Merge branch 'stable/bug.fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[pandora-kernel.git] / arch / powerpc / kernel / head_44x.S
1 /*
2  * Kernel execution entry point code.
3  *
4  *    Copyright (c) 1995-1996 Gary Thomas <gdt@linuxppc.org>
5  *      Initial PowerPC version.
6  *    Copyright (c) 1996 Cort Dougan <cort@cs.nmt.edu>
7  *      Rewritten for PReP
8  *    Copyright (c) 1996 Paul Mackerras <paulus@cs.anu.edu.au>
9  *      Low-level exception handers, MMU support, and rewrite.
10  *    Copyright (c) 1997 Dan Malek <dmalek@jlc.net>
11  *      PowerPC 8xx modifications.
12  *    Copyright (c) 1998-1999 TiVo, Inc.
13  *      PowerPC 403GCX modifications.
14  *    Copyright (c) 1999 Grant Erickson <grant@lcse.umn.edu>
15  *      PowerPC 403GCX/405GP modifications.
16  *    Copyright 2000 MontaVista Software Inc.
17  *      PPC405 modifications
18  *      PowerPC 403GCX/405GP modifications.
19  *      Author: MontaVista Software, Inc.
20  *              frank_rowand@mvista.com or source@mvista.com
21  *              debbie_chu@mvista.com
22  *    Copyright 2002-2005 MontaVista Software, Inc.
23  *      PowerPC 44x support, Matt Porter <mporter@kernel.crashing.org>
24  *
25  * This program is free software; you can redistribute  it and/or modify it
26  * under  the terms of  the GNU General  Public License as published by the
27  * Free Software Foundation;  either version 2 of the  License, or (at your
28  * option) any later version.
29  */
30
31 #include <linux/init.h>
32 #include <asm/processor.h>
33 #include <asm/page.h>
34 #include <asm/mmu.h>
35 #include <asm/pgtable.h>
36 #include <asm/cputable.h>
37 #include <asm/thread_info.h>
38 #include <asm/ppc_asm.h>
39 #include <asm/asm-offsets.h>
40 #include <asm/ptrace.h>
41 #include <asm/synch.h>
42 #include "head_booke.h"
43
44
45 /* As with the other PowerPC ports, it is expected that when code
46  * execution begins here, the following registers contain valid, yet
47  * optional, information:
48  *
49  *   r3 - Board info structure pointer (DRAM, frequency, MAC address, etc.)
50  *   r4 - Starting address of the init RAM disk
51  *   r5 - Ending address of the init RAM disk
52  *   r6 - Start of kernel command line string (e.g. "mem=128")
53  *   r7 - End of kernel command line string
54  *
55  */
56         __HEAD
57 _ENTRY(_stext);
58 _ENTRY(_start);
59         /*
60          * Reserve a word at a fixed location to store the address
61          * of abatron_pteptrs
62          */
63         nop
64 /*
65  * Save parameters we are passed
66  */
67         mr      r31,r3
68         mr      r30,r4
69         mr      r29,r5
70         mr      r28,r6
71         mr      r27,r7
72         li      r24,0           /* CPU number */
73
74         bl      init_cpu_state
75
76         /*
77          * This is where the main kernel code starts.
78          */
79
80         /* ptr to current */
81         lis     r2,init_task@h
82         ori     r2,r2,init_task@l
83
84         /* ptr to current thread */
85         addi    r4,r2,THREAD    /* init task's THREAD */
86         mtspr   SPRN_SPRG_THREAD,r4
87
88         /* stack */
89         lis     r1,init_thread_union@h
90         ori     r1,r1,init_thread_union@l
91         li      r0,0
92         stwu    r0,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD(r1)
93
94         bl      early_init
95
96 #ifdef CONFIG_RELOCATABLE
97         /*
98          * r25 will contain RPN/ERPN for the start address of memory
99          *
100          * Add the difference between KERNELBASE and PAGE_OFFSET to the
101          * start of physical memory to get kernstart_addr.
102          */
103         lis     r3,kernstart_addr@ha
104         la      r3,kernstart_addr@l(r3)
105
106         lis     r4,KERNELBASE@h
107         ori     r4,r4,KERNELBASE@l
108         lis     r5,PAGE_OFFSET@h
109         ori     r5,r5,PAGE_OFFSET@l
110         subf    r4,r5,r4
111
112         rlwinm  r6,r25,0,28,31  /* ERPN */
113         rlwinm  r7,r25,0,0,3    /* RPN - assuming 256 MB page size */
114         add     r7,r7,r4
115
116         stw     r6,0(r3)
117         stw     r7,4(r3)
118 #endif
119
120 /*
121  * Decide what sort of machine this is and initialize the MMU.
122  */
123         mr      r3,r31
124         mr      r4,r30
125         mr      r5,r29
126         mr      r6,r28
127         mr      r7,r27
128         bl      machine_init
129         bl      MMU_init
130
131         /* Setup PTE pointers for the Abatron bdiGDB */
132         lis     r6, swapper_pg_dir@h
133         ori     r6, r6, swapper_pg_dir@l
134         lis     r5, abatron_pteptrs@h
135         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
136         lis     r4, KERNELBASE@h
137         ori     r4, r4, KERNELBASE@l
138         stw     r5, 0(r4)       /* Save abatron_pteptrs at a fixed location */
139         stw     r6, 0(r5)
140
141         /* Clear the Machine Check Syndrome Register */
142         li      r0,0
143         mtspr   SPRN_MCSR,r0
144
145         /* Let's move on */
146         lis     r4,start_kernel@h
147         ori     r4,r4,start_kernel@l
148         lis     r3,MSR_KERNEL@h
149         ori     r3,r3,MSR_KERNEL@l
150         mtspr   SPRN_SRR0,r4
151         mtspr   SPRN_SRR1,r3
152         rfi                     /* change context and jump to start_kernel */
153
154 /*
155  * Interrupt vector entry code
156  *
157  * The Book E MMUs are always on so we don't need to handle
158  * interrupts in real mode as with previous PPC processors. In
159  * this case we handle interrupts in the kernel virtual address
160  * space.
161  *
162  * Interrupt vectors are dynamically placed relative to the
163  * interrupt prefix as determined by the address of interrupt_base.
164  * The interrupt vectors offsets are programmed using the labels
165  * for each interrupt vector entry.
166  *
167  * Interrupt vectors must be aligned on a 16 byte boundary.
168  * We align on a 32 byte cache line boundary for good measure.
169  */
170
171 interrupt_base:
172         /* Critical Input Interrupt */
173         CRITICAL_EXCEPTION(0x0100, CriticalInput, unknown_exception)
174
175         /* Machine Check Interrupt */
176         CRITICAL_EXCEPTION(0x0200, MachineCheck, machine_check_exception)
177         MCHECK_EXCEPTION(0x0210, MachineCheckA, machine_check_exception)
178
179         /* Data Storage Interrupt */
180         DATA_STORAGE_EXCEPTION
181
182                 /* Instruction Storage Interrupt */
183         INSTRUCTION_STORAGE_EXCEPTION
184
185         /* External Input Interrupt */
186         EXCEPTION(0x0500, ExternalInput, do_IRQ, EXC_XFER_LITE)
187
188         /* Alignment Interrupt */
189         ALIGNMENT_EXCEPTION
190
191         /* Program Interrupt */
192         PROGRAM_EXCEPTION
193
194         /* Floating Point Unavailable Interrupt */
195 #ifdef CONFIG_PPC_FPU
196         FP_UNAVAILABLE_EXCEPTION
197 #else
198         EXCEPTION(0x2010, FloatingPointUnavailable, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
199 #endif
200         /* System Call Interrupt */
201         START_EXCEPTION(SystemCall)
202         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
203         EXC_XFER_EE_LITE(0x0c00, DoSyscall)
204
205         /* Auxiliary Processor Unavailable Interrupt */
206         EXCEPTION(0x2020, AuxillaryProcessorUnavailable, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
207
208         /* Decrementer Interrupt */
209         DECREMENTER_EXCEPTION
210
211         /* Fixed Internal Timer Interrupt */
212         /* TODO: Add FIT support */
213         EXCEPTION(0x1010, FixedIntervalTimer, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
214
215         /* Watchdog Timer Interrupt */
216         /* TODO: Add watchdog support */
217 #ifdef CONFIG_BOOKE_WDT
218         CRITICAL_EXCEPTION(0x1020, WatchdogTimer, WatchdogException)
219 #else
220         CRITICAL_EXCEPTION(0x1020, WatchdogTimer, unknown_exception)
221 #endif
222
223         /* Data TLB Error Interrupt */
224         START_EXCEPTION(DataTLBError44x)
225         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH0, r10                /* Save some working registers */
226         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH1, r11
227         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH2, r12
228         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH3, r13
229         mfcr    r11
230         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH4, r11
231         mfspr   r10, SPRN_DEAR          /* Get faulting address */
232
233         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
234          * kernel page tables.
235          */
236         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
237         cmplw   r10, r11
238         blt+    3f
239         lis     r11, swapper_pg_dir@h
240         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
241
242         mfspr   r12,SPRN_MMUCR
243         rlwinm  r12,r12,0,0,23          /* Clear TID */
244
245         b       4f
246
247         /* Get the PGD for the current thread */
248 3:
249         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
250         lwz     r11,PGDIR(r11)
251
252         /* Load PID into MMUCR TID */
253         mfspr   r12,SPRN_MMUCR
254         mfspr   r13,SPRN_PID            /* Get PID */
255         rlwimi  r12,r13,0,24,31         /* Set TID */
256
257 4:
258         mtspr   SPRN_MMUCR,r12
259
260         /* Mask of required permission bits. Note that while we
261          * do copy ESR:ST to _PAGE_RW position as trying to write
262          * to an RO page is pretty common, we don't do it with
263          * _PAGE_DIRTY. We could do it, but it's a fairly rare
264          * event so I'd rather take the overhead when it happens
265          * rather than adding an instruction here. We should measure
266          * whether the whole thing is worth it in the first place
267          * as we could avoid loading SPRN_ESR completely in the first
268          * place...
269          *
270          * TODO: Is it worth doing that mfspr & rlwimi in the first
271          *       place or can we save a couple of instructions here ?
272          */
273         mfspr   r12,SPRN_ESR
274         li      r13,_PAGE_PRESENT|_PAGE_ACCESSED
275         rlwimi  r13,r12,10,30,30
276
277         /* Load the PTE */
278         /* Compute pgdir/pmd offset */
279         rlwinm  r12, r10, PPC44x_PGD_OFF_SHIFT, PPC44x_PGD_OFF_MASK_BIT, 29
280         lwzx    r11, r12, r11           /* Get pgd/pmd entry */
281         rlwinm. r12, r11, 0, 0, 20      /* Extract pt base address */
282         beq     2f                      /* Bail if no table */
283
284         /* Compute pte address */
285         rlwimi  r12, r10, PPC44x_PTE_ADD_SHIFT, PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT, 28
286         lwz     r11, 0(r12)             /* Get high word of pte entry */
287         lwz     r12, 4(r12)             /* Get low word of pte entry */
288
289         lis     r10,tlb_44x_index@ha
290
291         andc.   r13,r13,r12             /* Check permission */
292
293         /* Load the next available TLB index */
294         lwz     r13,tlb_44x_index@l(r10)
295
296         bne     2f                      /* Bail if permission mismach */
297
298         /* Increment, rollover, and store TLB index */
299         addi    r13,r13,1
300
301         /* Compare with watermark (instruction gets patched) */
302         .globl tlb_44x_patch_hwater_D
303 tlb_44x_patch_hwater_D:
304         cmpwi   0,r13,1                 /* reserve entries */
305         ble     5f
306         li      r13,0
307 5:
308         /* Store the next available TLB index */
309         stw     r13,tlb_44x_index@l(r10)
310
311         /* Re-load the faulting address */
312         mfspr   r10,SPRN_DEAR
313
314          /* Jump to common tlb load */
315         b       finish_tlb_load_44x
316
317 2:
318         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
319          * and call the heavyweights to help us out.
320          */
321         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
322         mtcr    r11
323         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
324         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
325         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
326         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
327         b       DataStorage
328
329         /* Instruction TLB Error Interrupt */
330         /*
331          * Nearly the same as above, except we get our
332          * information from different registers and bailout
333          * to a different point.
334          */
335         START_EXCEPTION(InstructionTLBError44x)
336         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH0, r10 /* Save some working registers */
337         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH1, r11
338         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH2, r12
339         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH3, r13
340         mfcr    r11
341         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH4, r11
342         mfspr   r10, SPRN_SRR0          /* Get faulting address */
343
344         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
345          * kernel page tables.
346          */
347         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
348         cmplw   r10, r11
349         blt+    3f
350         lis     r11, swapper_pg_dir@h
351         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
352
353         mfspr   r12,SPRN_MMUCR
354         rlwinm  r12,r12,0,0,23          /* Clear TID */
355
356         b       4f
357
358         /* Get the PGD for the current thread */
359 3:
360         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
361         lwz     r11,PGDIR(r11)
362
363         /* Load PID into MMUCR TID */
364         mfspr   r12,SPRN_MMUCR
365         mfspr   r13,SPRN_PID            /* Get PID */
366         rlwimi  r12,r13,0,24,31         /* Set TID */
367
368 4:
369         mtspr   SPRN_MMUCR,r12
370
371         /* Make up the required permissions */
372         li      r13,_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_EXEC
373
374         /* Compute pgdir/pmd offset */
375         rlwinm  r12, r10, PPC44x_PGD_OFF_SHIFT, PPC44x_PGD_OFF_MASK_BIT, 29
376         lwzx    r11, r12, r11           /* Get pgd/pmd entry */
377         rlwinm. r12, r11, 0, 0, 20      /* Extract pt base address */
378         beq     2f                      /* Bail if no table */
379
380         /* Compute pte address */
381         rlwimi  r12, r10, PPC44x_PTE_ADD_SHIFT, PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT, 28
382         lwz     r11, 0(r12)             /* Get high word of pte entry */
383         lwz     r12, 4(r12)             /* Get low word of pte entry */
384
385         lis     r10,tlb_44x_index@ha
386
387         andc.   r13,r13,r12             /* Check permission */
388
389         /* Load the next available TLB index */
390         lwz     r13,tlb_44x_index@l(r10)
391
392         bne     2f                      /* Bail if permission mismach */
393
394         /* Increment, rollover, and store TLB index */
395         addi    r13,r13,1
396
397         /* Compare with watermark (instruction gets patched) */
398         .globl tlb_44x_patch_hwater_I
399 tlb_44x_patch_hwater_I:
400         cmpwi   0,r13,1                 /* reserve entries */
401         ble     5f
402         li      r13,0
403 5:
404         /* Store the next available TLB index */
405         stw     r13,tlb_44x_index@l(r10)
406
407         /* Re-load the faulting address */
408         mfspr   r10,SPRN_SRR0
409
410         /* Jump to common TLB load point */
411         b       finish_tlb_load_44x
412
413 2:
414         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
415          * and call the heavyweights to help us out.
416          */
417         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
418         mtcr    r11
419         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
420         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
421         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
422         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
423         b       InstructionStorage
424
425 /*
426  * Both the instruction and data TLB miss get to this
427  * point to load the TLB.
428  *      r10 - EA of fault
429  *      r11 - PTE high word value
430  *      r12 - PTE low word value
431  *      r13 - TLB index
432  *      MMUCR - loaded with proper value when we get here
433  *      Upon exit, we reload everything and RFI.
434  */
435 finish_tlb_load_44x:
436         /* Combine RPN & ERPN an write WS 0 */
437         rlwimi  r11,r12,0,0,31-PAGE_SHIFT
438         tlbwe   r11,r13,PPC44x_TLB_XLAT
439
440         /*
441          * Create WS1. This is the faulting address (EPN),
442          * page size, and valid flag.
443          */
444         li      r11,PPC44x_TLB_VALID | PPC44x_TLBE_SIZE
445         /* Insert valid and page size */
446         rlwimi  r10,r11,0,PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT,31
447         tlbwe   r10,r13,PPC44x_TLB_PAGEID       /* Write PAGEID */
448
449         /* And WS 2 */
450         li      r10,0xf85                       /* Mask to apply from PTE */
451         rlwimi  r10,r12,29,30,30                /* DIRTY -> SW position */
452         and     r11,r12,r10                     /* Mask PTE bits to keep */
453         andi.   r10,r12,_PAGE_USER              /* User page ? */
454         beq     1f                              /* nope, leave U bits empty */
455         rlwimi  r11,r11,3,26,28                 /* yes, copy S bits to U */
456 1:      tlbwe   r11,r13,PPC44x_TLB_ATTRIB       /* Write ATTRIB */
457
458         /* Done...restore registers and get out of here.
459         */
460         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
461         mtcr    r11
462         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
463         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
464         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
465         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
466         rfi                                     /* Force context change */
467
468 /* TLB error interrupts for 476
469  */
470 #ifdef CONFIG_PPC_47x
471         START_EXCEPTION(DataTLBError47x)
472         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH0,r10 /* Save some working registers */
473         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH1,r11
474         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH2,r12
475         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH3,r13
476         mfcr    r11
477         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH4,r11
478         mfspr   r10,SPRN_DEAR           /* Get faulting address */
479
480         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
481          * kernel page tables.
482          */
483         lis     r11,PAGE_OFFSET@h
484         cmplw   cr0,r10,r11
485         blt+    3f
486         lis     r11,swapper_pg_dir@h
487         ori     r11,r11, swapper_pg_dir@l
488         li      r12,0                   /* MMUCR = 0 */
489         b       4f
490
491         /* Get the PGD for the current thread and setup MMUCR */
492 3:      mfspr   r11,SPRN_SPRG3
493         lwz     r11,PGDIR(r11)
494         mfspr   r12,SPRN_PID            /* Get PID */
495 4:      mtspr   SPRN_MMUCR,r12          /* Set MMUCR */
496
497         /* Mask of required permission bits. Note that while we
498          * do copy ESR:ST to _PAGE_RW position as trying to write
499          * to an RO page is pretty common, we don't do it with
500          * _PAGE_DIRTY. We could do it, but it's a fairly rare
501          * event so I'd rather take the overhead when it happens
502          * rather than adding an instruction here. We should measure
503          * whether the whole thing is worth it in the first place
504          * as we could avoid loading SPRN_ESR completely in the first
505          * place...
506          *
507          * TODO: Is it worth doing that mfspr & rlwimi in the first
508          *       place or can we save a couple of instructions here ?
509          */
510         mfspr   r12,SPRN_ESR
511         li      r13,_PAGE_PRESENT|_PAGE_ACCESSED
512         rlwimi  r13,r12,10,30,30
513
514         /* Load the PTE */
515         /* Compute pgdir/pmd offset */
516         rlwinm  r12,r10,PPC44x_PGD_OFF_SHIFT,PPC44x_PGD_OFF_MASK_BIT,29
517         lwzx    r11,r12,r11             /* Get pgd/pmd entry */
518
519         /* Word 0 is EPN,V,TS,DSIZ */
520         li      r12,PPC47x_TLB0_VALID | PPC47x_TLBE_SIZE
521         rlwimi  r10,r12,0,32-PAGE_SHIFT,31      /* Insert valid and page size*/
522         li      r12,0
523         tlbwe   r10,r12,0
524
525         /* XXX can we do better ? Need to make sure tlbwe has established
526          * latch V bit in MMUCR0 before the PTE is loaded further down */
527 #ifdef CONFIG_SMP
528         isync
529 #endif
530
531         rlwinm. r12,r11,0,0,20          /* Extract pt base address */
532         /* Compute pte address */
533         rlwimi  r12,r10,PPC44x_PTE_ADD_SHIFT,PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT,28
534         beq     2f                      /* Bail if no table */
535         lwz     r11,0(r12)              /* Get high word of pte entry */
536
537         /* XXX can we do better ? maybe insert a known 0 bit from r11 into the
538          * bottom of r12 to create a data dependency... We can also use r10
539          * as destination nowadays
540          */
541 #ifdef CONFIG_SMP
542         lwsync
543 #endif
544         lwz     r12,4(r12)              /* Get low word of pte entry */
545
546         andc.   r13,r13,r12             /* Check permission */
547
548          /* Jump to common tlb load */
549         beq     finish_tlb_load_47x
550
551 2:      /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
552          * and call the heavyweights to help us out.
553          */
554         mfspr   r11,SPRN_SPRG_RSCRATCH4
555         mtcr    r11
556         mfspr   r13,SPRN_SPRG_RSCRATCH3
557         mfspr   r12,SPRN_SPRG_RSCRATCH2
558         mfspr   r11,SPRN_SPRG_RSCRATCH1
559         mfspr   r10,SPRN_SPRG_RSCRATCH0
560         b       DataStorage
561
562         /* Instruction TLB Error Interrupt */
563         /*
564          * Nearly the same as above, except we get our
565          * information from different registers and bailout
566          * to a different point.
567          */
568         START_EXCEPTION(InstructionTLBError47x)
569         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH0,r10 /* Save some working registers */
570         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH1,r11
571         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH2,r12
572         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH3,r13
573         mfcr    r11
574         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH4,r11
575         mfspr   r10,SPRN_SRR0           /* Get faulting address */
576
577         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
578          * kernel page tables.
579          */
580         lis     r11,PAGE_OFFSET@h
581         cmplw   cr0,r10,r11
582         blt+    3f
583         lis     r11,swapper_pg_dir@h
584         ori     r11,r11, swapper_pg_dir@l
585         li      r12,0                   /* MMUCR = 0 */
586         b       4f
587
588         /* Get the PGD for the current thread and setup MMUCR */
589 3:      mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
590         lwz     r11,PGDIR(r11)
591         mfspr   r12,SPRN_PID            /* Get PID */
592 4:      mtspr   SPRN_MMUCR,r12          /* Set MMUCR */
593
594         /* Make up the required permissions */
595         li      r13,_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_EXEC
596
597         /* Load PTE */
598         /* Compute pgdir/pmd offset */
599         rlwinm  r12,r10,PPC44x_PGD_OFF_SHIFT,PPC44x_PGD_OFF_MASK_BIT,29
600         lwzx    r11,r12,r11             /* Get pgd/pmd entry */
601
602         /* Word 0 is EPN,V,TS,DSIZ */
603         li      r12,PPC47x_TLB0_VALID | PPC47x_TLBE_SIZE
604         rlwimi  r10,r12,0,32-PAGE_SHIFT,31      /* Insert valid and page size*/
605         li      r12,0
606         tlbwe   r10,r12,0
607
608         /* XXX can we do better ? Need to make sure tlbwe has established
609          * latch V bit in MMUCR0 before the PTE is loaded further down */
610 #ifdef CONFIG_SMP
611         isync
612 #endif
613
614         rlwinm. r12,r11,0,0,20          /* Extract pt base address */
615         /* Compute pte address */
616         rlwimi  r12,r10,PPC44x_PTE_ADD_SHIFT,PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT,28
617         beq     2f                      /* Bail if no table */
618
619         lwz     r11,0(r12)              /* Get high word of pte entry */
620         /* XXX can we do better ? maybe insert a known 0 bit from r11 into the
621          * bottom of r12 to create a data dependency... We can also use r10
622          * as destination nowadays
623          */
624 #ifdef CONFIG_SMP
625         lwsync
626 #endif
627         lwz     r12,4(r12)              /* Get low word of pte entry */
628
629         andc.   r13,r13,r12             /* Check permission */
630
631         /* Jump to common TLB load point */
632         beq     finish_tlb_load_47x
633
634 2:      /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
635          * and call the heavyweights to help us out.
636          */
637         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
638         mtcr    r11
639         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
640         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
641         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
642         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
643         b       InstructionStorage
644
645 /*
646  * Both the instruction and data TLB miss get to this
647  * point to load the TLB.
648  *      r10 - free to use
649  *      r11 - PTE high word value
650  *      r12 - PTE low word value
651  *      r13 - free to use
652  *      MMUCR - loaded with proper value when we get here
653  *      Upon exit, we reload everything and RFI.
654  */
655 finish_tlb_load_47x:
656         /* Combine RPN & ERPN an write WS 1 */
657         rlwimi  r11,r12,0,0,31-PAGE_SHIFT
658         tlbwe   r11,r13,1
659
660         /* And make up word 2 */
661         li      r10,0xf85                       /* Mask to apply from PTE */
662         rlwimi  r10,r12,29,30,30                /* DIRTY -> SW position */
663         and     r11,r12,r10                     /* Mask PTE bits to keep */
664         andi.   r10,r12,_PAGE_USER              /* User page ? */
665         beq     1f                              /* nope, leave U bits empty */
666         rlwimi  r11,r11,3,26,28                 /* yes, copy S bits to U */
667 1:      tlbwe   r11,r13,2
668
669         /* Done...restore registers and get out of here.
670         */
671         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
672         mtcr    r11
673         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
674         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
675         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
676         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
677         rfi
678
679 #endif /* CONFIG_PPC_47x */
680
681         /* Debug Interrupt */
682         /*
683          * This statement needs to exist at the end of the IVPR
684          * definition just in case you end up taking a debug
685          * exception within another exception.
686          */
687         DEBUG_CRIT_EXCEPTION
688
689 /*
690  * Global functions
691  */
692
693 /*
694  * Adjust the machine check IVOR on 440A cores
695  */
696 _GLOBAL(__fixup_440A_mcheck)
697         li      r3,MachineCheckA@l
698         mtspr   SPRN_IVOR1,r3
699         sync
700         blr
701
702 /*
703  * extern void giveup_altivec(struct task_struct *prev)
704  *
705  * The 44x core does not have an AltiVec unit.
706  */
707 _GLOBAL(giveup_altivec)
708         blr
709
710 /*
711  * extern void giveup_fpu(struct task_struct *prev)
712  *
713  * The 44x core does not have an FPU.
714  */
715 #ifndef CONFIG_PPC_FPU
716 _GLOBAL(giveup_fpu)
717         blr
718 #endif
719
720 _GLOBAL(set_context)
721
722 #ifdef CONFIG_BDI_SWITCH
723         /* Context switch the PTE pointer for the Abatron BDI2000.
724          * The PGDIR is the second parameter.
725          */
726         lis     r5, abatron_pteptrs@h
727         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
728         stw     r4, 0x4(r5)
729 #endif
730         mtspr   SPRN_PID,r3
731         isync                   /* Force context change */
732         blr
733
734 /*
735  * Init CPU state. This is called at boot time or for secondary CPUs
736  * to setup initial TLB entries, setup IVORs, etc...
737  *
738  */
739 _GLOBAL(init_cpu_state)
740         mflr    r22
741 #ifdef CONFIG_PPC_47x
742         /* We use the PVR to differenciate 44x cores from 476 */
743         mfspr   r3,SPRN_PVR
744         srwi    r3,r3,16
745         cmplwi  cr0,r3,PVR_476@h
746         beq     head_start_47x
747         cmplwi  cr0,r3,PVR_476_ISS@h
748         beq     head_start_47x
749 #endif /* CONFIG_PPC_47x */
750
751 /*
752  * In case the firmware didn't do it, we apply some workarounds
753  * that are good for all 440 core variants here
754  */
755         mfspr   r3,SPRN_CCR0
756         rlwinm  r3,r3,0,0,27    /* disable icache prefetch */
757         isync
758         mtspr   SPRN_CCR0,r3
759         isync
760         sync
761
762 /*
763  * Set up the initial MMU state for 44x
764  *
765  * We are still executing code at the virtual address
766  * mappings set by the firmware for the base of RAM.
767  *
768  * We first invalidate all TLB entries but the one
769  * we are running from.  We then load the KERNELBASE
770  * mappings so we can begin to use kernel addresses
771  * natively and so the interrupt vector locations are
772  * permanently pinned (necessary since Book E
773  * implementations always have translation enabled).
774  *
775  * TODO: Use the known TLB entry we are running from to
776  *       determine which physical region we are located
777  *       in.  This can be used to determine where in RAM
778  *       (on a shared CPU system) or PCI memory space
779  *       (on a DRAMless system) we are located.
780  *       For now, we assume a perfect world which means
781  *       we are located at the base of DRAM (physical 0).
782  */
783
784 /*
785  * Search TLB for entry that we are currently using.
786  * Invalidate all entries but the one we are using.
787  */
788         /* Load our current PID->MMUCR TID and MSR IS->MMUCR STS */
789         mfspr   r3,SPRN_PID                     /* Get PID */
790         mfmsr   r4                              /* Get MSR */
791         andi.   r4,r4,MSR_IS@l                  /* TS=1? */
792         beq     wmmucr                          /* If not, leave STS=0 */
793         oris    r3,r3,PPC44x_MMUCR_STS@h        /* Set STS=1 */
794 wmmucr: mtspr   SPRN_MMUCR,r3                   /* Put MMUCR */
795         sync
796
797         bl      invstr                          /* Find our address */
798 invstr: mflr    r5                              /* Make it accessible */
799         tlbsx   r23,0,r5                        /* Find entry we are in */
800         li      r4,0                            /* Start at TLB entry 0 */
801         li      r3,0                            /* Set PAGEID inval value */
802 1:      cmpw    r23,r4                          /* Is this our entry? */
803         beq     skpinv                          /* If so, skip the inval */
804         tlbwe   r3,r4,PPC44x_TLB_PAGEID         /* If not, inval the entry */
805 skpinv: addi    r4,r4,1                         /* Increment */
806         cmpwi   r4,64                           /* Are we done? */
807         bne     1b                              /* If not, repeat */
808         isync                                   /* If so, context change */
809
810 /*
811  * Configure and load pinned entry into TLB slot 63.
812  */
813
814         lis     r3,PAGE_OFFSET@h
815         ori     r3,r3,PAGE_OFFSET@l
816
817         /* Kernel is at the base of RAM */
818         li r4, 0                        /* Load the kernel physical address */
819
820         /* Load the kernel PID = 0 */
821         li      r0,0
822         mtspr   SPRN_PID,r0
823         sync
824
825         /* Initialize MMUCR */
826         li      r5,0
827         mtspr   SPRN_MMUCR,r5
828         sync
829
830         /* pageid fields */
831         clrrwi  r3,r3,10                /* Mask off the effective page number */
832         ori     r3,r3,PPC44x_TLB_VALID | PPC44x_TLB_256M
833
834         /* xlat fields */
835         clrrwi  r4,r4,10                /* Mask off the real page number */
836                                         /* ERPN is 0 for first 4GB page */
837
838         /* attrib fields */
839         /* Added guarded bit to protect against speculative loads/stores */
840         li      r5,0
841         ori     r5,r5,(PPC44x_TLB_SW | PPC44x_TLB_SR | PPC44x_TLB_SX | PPC44x_TLB_G)
842
843         li      r0,63                    /* TLB slot 63 */
844
845         tlbwe   r3,r0,PPC44x_TLB_PAGEID /* Load the pageid fields */
846         tlbwe   r4,r0,PPC44x_TLB_XLAT   /* Load the translation fields */
847         tlbwe   r5,r0,PPC44x_TLB_ATTRIB /* Load the attrib/access fields */
848
849         /* Force context change */
850         mfmsr   r0
851         mtspr   SPRN_SRR1, r0
852         lis     r0,3f@h
853         ori     r0,r0,3f@l
854         mtspr   SPRN_SRR0,r0
855         sync
856         rfi
857
858         /* If necessary, invalidate original entry we used */
859 3:      cmpwi   r23,63
860         beq     4f
861         li      r6,0
862         tlbwe   r6,r23,PPC44x_TLB_PAGEID
863         isync
864
865 4:
866 #ifdef CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x
867         /* Add UART mapping for early debug. */
868
869         /* pageid fields */
870         lis     r3,PPC44x_EARLY_DEBUG_VIRTADDR@h
871         ori     r3,r3,PPC44x_TLB_VALID|PPC44x_TLB_TS|PPC44x_TLB_64K
872
873         /* xlat fields */
874         lis     r4,CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x_PHYSLOW@h
875         ori     r4,r4,CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x_PHYSHIGH
876
877         /* attrib fields */
878         li      r5,(PPC44x_TLB_SW|PPC44x_TLB_SR|PPC44x_TLB_I|PPC44x_TLB_G)
879         li      r0,62                    /* TLB slot 0 */
880
881         tlbwe   r3,r0,PPC44x_TLB_PAGEID
882         tlbwe   r4,r0,PPC44x_TLB_XLAT
883         tlbwe   r5,r0,PPC44x_TLB_ATTRIB
884
885         /* Force context change */
886         isync
887 #endif /* CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x */
888
889         /* Establish the interrupt vector offsets */
890         SET_IVOR(0,  CriticalInput);
891         SET_IVOR(1,  MachineCheck);
892         SET_IVOR(2,  DataStorage);
893         SET_IVOR(3,  InstructionStorage);
894         SET_IVOR(4,  ExternalInput);
895         SET_IVOR(5,  Alignment);
896         SET_IVOR(6,  Program);
897         SET_IVOR(7,  FloatingPointUnavailable);
898         SET_IVOR(8,  SystemCall);
899         SET_IVOR(9,  AuxillaryProcessorUnavailable);
900         SET_IVOR(10, Decrementer);
901         SET_IVOR(11, FixedIntervalTimer);
902         SET_IVOR(12, WatchdogTimer);
903         SET_IVOR(13, DataTLBError44x);
904         SET_IVOR(14, InstructionTLBError44x);
905         SET_IVOR(15, DebugCrit);
906
907         b       head_start_common
908
909
910 #ifdef CONFIG_PPC_47x
911
912 #ifdef CONFIG_SMP
913
914 /* Entry point for secondary 47x processors */
915 _GLOBAL(start_secondary_47x)
916         mr      r24,r3          /* CPU number */
917
918         bl      init_cpu_state
919
920         /* Now we need to bolt the rest of kernel memory which
921          * is done in C code. We must be careful because our task
922          * struct or our stack can (and will probably) be out
923          * of reach of the initial 256M TLB entry, so we use a
924          * small temporary stack in .bss for that. This works
925          * because only one CPU at a time can be in this code
926          */
927         lis     r1,temp_boot_stack@h
928         ori     r1,r1,temp_boot_stack@l
929         addi    r1,r1,1024-STACK_FRAME_OVERHEAD
930         li      r0,0
931         stw     r0,0(r1)
932         bl      mmu_init_secondary
933
934         /* Now we can get our task struct and real stack pointer */
935
936         /* Get current_thread_info and current */
937         lis     r1,secondary_ti@ha
938         lwz     r1,secondary_ti@l(r1)
939         lwz     r2,TI_TASK(r1)
940
941         /* Current stack pointer */
942         addi    r1,r1,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD
943         li      r0,0
944         stw     r0,0(r1)
945
946         /* Kernel stack for exception entry in SPRG3 */
947         addi    r4,r2,THREAD    /* init task's THREAD */
948         mtspr   SPRN_SPRG3,r4
949
950         b       start_secondary
951
952 #endif /* CONFIG_SMP */
953
954 /*
955  * Set up the initial MMU state for 44x
956  *
957  * We are still executing code at the virtual address
958  * mappings set by the firmware for the base of RAM.
959  */
960
961 head_start_47x:
962         /* Load our current PID->MMUCR TID and MSR IS->MMUCR STS */
963         mfspr   r3,SPRN_PID                     /* Get PID */
964         mfmsr   r4                              /* Get MSR */
965         andi.   r4,r4,MSR_IS@l                  /* TS=1? */
966         beq     1f                              /* If not, leave STS=0 */
967         oris    r3,r3,PPC47x_MMUCR_STS@h        /* Set STS=1 */
968 1:      mtspr   SPRN_MMUCR,r3                   /* Put MMUCR */
969         sync
970
971         /* Find the entry we are running from */
972         bl      1f
973 1:      mflr    r23
974         tlbsx   r23,0,r23
975         tlbre   r24,r23,0
976         tlbre   r25,r23,1
977         tlbre   r26,r23,2
978
979 /*
980  * Cleanup time
981  */
982
983         /* Initialize MMUCR */
984         li      r5,0
985         mtspr   SPRN_MMUCR,r5
986         sync
987
988 clear_all_utlb_entries:
989
990         #; Set initial values.
991
992         addis           r3,0,0x8000
993         addi            r4,0,0
994         addi            r5,0,0
995         b               clear_utlb_entry
996
997         #; Align the loop to speed things up.
998
999         .align          6
1000
1001 clear_utlb_entry:
1002
1003         tlbwe           r4,r3,0
1004         tlbwe           r5,r3,1
1005         tlbwe           r5,r3,2
1006         addis           r3,r3,0x2000
1007         cmpwi           r3,0
1008         bne             clear_utlb_entry
1009         addis           r3,0,0x8000
1010         addis           r4,r4,0x100
1011         cmpwi           r4,0
1012         bne             clear_utlb_entry
1013
1014         #; Restore original entry.
1015
1016         oris    r23,r23,0x8000  /* specify the way */
1017         tlbwe           r24,r23,0
1018         tlbwe           r25,r23,1
1019         tlbwe           r26,r23,2
1020
1021 /*
1022  * Configure and load pinned entry into TLB for the kernel core
1023  */
1024
1025         lis     r3,PAGE_OFFSET@h
1026         ori     r3,r3,PAGE_OFFSET@l
1027
1028         /* Load the kernel PID = 0 */
1029         li      r0,0
1030         mtspr   SPRN_PID,r0
1031         sync
1032
1033         /* Word 0 */
1034         clrrwi  r3,r3,12                /* Mask off the effective page number */
1035         ori     r3,r3,PPC47x_TLB0_VALID | PPC47x_TLB0_256M
1036
1037         /* Word 1 - use r25.  RPN is the same as the original entry */
1038
1039         /* Word 2 */
1040         li      r5,0
1041         ori     r5,r5,PPC47x_TLB2_S_RWX
1042 #ifdef CONFIG_SMP
1043         ori     r5,r5,PPC47x_TLB2_M
1044 #endif
1045
1046         /* We write to way 0 and bolted 0 */
1047         lis     r0,0x8800
1048         tlbwe   r3,r0,0
1049         tlbwe   r25,r0,1
1050         tlbwe   r5,r0,2
1051
1052 /*
1053  * Configure SSPCR, ISPCR and USPCR for now to search everything, we can fix
1054  * them up later
1055  */
1056         LOAD_REG_IMMEDIATE(r3, 0x9abcdef0)
1057         mtspr   SPRN_SSPCR,r3
1058         mtspr   SPRN_USPCR,r3
1059         LOAD_REG_IMMEDIATE(r3, 0x12345670)
1060         mtspr   SPRN_ISPCR,r3
1061
1062         /* Force context change */
1063         mfmsr   r0
1064         mtspr   SPRN_SRR1, r0
1065         lis     r0,3f@h
1066         ori     r0,r0,3f@l
1067         mtspr   SPRN_SRR0,r0
1068         sync
1069         rfi
1070
1071         /* Invalidate original entry we used */
1072 3:
1073         rlwinm  r24,r24,0,21,19 /* clear the "valid" bit */
1074         tlbwe   r24,r23,0
1075         addi    r24,0,0
1076         tlbwe   r24,r23,1
1077         tlbwe   r24,r23,2
1078         isync                   /* Clear out the shadow TLB entries */
1079
1080 #ifdef CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x
1081         /* Add UART mapping for early debug. */
1082
1083         /* Word 0 */
1084         lis     r3,PPC44x_EARLY_DEBUG_VIRTADDR@h
1085         ori     r3,r3,PPC47x_TLB0_VALID | PPC47x_TLB0_TS | PPC47x_TLB0_1M
1086
1087         /* Word 1 */
1088         lis     r4,CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x_PHYSLOW@h
1089         ori     r4,r4,CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x_PHYSHIGH
1090
1091         /* Word 2 */
1092         li      r5,(PPC47x_TLB2_S_RW | PPC47x_TLB2_IMG)
1093
1094         /* Bolted in way 0, bolt slot 5, we -hope- we don't hit the same
1095          * congruence class as the kernel, we need to make sure of it at
1096          * some point
1097          */
1098         lis     r0,0x8d00
1099         tlbwe   r3,r0,0
1100         tlbwe   r4,r0,1
1101         tlbwe   r5,r0,2
1102
1103         /* Force context change */
1104         isync
1105 #endif /* CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x */
1106
1107         /* Establish the interrupt vector offsets */
1108         SET_IVOR(0,  CriticalInput);
1109         SET_IVOR(1,  MachineCheckA);
1110         SET_IVOR(2,  DataStorage);
1111         SET_IVOR(3,  InstructionStorage);
1112         SET_IVOR(4,  ExternalInput);
1113         SET_IVOR(5,  Alignment);
1114         SET_IVOR(6,  Program);
1115         SET_IVOR(7,  FloatingPointUnavailable);
1116         SET_IVOR(8,  SystemCall);
1117         SET_IVOR(9,  AuxillaryProcessorUnavailable);
1118         SET_IVOR(10, Decrementer);
1119         SET_IVOR(11, FixedIntervalTimer);
1120         SET_IVOR(12, WatchdogTimer);
1121         SET_IVOR(13, DataTLBError47x);
1122         SET_IVOR(14, InstructionTLBError47x);
1123         SET_IVOR(15, DebugCrit);
1124
1125         /* We configure icbi to invalidate 128 bytes at a time since the
1126          * current 32-bit kernel code isn't too happy with icache != dcache
1127          * block size
1128          */
1129         mfspr   r3,SPRN_CCR0
1130         oris    r3,r3,0x0020
1131         mtspr   SPRN_CCR0,r3
1132         isync
1133
1134 #endif /* CONFIG_PPC_47x */
1135
1136 /*
1137  * Here we are back to code that is common between 44x and 47x
1138  *
1139  * We proceed to further kernel initialization and return to the
1140  * main kernel entry
1141  */
1142 head_start_common:
1143         /* Establish the interrupt vector base */
1144         lis     r4,interrupt_base@h     /* IVPR only uses the high 16-bits */
1145         mtspr   SPRN_IVPR,r4
1146
1147         /*
1148          * If the kernel was loaded at a non-zero 256 MB page, we need to
1149          * mask off the most significant 4 bits to get the relative address
1150          * from the start of physical memory
1151          */
1152         rlwinm  r22,r22,0,4,31
1153         addis   r22,r22,PAGE_OFFSET@h
1154         mtlr    r22
1155         isync
1156         blr
1157
1158 /*
1159  * We put a few things here that have to be page-aligned. This stuff
1160  * goes at the beginning of the data segment, which is page-aligned.
1161  */
1162         .data
1163         .align  PAGE_SHIFT
1164         .globl  sdata
1165 sdata:
1166         .globl  empty_zero_page
1167 empty_zero_page:
1168         .space  PAGE_SIZE
1169
1170 /*
1171  * To support >32-bit physical addresses, we use an 8KB pgdir.
1172  */
1173         .globl  swapper_pg_dir
1174 swapper_pg_dir:
1175         .space  PGD_TABLE_SIZE
1176
1177 /*
1178  * Room for two PTE pointers, usually the kernel and current user pointers
1179  * to their respective root page table.
1180  */
1181 abatron_pteptrs:
1182         .space  8
1183
1184 #ifdef CONFIG_SMP
1185         .align  12
1186 temp_boot_stack:
1187         .space  1024
1188 #endif /* CONFIG_SMP */