add     r10, r10, r6    ;b      151f
761         add     r10, r10, r7    ;b      151f
762         add     r10, r10, r8    ;b      151f
763         add     r10, r10, r9    ;b      151f
764         mtctr   r11     ;b      154f    /* r10 needs special handling */
765         mtctr   r11     ;b      153f    /* r11 needs special handling */
766         add     r10, r10, r12   ;b      151f
767         add     r10, r10, r13   ;b      151f
768         add     r10, r10, r14   ;b      151f
769         add     r10, r10, r15   ;b      151f
770         add     r10, r10, r16   ;b      151f
771         add     r10, r10, r17   ;b      151f
772         add     r10, r10, r18   ;b      151f
773         add     r10, r10, r19   ;b      151f
774         add     r10, r10, r20   ;b      151f
775         add     r10, r10, r21   ;b      151f
776         add     r10, r10, r22   ;b      151f
777         add     r10, r10, r23   ;b      151f
778         add     r10, r10, r24   ;b      151f
779         add     r10, r10, r25   ;b      151f
780         add     r10, r10, r26   ;b      151f
781         add     r10, r10, r27   ;b      151f
782         add     r10, r10, r28   ;b      151f
783         add     r10, r10, r29   ;b      151f
784         add     r10, r10, r30   ;b      151f
785         add     r10, r10, r31
786 151:
787         rlwinm. r11,r11,19,24,28        /* offset into jump table for reg RA */
788         beq     152f                    /* if reg RA is zero, don't add it */
789         addi    r11, r11, 150b@l        /* add start of table */
790         mtctr   r11                     /* load ctr with jump address */
791         rlwinm  r11,r11,0,16,10         /* make sure we don't execute this more than once */
792         bctr                            /* jump into table */
793 152:
794         mfdar   r11
795         mtctr   r11                     /* restore ctr reg from DAR */
796         mtdar   r10                     /* save fault EA to DAR */
797         mfspr   r10,SPRN_SPRG_SCRATCH2
798         b       DARFixed                /* Go back to normal TLB handling */
799
800         /* special handling for r10,r11 since these are modified already */
801 153:    mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH1 /* load r11 from SPRN_SPRG_SCRATCH1 */
802         add     r10, r10, r11   /* add it */
803         mfctr   r11             /* restore r11 */
804         b       151b
805 154:    mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH0 /* load r10 from SPRN_SPRG_SCRATCH0 */
806         add     r10, r10, r11   /* add it */
807         mfctr   r11             /* restore r11 */
808         b       151b
809 #endif
810
811 /*
812  * This is where the main kernel code starts.
813  */
814 start_here:
815         /* ptr to current */
816         lis     r2,init_task@h
817         ori     r2,r2,init_task@l
818
819         /* ptr to phys current thread */
820         tophys(r4,r2)
821         addi    r4,r4,THREAD    /* init task's THREAD */
822         mtspr   SPRN_SPRG_THREAD,r4
823
824         /* stack */
825         lis     r1,init_thread_union@ha
826         addi    r1,r1,init_thread_union@l
827         li      r0,0
828         stwu    r0,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD(r1)
829
830         bl      early_init      /* We have to do this with MMU on */
831
832 /*
833  * Decide what sort of machine this is and initialize the MMU.
834  */
835         li      r3,0
836         mr      r4,r31
837         bl      machine_init
838         bl      MMU_init
839
840 /*
841  * Go back to running unmapped so we can load up new values
842  * and change to using our exception vectors.
843  * On the 8xx, all we have to do is invalidate the TLB to clear
844  * the old 8M byte TLB mappings and load the page table base register.
845  */
846         /* The right way to do this would be to track it down through
847          * init's THREAD like the context switch code does, but this is
848          * easier......until someone changes init's static structures.
849          */
850         lis     r6, swapper_pg_dir@ha
851         tophys(r6,r6)
852 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
853         lis     r4, cpu6_errata_word@h
854         ori     r4, r4, cpu6_errata_word@l
855         li      r3, 0x3f80
856         stw     r3, 12(r4)
857         lwz     r3, 12(r4)
858 #endif
859         mtspr   SPRN_M_TW, r6
860         lis     r4,2f@h
861         ori     r4,r4,2f@l
862         tophys(r4,r4)
863         li      r3,MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR)
864         mtspr   SPRN_SRR0,r4
865         mtspr   SPRN_SRR1,r3
866         rfi
867 /* Load up the kernel context */
868 2:
869         SYNC                    /* Force all PTE updates to finish */
870         tlbia                   /* Clear all TLB entries */
871         sync                    /* wait for tlbia/tlbie to finish */
872         TLBSYNC                 /* ... on all CPUs */
873
874         /* set up the PTE pointers for the Abatron bdiGDB.
875         */
876         tovirt(r6,r6)
877         lis     r5, abatron_pteptrs@h
878         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
879         stw     r5, 0xf0(r0)    /* Must match your Abatron config file */
880         tophys(r5,r5)
881         stw     r6, 0(r5)
882
883 /* Now turn on the MMU for real! */
884         li      r4,MSR_KERNEL
885         lis     r3,start_kernel@h
886         ori     r3,r3,start_kernel@l
887         mtspr   SPRN_SRR0,r3
888         mtspr   SPRN_SRR1,r4
889         rfi                     /* enable MMU and jump to start_kernel */
890
891 /* Set up the initial MMU state so we can do the first level of
892  * kernel initialization.  This maps the first 8 MBytes of memory 1:1
893  * virtual to physical.  Also, set the cache mode since that is defined
894  * by TLB entries and perform any additional mapping (like of the IMMR).
895  * If configured to pin some TLBs, we pin the first 8 Mbytes of kernel,
896  * 24 Mbytes of data, and the 512k IMMR space.  Anything not covered by
897  * these mappings is mapped by page tables.
898  */
899 initial_mmu:
900         li      r8, 0
901         mtspr   SPRN_MI_CTR, r8         /* remove PINNED ITLB entries */
902         lis     r10, MD_RESETVAL@h
903 #ifndef CONFIG_8xx_COPYBACK
904         oris    r10, r10, MD_WTDEF@h
905 #endif
906         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10        /* remove PINNED DTLB entries */
907
908         tlbia                   /* Invalidate all TLB entries */
909 /* Always pin the first 8 MB ITLB to prevent ITLB
910    misses while mucking around with SRR0/SRR1 in asm
911 */
912         lis     r8, MI_RSV4I@h
913         ori     r8, r8, 0x1c00
914
915         mtspr   SPRN_MI_CTR, r8 /* Set instruction MMU control */
916
917 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
918         oris    r10, r10, MD_RSV4I@h
919         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10        /* Set data TLB control */
920 #endif
921
922         /* Now map the lower 8 Meg into the ITLB. */
923         lis     r8, KERNELBASE@h        /* Create vaddr for TLB */
924         ori     r8, r8, MI_EVALID       /* Mark it valid */
925         mtspr   SPRN_MI_EPN, r8
926         li      r8, MI_PS8MEG | (2 << 5)        /* Set 8M byte page, APG 2 */
927         ori     r8, r8, MI_SVALID       /* Make it valid */
928         mtspr   SPRN_MI_TWC, r8
929         li      r8, MI_BOOTINIT         /* Create RPN for address 0 */
930         mtspr   SPRN_MI_RPN, r8         /* Store TLB entry */
931
932         lis     r8, MI_APG_INIT@h       /* Set protection modes */
933         ori     r8, r8, MI_APG_INIT@l
934         mtspr   SPRN_MI_AP, r8
935         lis     r8, MD_APG_INIT@h
936         ori     r8, r8, MD_APG_INIT@l
937         mtspr   SPRN_MD_AP, r8
938
939         /* Map a 512k page for the IMMR to get the processor
940          * internal registers (among other things).
941          */
942 #ifdef CONFIG_PIN_TLB_IMMR
943         ori     r10, r10, 0x1c00
944         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10
945
946         mfspr   r9, 638                 /* Get current IMMR */
947         andis.  r9, r9, 0xfff8          /* Get 512 kbytes boundary */
948
949         lis     r8, VIRT_IMMR_BASE@h    /* Create vaddr for TLB */
950         ori     r8, r8, MD_EVALID       /* Mark it valid */
951         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
952         li      r8, MD_PS512K | MD_GUARDED      /* Set 512k byte page */
953         ori     r8, r8, MD_SVALID       /* Make it valid */
954         mtspr   SPRN_MD_TWC, r8
955         mr      r8, r9                  /* Create paddr for TLB */
956         ori     r8, r8, MI_BOOTINIT|0x2 /* Inhibit cache -- Cort */
957         mtspr   SPRN_MD_RPN, r8
958 #endif
959
960         /* Since the cache is enabled according to the information we
961          * just loaded into the TLB, invalidate and enable the caches here.
962          * We should probably check/set other modes....later.
963          */
964         lis     r8, IDC_INVALL@h
965         mtspr   SPRN_IC_CST, r8
966         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
967         lis     r8, IDC_ENABLE@h
968         mtspr   SPRN_IC_CST, r8
969 #ifdef CONFIG_8xx_COPYBACK
970         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
971 #else
972         /* For a debug option, I left this here to easily enable
973          * the write through cache mode
974          */
975         lis     r8, DC_SFWT@h
976         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
977         lis     r8, IDC_ENABLE@h
978         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
979 #endif
980         blr
981
982
983 /*
984  * We put a few things here that have to be page-aligned.
985  * This stuff goes at the beginning of the data segment,
986  * which is page-aligned.
987  */
988         .data
989         .globl  sdata
990 sdata:
991         .globl  empty_zero_page
992         .align  PAGE_SHIFT
993 empty_zero_page:
994         .space  PAGE_SIZE
995 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page)
996
997         .globl  swapper_pg_dir
998 swapper_pg_dir:
999         .space  PGD_TABLE_SIZE
1000
1001 /* Room for two PTE table poiners, usually the kernel and current user
1002  * pointer to their respective root page table (pgdir).
1003  */
1004 abatron_pteptrs:
1005         .space  8
1006
1007 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
1008         .globl  cpu6_errata_word
1009 cpu6_errata_word:
1010         .space  16
1011 #endif
1012