arch/sh/kernel/cpu/sh3/entry.S

   1 /*
   2  * arch/sh/kernel/entry.S
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1999, 2000, 2002  Niibe Yutaka
   5  *  Copyright (C) 2003 - 2006  Paul Mundt
   6  *
   7  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   8  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   9  * for more details.
  10  */
  11 #include <linux/sys.h>
  12 #include <linux/errno.h>
  13 #include <linux/linkage.h>
  14 #include <asm/asm-offsets.h>
  15 #include <asm/thread_info.h>
  16 #include <asm/cpu/mmu_context.h>
  17 #include <asm/unistd.h>
  18
  19 ! NOTE:
  20 ! GNU as (as of 2.9.1) changes bf/s into bt/s and bra, when the address
  21 ! to be jumped is too far, but it causes illegal slot exception.
  22
  23 /*
  24  * entry.S contains the system-call and fault low-level handling routines.
  25  * This also contains the timer-interrupt handler, as well as all interrupts
  26  * and faults that can result in a task-switch.
  27  *
  28  * NOTE: This code handles signal-recognition, which happens every time
  29  * after a timer-interrupt and after each system call.
  30  *
  31  * NOTE: This code uses a convention that instructions in the delay slot
  32  * of a transfer-control instruction are indented by an extra space, thus:
  33  *
  34  *    jmp       @k0         ! control-transfer instruction
  35  *     ldc      k1, ssr     ! delay slot
  36  *
  37  * Stack layout in 'ret_from_syscall':
  38  *      ptrace needs to have all regs on the stack.
  39  *      if the order here is changed, it needs to be
  40  *      updated in ptrace.c and ptrace.h
  41  *
  42  *      r0
  43  *      ...
  44  *      r15 = stack pointer
  45  *      spc
  46  *      pr
  47  *      ssr
  48  *      gbr
  49  *      mach
  50  *      macl
  51  *      syscall #
  52  *
  53  */
  54 #if defined(CONFIG_KGDB_NMI)
  55 NMI_VEC = 0x1c0                 ! Must catch early for debounce
  56 #endif
  57
  58 /* Offsets to the stack */
  59 OFF_R0  =  0            /* Return value. New ABI also arg4 */
  60 OFF_R1  =  4            /* New ABI: arg5 */
  61 OFF_R2  =  8            /* New ABI: arg6 */
  62 OFF_R3  =  12           /* New ABI: syscall_nr */
  63 OFF_R4  =  16           /* New ABI: arg0 */
  64 OFF_R5  =  20           /* New ABI: arg1 */
  65 OFF_R6  =  24           /* New ABI: arg2 */
  66 OFF_R7  =  28           /* New ABI: arg3 */
  67 OFF_SP  =  (15*4)
  68 OFF_PC  =  (16*4)
  69 OFF_SR  =  (16*4+8)
  70 OFF_TRA =  (16*4+6*4)
  71
  72
  73 #define k0      r0
  74 #define k1      r1
  75 #define k2      r2
  76 #define k3      r3
  77 #define k4      r4
  78
  79 #define g_imask         r6      /* r6_bank1 */
  80 #define k_g_imask       r6_bank /* r6_bank1 */
  81 #define current         r7      /* r7_bank1 */
  82
  83 #include <asm/entry-macros.S>
  84
  85 /*
  86  * Kernel mode register usage:
  87  *      k0      scratch
  88  *      k1      scratch
  89  *      k2      scratch (Exception code)
  90  *      k3      scratch (Return address)
  91  *      k4      scratch
  92  *      k5      reserved
  93  *      k6      Global Interrupt Mask (0--15 << 4)
  94  *      k7      CURRENT_THREAD_INFO (pointer to current thread info)
  95  */
  96
  97 !
  98 ! TLB Miss / Initial Page write exception handling
  99 !                       _and_
 100 ! TLB hits, but the access violate the protection.
 101 ! It can be valid access, such as stack grow and/or C-O-W.
 102 !
 103 !
 104 ! Find the pmd/pte entry and loadtlb
 105 ! If it's not found, cause address error (SEGV)
 106 !
 107 ! Although this could be written in assembly language (and it'd be faster),
 108 ! this first version depends *much* on C implementation.
 109 !
 110
 111 #if defined(CONFIG_MMU)
 112         .align  2
 113 ENTRY(tlb_miss_load)
 114         bra     call_dpf
 115          mov    #0, r5
 116
 117         .align  2
 118 ENTRY(tlb_miss_store)
 119         bra     call_dpf
 120          mov    #1, r5
 121
 122         .align  2
 123 ENTRY(initial_page_write)
 124         bra     call_dpf
 125          mov    #1, r5
 126
 127         .align  2
 128 ENTRY(tlb_protection_violation_load)
 129         bra     call_dpf
 130          mov    #0, r5
 131
 132         .align  2
 133 ENTRY(tlb_protection_violation_store)
 134         bra     call_dpf
 135          mov    #1, r5
 136
 137 call_dpf:
 138         mov.l   1f, r0
 139         mov     r5, r8
 140         mov.l   @r0, r6
 141         mov     r6, r9
 142         mov.l   2f, r0
 143         sts     pr, r10
 144         jsr     @r0
 145          mov    r15, r4
 146         !
 147         tst     r0, r0
 148         bf/s    0f
 149          lds    r10, pr
 150         rts
 151          nop
 152 0:      sti
 153         mov.l   3f, r0
 154         mov     r9, r6
 155         mov     r8, r5
 156         jmp     @r0
 157          mov    r15, r4
 158
 159         .align 2
 160 1:      .long   MMU_TEA
 161 2:      .long   __do_page_fault
 162 3:      .long   do_page_fault
 163
 164         .align  2
 165 ENTRY(address_error_load)
 166         bra     call_dae
 167          mov    #0,r5           ! writeaccess = 0
 168
 169         .align  2
 170 ENTRY(address_error_store)
 171         bra     call_dae
 172          mov    #1,r5           ! writeaccess = 1
 173
 174         .align  2
 175 call_dae:
 176         mov.l   1f, r0
 177         mov.l   @r0, r6         ! address
 178         mov.l   2f, r0
 179         jmp     @r0
 180          mov    r15, r4         ! regs
 181
 182         .align 2
 183 1:      .long   MMU_TEA
 184 2:      .long   do_address_error
 185 #endif /* CONFIG_MMU */
 186
 187 #if defined(CONFIG_SH_STANDARD_BIOS)
 188         /* Unwind the stack and jmp to the debug entry */
 189 ENTRY(sh_bios_handler)
 190         mov.l   @r15+, r0
 191         mov.l   @r15+, r1
 192         mov.l   @r15+, r2
 193         mov.l   @r15+, r3
 194         mov.l   @r15+, r4
 195         mov.l   @r15+, r5
 196         mov.l   @r15+, r6
 197         mov.l   @r15+, r7
 198         stc     sr, r8
 199         mov.l   1f, r9                  ! BL =1, RB=1, IMASK=0x0F
 200         or      r9, r8
 201         ldc     r8, sr                  ! here, change the register bank
 202         mov.l   @r15+, r8
 203         mov.l   @r15+, r9
 204         mov.l   @r15+, r10
 205         mov.l   @r15+, r11
 206         mov.l   @r15+, r12
 207         mov.l   @r15+, r13
 208         mov.l   @r15+, r14
 209         mov.l   @r15+, k0
 210         ldc.l   @r15+, spc
 211         lds.l   @r15+, pr
 212         mov.l   @r15+, k1
 213         ldc.l   @r15+, gbr
 214         lds.l   @r15+, mach
 215         lds.l   @r15+, macl
 216         mov     k0, r15
 217         !
 218         mov.l   2f, k0
 219         mov.l   @k0, k0
 220         jmp     @k0
 221          ldc    k1, ssr
 222         .align  2
 223 1:      .long   0x300000f0
 224 2:      .long   gdb_vbr_vector
 225 #endif /* CONFIG_SH_STANDARD_BIOS */
 226
 227 restore_all:
 228         mov.l   @r15+, r0
 229         mov.l   @r15+, r1
 230         mov.l   @r15+, r2
 231         mov.l   @r15+, r3
 232         mov.l   @r15+, r4
 233         mov.l   @r15+, r5
 234         mov.l   @r15+, r6
 235         mov.l   @r15+, r7
 236         !
 237         stc     sr, r8
 238         mov.l   7f, r9
 239         or      r9, r8                  ! BL =1, RB=1
 240         ldc     r8, sr                  ! here, change the register bank
 241         !
 242         mov.l   @r15+, r8
 243         mov.l   @r15+, r9
 244         mov.l   @r15+, r10
 245         mov.l   @r15+, r11
 246         mov.l   @r15+, r12
 247         mov.l   @r15+, r13
 248         mov.l   @r15+, r14
 249         mov.l   @r15+, k4               ! original stack pointer
 250         ldc.l   @r15+, spc
 251         lds.l   @r15+, pr
 252         mov.l   @r15+, k3               ! original SR
 253         ldc.l   @r15+, gbr
 254         lds.l   @r15+, mach
 255         lds.l   @r15+, macl
 256         add     #4, r15                 ! Skip syscall number
 257         !
 258 #ifdef CONFIG_SH_DSP
 259         mov.l   @r15+, k0               ! DSP mode marker
 260         mov.l   5f, k1
 261         cmp/eq  k0, k1                  ! Do we have a DSP stack frame?
 262         bf      skip_restore
 263
 264         stc     sr, k0                  ! Enable CPU DSP mode
 265         or      k1, k0                  ! (within kernel it may be disabled)
 266         ldc     k0, sr
 267         mov     r2, k0                  ! Backup r2
 268
 269         ! Restore DSP registers from stack
 270         mov     r15, r2
 271         movs.l  @r2+, a1
 272         movs.l  @r2+, a0g
 273         movs.l  @r2+, a1g
 274         movs.l  @r2+, m0
 275         movs.l  @r2+, m1
 276         mov     r2, r15
 277
 278         lds.l   @r15+, a0
 279         lds.l   @r15+, x0
 280         lds.l   @r15+, x1
 281         lds.l   @r15+, y0
 282         lds.l   @r15+, y1
 283         lds.l   @r15+, dsr
 284         ldc.l   @r15+, rs
 285         ldc.l   @r15+, re
 286         ldc.l   @r15+, mod
 287
 288         mov     k0, r2                  ! Restore r2
 289 skip_restore:
 290 #endif
 291         !
 292         ! Calculate new SR value
 293         mov     k3, k2                  ! original SR value
 294         mov     #0xf0, k1
 295         extu.b  k1, k1
 296         not     k1, k1
 297         and     k1, k2                  ! Mask orignal SR value
 298         !
 299         mov     k3, k0                  ! Calculate IMASK-bits
 300         shlr2   k0
 301         and     #0x3c, k0
 302         cmp/eq  #0x3c, k0
 303         bt/s    6f
 304          shll2  k0
 305         mov     g_imask, k0
 306         !
 307 6:      or      k0, k2                  ! Set the IMASK-bits
 308         ldc     k2, ssr
 309         !
 310 #if defined(CONFIG_KGDB_NMI)
 311         ! Clear in_nmi
 312         mov.l   6f, k0
 313         mov     #0, k1
 314         mov.b   k1, @k0
 315 #endif
 316         mov.l   @r15+, k2               ! restore EXPEVT
 317         mov     k4, r15
 318         rte
 319          nop
 320
 321         .align  2
 322 5:      .long   0x00001000      ! DSP
 323 7:      .long   0x30000000
 324
 325 ! common exception handler
 326 #include "../../entry-common.S"
 327
 328 ! Exception Vector Base
 329 !
 330 !       Should be aligned page boundary.
 331 !
 332         .balign         4096,0,4096
 333 ENTRY(vbr_base)
 334         .long   0
 335 !
 336         .balign         256,0,256
 337 general_exception:
 338         mov.l   1f, k2
 339         mov.l   2f, k3
 340         bra     handle_exception
 341          mov.l  @k2, k2
 342         .align  2
 343 1:      .long   EXPEVT
 344 2:      .long   ret_from_exception
 345 !
 346 !
 347
 348         .balign         1024,0,1024
 349 tlb_miss:
 350         mov.l   1f, k2
 351         mov.l   4f, k3
 352         bra     handle_exception
 353          mov.l  @k2, k2
 354 !
 355         .balign         512,0,512
 356 interrupt:
 357         mov.l   2f, k2
 358         mov.l   3f, k3
 359 #if defined(CONFIG_KGDB_NMI)
 360         ! Debounce (filter nested NMI)
 361         mov.l   @k2, k0
 362         mov.l   5f, k1
 363         cmp/eq  k1, k0
 364         bf      0f
 365         mov.l   6f, k1
 366         tas.b   @k1
 367         bt      0f
 368         rte
 369          nop
 370         .align  2
 371 5:      .long   NMI_VEC
 372 6:      .long   in_nmi
 373 0:
 374 #endif /* defined(CONFIG_KGDB_NMI) */
 375         bra     handle_exception
 376          mov    #-1, k2         ! interrupt exception marker
 377
 378         .align  2
 379 1:      .long   EXPEVT
 380 2:      .long   INTEVT
 381 3:      .long   ret_from_irq
 382 4:      .long   ret_from_exception
 383
 384 !
 385 !
 386         .align  2
 387 ENTRY(handle_exception)
 388         ! Using k0, k1 for scratch registers (r0_bank1, r1_bank),
 389         ! save all registers onto stack.
 390         !
 391         stc     ssr, k0         ! Is it from kernel space?
 392         shll    k0              ! Check MD bit (bit30) by shifting it into...
 393         shll    k0              !       ...the T bit
 394         bt/s    1f              ! It's a kernel to kernel transition.
 395          mov    r15, k0         ! save original stack to k0
 396         /* User space to kernel */
 397         mov     #(THREAD_SIZE >> 10), k1
 398         shll8   k1              ! k1 := THREAD_SIZE
 399         shll2   k1
 400         add     current, k1
 401         mov     k1, r15         ! change to kernel stack
 402         !
 403 1:      mov.l   2f, k1
 404         !
 405 #ifdef CONFIG_SH_DSP
 406         mov.l   r2, @-r15               ! Save r2, we need another reg
 407         stc     sr, k4
 408         mov.l   1f, r2
 409         tst     r2, k4                  ! Check if in DSP mode
 410         mov.l   @r15+, r2               ! Restore r2 now
 411         bt/s    skip_save
 412          mov    #0, k4                  ! Set marker for no stack frame
 413
 414         mov     r2, k4                  ! Backup r2 (in k4) for later
 415
 416         ! Save DSP registers on stack
 417         stc.l   mod, @-r15
 418         stc.l   re, @-r15
 419         stc.l   rs, @-r15
 420         sts.l   dsr, @-r15
 421         sts.l   y1, @-r15
 422         sts.l   y0, @-r15
 423         sts.l   x1, @-r15
 424         sts.l   x0, @-r15
 425         sts.l   a0, @-r15
 426
 427         ! GAS is broken, does not generate correct "movs.l Ds,@-As" instr.
 428
 429         ! FIXME: Make sure that this is still the case with newer toolchains,
 430         ! as we're not at all interested in supporting ancient toolchains at
 431         ! this point. -- PFM.
 432
 433         mov     r15, r2
 434         .word   0xf653                  ! movs.l        a1, @-r2
 435         .word   0xf6f3                  ! movs.l        a0g, @-r2
 436         .word   0xf6d3                  ! movs.l        a1g, @-r2
 437         .word   0xf6c3                  ! movs.l        m0, @-r2
 438         .word   0xf6e3                  ! movs.l        m1, @-r2
 439         mov     r2, r15
 440
 441         mov     k4, r2                  ! Restore r2
 442         mov.l   1f, k4                  ! Force DSP stack frame
 443 skip_save:
 444         mov.l   k4, @-r15               ! Push DSP mode marker onto stack
 445 #endif
 446         ! Save the user registers on the stack.
 447         mov.l   k2, @-r15       ! EXPEVT
 448
 449         mov     #-1, k4
 450         mov.l   k4, @-r15       ! set TRA (default: -1)
 451         !
 452         sts.l   macl, @-r15
 453         sts.l   mach, @-r15
 454         stc.l   gbr, @-r15
 455         stc.l   ssr, @-r15
 456         sts.l   pr, @-r15
 457         stc.l   spc, @-r15
 458         !
 459         lds     k3, pr          ! Set the return address to pr
 460         !
 461         mov.l   k0, @-r15       ! save orignal stack
 462         mov.l   r14, @-r15
 463         mov.l   r13, @-r15
 464         mov.l   r12, @-r15
 465         mov.l   r11, @-r15
 466         mov.l   r10, @-r15
 467         mov.l   r9, @-r15
 468         mov.l   r8, @-r15
 469         !
 470         stc     sr, r8          ! Back to normal register bank, and
 471         or      k1, r8          ! Block all interrupts
 472         mov.l   3f, k1
 473         and     k1, r8          ! ...
 474         ldc     r8, sr          ! ...changed here.
 475         !
 476         mov.l   r7, @-r15
 477         mov.l   r6, @-r15
 478         mov.l   r5, @-r15
 479         mov.l   r4, @-r15
 480         mov.l   r3, @-r15
 481         mov.l   r2, @-r15
 482         mov.l   r1, @-r15
 483         mov.l   r0, @-r15
 484
 485         /*
 486          * This gets a bit tricky.. in the INTEVT case we don't want to use
 487          * the VBR offset as a destination in the jump call table, since all
 488          * of the destinations are the same. In this case, (interrupt) sets
 489          * a marker in r2 (now r2_bank since SR.RB changed), which we check
 490          * to determine the exception type. For all other exceptions, we
 491          * forcibly read EXPEVT from memory and fix up the jump address, in
 492          * the interrupt exception case we jump to do_IRQ() and defer the
 493          * INTEVT read until there. As a bonus, we can also clean up the SR.RB
 494          * checks that do_IRQ() was doing..
 495          */
 496         stc     r2_bank, r8
 497         cmp/pz  r8
 498         bf      interrupt_exception
 499         shlr2   r8
 500         shlr    r8
 501         mov.l   4f, r9
 502         add     r8, r9
 503         mov.l   @r9, r9
 504         jmp     @r9
 505          nop
 506         rts
 507          nop
 508
 509         .align  2
 510 1:      .long   0x00001000      ! DSP=1
 511 2:      .long   0x000080f0      ! FD=1, IMASK=15
 512 3:      .long   0xcfffffff      ! RB=0, BL=0
 513 4:      .long   exception_handling_table
 514
 515 interrupt_exception:
 516         mov.l   1f, r9
 517         jmp     @r9
 518          nop
 519         rts
 520          nop
 521
 522         .align 2
 523 1:      .long   do_IRQ
 524
 525         .align  2
 526 ENTRY(exception_none)
 527         rts
 528          nop