[PATCH] powerpc: merge align.c
[pandora-kernel.git] / arch / powerpc / kernel / align.c
similarity index 51%
rename from arch/ppc64/kernel/align.c
rename to arch/powerpc/kernel/align.c
index 256d5b5..faaec9c 100644 (file)
@@ -7,6 +7,9 @@
  *   PowerPC 403GCX/405GP modifications.
  * Copyright (c) 2001-2002 PPC64 team, IBM Corp
  *   64-bit and Power4 support
+ * Copyright (c) 2005 Benjamin Herrenschmidt, IBM Corp
+ *                    <benh@kernel.crashing.org>
+ *   Merge ppc32 and ppc64 implementations
  *
  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  * modify it under the terms of the GNU General Public License
@@ -38,10 +41,15 @@ struct aligninfo {
 #define F      8       /* to/from fp regs */
 #define U      0x10    /* update index register */
 #define M      0x20    /* multiple load/store */
-#define SW     0x40    /* byte swap */
+#define SW     0x40    /* byte swap int or ... */
+#define S      0x40    /* ... single-precision fp */
+#define SX     0x40    /* byte count in XER */
+#define HARD   0x80    /* string, stwcx. */
 
 #define DCBZ   0x5f    /* 8xx/82xx dcbz faults when cache not enabled */
 
+#define SWAP(a, b)     (t = (a), (a) = (b), (b) = t)
+
 /*
  * The PowerPC stores certain bits of the instruction that caused the
  * alignment exception in the DSISR register.  This array maps those
@@ -57,14 +65,14 @@ static struct aligninfo aligninfo[128] = {
        { 2, LD+SE },           /* 00 0 0101: lha */
        { 2, ST },              /* 00 0 0110: sth */
        { 4, LD+M },            /* 00 0 0111: lmw */
-       { 4, LD+F },            /* 00 0 1000: lfs */
+       { 4, LD+F+S },          /* 00 0 1000: lfs */
        { 8, LD+F },            /* 00 0 1001: lfd */
-       { 4, ST+F },            /* 00 0 1010: stfs */
+       { 4, ST+F+S },          /* 00 0 1010: stfs */
        { 8, ST+F },            /* 00 0 1011: stfd */
        INVALID,                /* 00 0 1100 */
-       { 8, LD },              /* 00 0 1101: ld */
+       { 8, LD },              /* 00 0 1101: ld/ldu/lwa */
        INVALID,                /* 00 0 1110 */
-       { 8, ST },              /* 00 0 1111: std */
+       { 8, ST },              /* 00 0 1111: std/stdu */
        { 4, LD+U },            /* 00 1 0000: lwzu */
        INVALID,                /* 00 1 0001 */
        { 4, ST+U },            /* 00 1 0010: stwu */
@@ -73,9 +81,9 @@ static struct aligninfo aligninfo[128] = {
        { 2, LD+SE+U },         /* 00 1 0101: lhau */
        { 2, ST+U },            /* 00 1 0110: sthu */
        { 4, ST+M },            /* 00 1 0111: stmw */
-       { 4, LD+F+U },          /* 00 1 1000: lfsu */
+       { 4, LD+F+S+U },        /* 00 1 1000: lfsu */
        { 8, LD+F+U },          /* 00 1 1001: lfdu */
-       { 4, ST+F+U },          /* 00 1 1010: stfsu */
+       { 4, ST+F+S+U },        /* 00 1 1010: stfsu */
        { 8, ST+F+U },          /* 00 1 1011: stfdu */
        INVALID,                /* 00 1 1100 */
        INVALID,                /* 00 1 1101 */
@@ -89,10 +97,10 @@ static struct aligninfo aligninfo[128] = {
        { 4, LD+SE },           /* 01 0 0101: lwax */
        INVALID,                /* 01 0 0110 */
        INVALID,                /* 01 0 0111 */
-       { 0, LD },              /* 01 0 1000: lswx */
-       { 0, LD },              /* 01 0 1001: lswi */
-       { 0, ST },              /* 01 0 1010: stswx */
-       { 0, ST },              /* 01 0 1011: stswi */
+       { 4, LD+M+HARD+SX },    /* 01 0 1000: lswx */
+       { 4, LD+M+HARD },       /* 01 0 1001: lswi */
+       { 4, ST+M+HARD+SX },    /* 01 0 1010: stswx */
+       { 4, ST+M+HARD },       /* 01 0 1011: stswi */
        INVALID,                /* 01 0 1100 */
        { 8, LD+U },            /* 01 0 1101: ldu */
        INVALID,                /* 01 0 1110 */
@@ -115,7 +123,7 @@ static struct aligninfo aligninfo[128] = {
        INVALID,                /* 01 1 1111 */
        INVALID,                /* 10 0 0000 */
        INVALID,                /* 10 0 0001 */
-       { 0, ST },              /* 10 0 0010: stwcx. */
+       INVALID,                /* 10 0 0010: stwcx. */
        INVALID,                /* 10 0 0011 */
        INVALID,                /* 10 0 0100 */
        INVALID,                /* 10 0 0101 */
@@ -144,7 +152,7 @@ static struct aligninfo aligninfo[128] = {
        INVALID,                /* 10 1 1100 */
        INVALID,                /* 10 1 1101 */
        INVALID,                /* 10 1 1110 */
-       { L1_CACHE_BYTES, ST }, /* 10 1 1111: dcbz */
+       { 0, ST+HARD },         /* 10 1 1111: dcbz */
        { 4, LD },              /* 11 0 0000: lwzx */
        INVALID,                /* 11 0 0001 */
        { 4, ST },              /* 11 0 0010: stwx */
@@ -153,9 +161,9 @@ static struct aligninfo aligninfo[128] = {
        { 2, LD+SE },           /* 11 0 0101: lhax */
        { 2, ST },              /* 11 0 0110: sthx */
        INVALID,                /* 11 0 0111 */
-       { 4, LD+F },            /* 11 0 1000: lfsx */
+       { 4, LD+F+S },          /* 11 0 1000: lfsx */
        { 8, LD+F },            /* 11 0 1001: lfdx */
-       { 4, ST+F },            /* 11 0 1010: stfsx */
+       { 4, ST+F+S },          /* 11 0 1010: stfsx */
        { 8, ST+F },            /* 11 0 1011: stfdx */
        INVALID,                /* 11 0 1100 */
        { 8, LD+M },            /* 11 0 1101: lmd */
@@ -169,9 +177,9 @@ static struct aligninfo aligninfo[128] = {
        { 2, LD+SE+U },         /* 11 1 0101: lhaux */
        { 2, ST+U },            /* 11 1 0110: sthux */
        INVALID,                /* 11 1 0111 */
-       { 4, LD+F+U },          /* 11 1 1000: lfsux */
+       { 4, LD+F+S+U },        /* 11 1 1000: lfsux */
        { 8, LD+F+U },          /* 11 1 1001: lfdux */
-       { 4, ST+F+U },          /* 11 1 1010: stfsux */
+       { 4, ST+F+S+U },        /* 11 1 1010: stfsux */
        { 8, ST+F+U },          /* 11 1 1011: stfdux */
        INVALID,                /* 11 1 1100 */
        INVALID,                /* 11 1 1101 */
@@ -179,45 +187,175 @@ static struct aligninfo aligninfo[128] = {
        INVALID,                /* 11 1 1111 */
 };
 
-#define SWAP(a, b)     (t = (a), (a) = (b), (b) = t)
-
+/*
+ * Create a DSISR value from the instruction
+ */
 static inline unsigned make_dsisr(unsigned instr)
 {
        unsigned dsisr;
-       
-       /* create a DSISR value from the instruction */
-       dsisr = (instr & 0x03ff0000) >> 16;                     /* bits  6:15 --> 22:31 */
-       
-       if ( IS_XFORM(instr) ) {
-               dsisr |= (instr & 0x00000006) << 14;            /* bits 29:30 --> 15:16 */
-               dsisr |= (instr & 0x00000040) << 8;             /* bit     25 -->    17 */
-               dsisr |= (instr & 0x00000780) << 3;             /* bits 21:24 --> 18:21 */
+
+
+       /* bits  6:15 --> 22:31 */
+       dsisr = (instr & 0x03ff0000) >> 16;
+
+       if (IS_XFORM(instr)) {
+               /* bits 29:30 --> 15:16 */
+               dsisr |= (instr & 0x00000006) << 14;
+               /* bit     25 -->    17 */
+               dsisr |= (instr & 0x00000040) << 8;
+               /* bits 21:24 --> 18:21 */
+               dsisr |= (instr & 0x00000780) << 3;
+       } else {
+               /* bit      5 -->    17 */
+               dsisr |= (instr & 0x04000000) >> 12;
+               /* bits  1: 4 --> 18:21 */
+               dsisr |= (instr & 0x78000000) >> 17;
+               /* bits 30:31 --> 12:13 */
+               if (IS_DSFORM(instr))
+                       dsisr |= (instr & 0x00000003) << 18;
        }
-       else {
-               dsisr |= (instr & 0x04000000) >> 12;            /* bit      5 -->    17 */
-               dsisr |= (instr & 0x78000000) >> 17;            /* bits  1: 4 --> 18:21 */
-               if ( IS_DSFORM(instr) ) {
-                       dsisr |= (instr & 0x00000003) << 18;    /* bits 30:31 --> 12:13 */
+
+       return dsisr;
+}
+
+/*
+ * The dcbz (data cache block zero) instruction
+ * gives an alignment fault if used on non-cacheable
+ * memory.  We handle the fault mainly for the
+ * case when we are running with the cache disabled
+ * for debugging.
+ */
+static int emulate_dcbz(struct pt_regs *regs, unsigned char __user *addr)
+{
+       long __user *p;
+       int i, size;
+
+#ifdef __powerpc64__
+       size = ppc64_caches.dline_size;
+#else
+       size = L1_CACHE_BYTES;
+#endif
+       p = (long __user *) (regs->dar & -size);
+       if (user_mode(regs) && !access_ok(VERIFY_WRITE, p, size))
+               return -EFAULT;
+       for (i = 0; i < size / sizeof(long); ++i)
+               if (__put_user(0, p+i))
+                       return -EFAULT;
+       return 1;
+}
+
+/*
+ * Emulate load & store multiple instructions
+ * On 64-bit machines, these instructions only affect/use the
+ * bottom 4 bytes of each register, and the loads clear the
+ * top 4 bytes of the affected register.
+ */
+#ifdef CONFIG_PPC64
+#define REG_BYTE(rp, i)                *((u8 *)((rp) + ((i) >> 2)) + ((i) & 3) + 4)
+#else
+#define REG_BYTE(rp, i)                *((u8 *)(rp) + (i))
+#endif
+
+static int emulate_multiple(struct pt_regs *regs, unsigned char __user *addr,
+                           unsigned int reg, unsigned int nb,
+                           unsigned int flags, unsigned int instr)
+{
+       unsigned long *rptr;
+       unsigned int nb0, i;
+
+       /*
+        * We do not try to emulate 8 bytes multiple as they aren't really
+        * available in our operating environments and we don't try to
+        * emulate multiples operations in kernel land as they should never
+        * be used/generated there at least not on unaligned boundaries
+        */
+       if (unlikely((nb > 4) || !user_mode(regs)))
+               return 0;
+
+       /* lmw, stmw, lswi/x, stswi/x */
+       nb0 = 0;
+       if (flags & HARD) {
+               if (flags & SX) {
+                       nb = regs->xer & 127;
+                       if (nb == 0)
+                               return 1;
+               } else {
+                       if (__get_user(instr,
+                                      (unsigned int __user *)regs->nip))
+                               return -EFAULT;
+                       nb = (instr >> 11) & 0x1f;
+                       if (nb == 0)
+                               nb = 32;
                }
+               if (nb + reg * 4 > 128) {
+                       nb0 = nb + reg * 4 - 128;
+                       nb = 128 - reg * 4;
+               }
+       } else {
+               /* lwm, stmw */
+               nb = (32 - reg) * 4;
        }
-       
-       return dsisr;
+
+       if (!access_ok((flags & ST ? VERIFY_WRITE: VERIFY_READ), addr, nb+nb0))
+               return -EFAULT; /* bad address */
+
+       rptr = &regs->gpr[reg];
+       if (flags & LD) {
+               /*
+                * This zeroes the top 4 bytes of the affected registers
+                * in 64-bit mode, and also zeroes out any remaining
+                * bytes of the last register for lsw*.
+                */
+               memset(rptr, 0, ((nb + 3) / 4) * sizeof(unsigned long));
+               if (nb0 > 0)
+                       memset(&regs->gpr[0], 0,
+                              ((nb0 + 3) / 4) * sizeof(unsigned long));
+
+               for (i = 0; i < nb; ++i)
+                       if (__get_user(REG_BYTE(rptr, i), addr + i))
+                               return -EFAULT;
+               if (nb0 > 0) {
+                       rptr = &regs->gpr[0];
+                       addr += nb;
+                       for (i = 0; i < nb0; ++i)
+                               if (__get_user(REG_BYTE(rptr, i), addr + i))
+                                       return -EFAULT;
+               }
+
+       } else {
+               for (i = 0; i < nb; ++i)
+                       if (__put_user(REG_BYTE(rptr, i), addr + i))
+                               return -EFAULT;
+               if (nb0 > 0) {
+                       rptr = &regs->gpr[0];
+                       addr += nb;
+                       for (i = 0; i < nb0; ++i)
+                               if (__put_user(REG_BYTE(rptr, i), addr + i))
+                                       return -EFAULT;
+               }
+       }
+       return 1;
 }
 
-int
-fix_alignment(struct pt_regs *regs)
+
+/*
+ * Called on alignment exception. Attempts to fixup
+ *
+ * Return 1 on success
+ * Return 0 if unable to handle the interrupt
+ * Return -EFAULT if data address is bad
+ */
+
+int fix_alignment(struct pt_regs *regs)
 {
        unsigned int instr, nb, flags;
-       int t;
-       unsigned long reg, areg;
-       unsigned long i;
-       int ret;
-       unsigned dsisr;
+       unsigned int reg, areg;
+       unsigned int dsisr;
        unsigned char __user *addr;
        unsigned char __user *p;
-       unsigned long __user *lp;
+       int ret, t;
        union {
-               long ll;
+               u64 ll;
                double dd;
                unsigned char v[8];
                struct {
@@ -231,18 +369,22 @@ fix_alignment(struct pt_regs *regs)
        } data;
 
        /*
-        * Return 1 on success
-        * Return 0 if unable to handle the interrupt
-        * Return -EFAULT if data address is bad
+        * We require a complete register set, if not, then our assembly
+        * is broken
         */
+       CHECK_FULL_REGS(regs);
 
        dsisr = regs->dsisr;
 
+       /* Some processors don't provide us with a DSISR we can use here,
+        * let's make one up from the instruction
+        */
        if (cpu_has_feature(CPU_FTR_NODSISRALIGN)) {
-           unsigned int real_instr;
-           if (__get_user(real_instr, (unsigned int __user *)regs->nip))
-               return 0;
-           dsisr = make_dsisr(real_instr);
+               unsigned int real_instr;
+               if (unlikely(__get_user(real_instr,
+                                       (unsigned int __user *)regs->nip)))
+                       return -EFAULT;
+               dsisr = make_dsisr(real_instr);
        }
 
        /* extract the operation and registers from the dsisr */
@@ -258,33 +400,37 @@ fix_alignment(struct pt_regs *regs)
        /* DAR has the operand effective address */
        addr = (unsigned char __user *)regs->dar;
 
-       /* A size of 0 indicates an instruction we don't support */
-       /* we also don't support the multiples (lmw, stmw, lmd, stmd) */
-       if ((nb == 0) || (flags & M))
-               return 0;               /* too hard or invalid instruction */
-
-       /*
-        * Special handling for dcbz
-        * dcbz may give an alignment exception for accesses to caching inhibited
-        * storage
+       /* A size of 0 indicates an instruction we don't support, with
+        * the exception of DCBZ which is handled as a special case here
         */
        if (instr == DCBZ)
-               addr = (unsigned char __user *) ((unsigned long)addr & -L1_CACHE_BYTES);
+               return emulate_dcbz(regs, addr);
+       if (unlikely(nb == 0))
+               return 0;
+
+       /* Load/Store Multiple instructions are handled in their own
+        * function
+        */
+       if (flags & M)
+               return emulate_multiple(regs, addr, reg, nb, flags, instr);
 
        /* Verify the address of the operand */
-       if (user_mode(regs)) {
-               if (!access_ok((flags & ST? VERIFY_WRITE: VERIFY_READ), addr, nb))
-                       return -EFAULT; /* bad address */
-       }
+       if (unlikely(user_mode(regs) &&
+                    !access_ok((flags & ST ? VERIFY_WRITE : VERIFY_READ),
+                               addr, nb)))
+               return -EFAULT;
 
        /* Force the fprs into the save area so we can reference them */
        if (flags & F) {
-               if (!user_mode(regs))
+               /* userland only */
+               if (unlikely(!user_mode(regs)))
                        return 0;
                flush_fp_to_thread(current);
        }
-       
-       /* If we are loading, get the data from user space */
+
+       /* If we are loading, get the data from user space, else
+        * get it from register values
+        */
        if (flags & LD) {
                data.ll = 0;
                ret = 0;
@@ -301,75 +447,62 @@ fix_alignment(struct pt_regs *regs)
                case 2:
                        ret |= __get_user(data.v[6], p++);
                        ret |= __get_user(data.v[7], p++);
-                       if (ret)
+                       if (unlikely(ret))
                                return -EFAULT;
                }
-       }
-       
-       /* If we are storing, get the data from the saved gpr or fpr */
-       if (flags & ST) {
-               if (flags & F) {
-                       if (nb == 4) {
-                               /* Doing stfs, have to convert to single */
-                               preempt_disable();
-                               enable_kernel_fp();
-                               cvt_df(&current->thread.fpr[reg], (float *)&data.v[4], &current->thread);
-                               disable_kernel_fp();
-                               preempt_enable();
-                       }
-                       else
-                               data.dd = current->thread.fpr[reg];
-               }
-               else 
-                       data.ll = regs->gpr[reg];
-       }
-       
-       /* Swap bytes as needed */
-       if (flags & SW) {
-               if (nb == 2)
-                       SWAP(data.v[6], data.v[7]);
-               else {  /* nb must be 4 */
-                       SWAP(data.v[4], data.v[7]);
-                       SWAP(data.v[5], data.v[6]);
-               }
-       }
-       
-       /* Sign extend as needed */
-       if (flags & SE) {
+       } else if (flags & F)
+               data.dd = current->thread.fpr[reg];
+       else
+               data.ll = regs->gpr[reg];
+
+       /* Perform other misc operations like sign extension, byteswap,
+        * or floating point single precision conversion
+        */
+       switch (flags & ~U) {
+       case LD+SE:     /* sign extend */
                if ( nb == 2 )
                        data.ll = data.x16.low16;
                else    /* nb must be 4 */
                        data.ll = data.x32.low32;
-       }
-       
-       /* If we are loading, move the data to the gpr or fpr */
-       if (flags & LD) {
-               if (flags & F) {
-                       if (nb == 4) {
-                               /* Doing lfs, have to convert to double */
-                               preempt_disable();
-                               enable_kernel_fp();
-                               cvt_fd((float *)&data.v[4], &current->thread.fpr[reg], &current->thread);
-                               disable_kernel_fp();
-                               preempt_enable();
-                       }
-                       else
-                               current->thread.fpr[reg] = data.dd;
+               break;
+       case LD+S:      /* byte-swap */
+       case ST+S:
+               if (nb == 2) {
+                       SWAP(data.v[6], data.v[7]);
+               } else {
+                       SWAP(data.v[4], data.v[7]);
+                       SWAP(data.v[5], data.v[6]);
                }
-               else
-                       regs->gpr[reg] = data.ll;
+               break;
+
+       /* Single-precision FP load and store require conversions... */
+       case LD+F+S:
+#ifdef CONFIG_PPC_FPU
+               preempt_disable();
+               enable_kernel_fp();
+               cvt_fd((float *)&data.v[4], &data.dd, &current->thread);
+               preempt_enable();
+#else
+               return 0;
+#endif
+               break;
+       case ST+F+S:
+#ifdef CONFIG_PPC_FPU
+               preempt_disable();
+               enable_kernel_fp();
+               cvt_df(&data.dd, (float *)&data.v[4], &current->thread);
+               preempt_enable();
+#else
+               return 0;
+#endif
+               break;
        }
-       
-       /* If we are storing, copy the data to the user */
+
+       /* Store result to memory or update registers */
        if (flags & ST) {
                ret = 0;
                p = addr;
                switch (nb) {
-               case 128:       /* Special case - must be dcbz */
-                       lp = (unsigned long __user *)p;
-                       for (i = 0; i < L1_CACHE_BYTES / sizeof(long); ++i)
-                               ret |= __put_user(0, lp++);
-                       break;
                case 8:
                        ret |= __put_user(data.v[0], p++);
                        ret |= __put_user(data.v[1], p++);
@@ -382,15 +515,16 @@ fix_alignment(struct pt_regs *regs)
                        ret |= __put_user(data.v[6], p++);
                        ret |= __put_user(data.v[7], p++);
                }
-               if (ret)
+               if (unlikely(ret))
                        return -EFAULT;
-       }
-       
+       } else if (flags & F)
+               current->thread.fpr[reg] = data.dd;
+       else
+               regs->gpr[reg] = data.ll;
+
        /* Update RA as needed */
-       if (flags & U) {
+       if (flags & U)
                regs->gpr[areg] = regs->dar;
-       }
 
        return 1;
 }
-