Full support for Ginger Console
[linux-ginger.git] / arch / powerpc / mm / tlb_low_64e.S
blobf288279e679d739fc6b8a7b0e5ff35fcb19947df
1 /*
2  *  Low leve TLB miss handlers for Book3E
3  *
4  *  Copyright (C) 2008-2009
5  *      Ben. Herrenschmidt (benh@kernel.crashing.org), IBM Corp.
6  *
7  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
8  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
9  *  as published by the Free Software Foundation; either version
10  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
11  */
13 #include <asm/processor.h>
14 #include <asm/reg.h>
15 #include <asm/page.h>
16 #include <asm/mmu.h>
17 #include <asm/ppc_asm.h>
18 #include <asm/asm-offsets.h>
19 #include <asm/cputable.h>
20 #include <asm/pgtable.h>
21 #include <asm/exception-64e.h>
22 #include <asm/ppc-opcode.h>
24 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
25 #define VPTE_PMD_SHIFT  (PTE_INDEX_SIZE+1)
26 #else
27 #define VPTE_PMD_SHIFT  (PTE_INDEX_SIZE)
28 #endif
29 #define VPTE_PUD_SHIFT  (VPTE_PMD_SHIFT + PMD_INDEX_SIZE)
30 #define VPTE_PGD_SHIFT  (VPTE_PUD_SHIFT + PUD_INDEX_SIZE)
31 #define VPTE_INDEX_SIZE (VPTE_PGD_SHIFT + PGD_INDEX_SIZE)
34 /**********************************************************************
35  *                                                                    *
36  * TLB miss handling for Book3E with TLB reservation and HES support  *
37  *                                                                    *
38  **********************************************************************/
41 /* Data TLB miss */
42         START_EXCEPTION(data_tlb_miss)
43         TLB_MISS_PROLOG
45         /* Now we handle the fault proper. We only save DEAR in normal
46          * fault case since that's the only interesting values here.
47          * We could probably also optimize by not saving SRR0/1 in the
48          * linear mapping case but I'll leave that for later
49          */
50         mfspr   r14,SPRN_ESR
51         mfspr   r16,SPRN_DEAR           /* get faulting address */
52         srdi    r15,r16,60              /* get region */
53         cmpldi  cr0,r15,0xc             /* linear mapping ? */
54         TLB_MISS_STATS_SAVE_INFO
55         beq     tlb_load_linear         /* yes -> go to linear map load */
57         /* The page tables are mapped virtually linear. At this point, though,
58          * we don't know whether we are trying to fault in a first level
59          * virtual address or a virtual page table address. We can get that
60          * from bit 0x1 of the region ID which we have set for a page table
61          */
62         andi.   r10,r15,0x1
63         bne-    virt_page_table_tlb_miss
65         std     r14,EX_TLB_ESR(r12);    /* save ESR */
66         std     r16,EX_TLB_DEAR(r12);   /* save DEAR */
68          /* We need _PAGE_PRESENT and  _PAGE_ACCESSED set */
69         li      r11,_PAGE_PRESENT
70         oris    r11,r11,_PAGE_ACCESSED@h
72         /* We do the user/kernel test for the PID here along with the RW test
73          */
74         cmpldi  cr0,r15,0               /* Check for user region */
76         /* We pre-test some combination of permissions to avoid double
77          * faults:
78          *
79          * We move the ESR:ST bit into the position of _PAGE_BAP_SW in the PTE
80          * ESR_ST   is 0x00800000
81          * _PAGE_BAP_SW is 0x00000010
82          * So the shift is >> 19. This tests for supervisor writeability.
83          * If the page happens to be supervisor writeable and not user
84          * writeable, we will take a new fault later, but that should be
85          * a rare enough case.
86          *
87          * We also move ESR_ST in _PAGE_DIRTY position
88          * _PAGE_DIRTY is 0x00001000 so the shift is >> 11
89          *
90          * MAS1 is preset for all we need except for TID that needs to
91          * be cleared for kernel translations
92          */
93         rlwimi  r11,r14,32-19,27,27
94         rlwimi  r11,r14,32-16,19,19
95         beq     normal_tlb_miss
96         /* XXX replace the RMW cycles with immediate loads + writes */
97 1:      mfspr   r10,SPRN_MAS1
98         cmpldi  cr0,r15,8               /* Check for vmalloc region */
99         rlwinm  r10,r10,0,16,1          /* Clear TID */
100         mtspr   SPRN_MAS1,r10
101         beq+    normal_tlb_miss
103         /* We got a crappy address, just fault with whatever DEAR and ESR
104          * are here
105          */
106         TLB_MISS_STATS_D(MMSTAT_TLB_MISS_NORM_FAULT)
107         TLB_MISS_EPILOG_ERROR
108         b       exc_data_storage_book3e
110 /* Instruction TLB miss */
111         START_EXCEPTION(instruction_tlb_miss)
112         TLB_MISS_PROLOG
114         /* If we take a recursive fault, the second level handler may need
115          * to know whether we are handling a data or instruction fault in
116          * order to get to the right store fault handler. We provide that
117          * info by writing a crazy value in ESR in our exception frame
118          */
119         li      r14,-1  /* store to exception frame is done later */
121         /* Now we handle the fault proper. We only save DEAR in the non
122          * linear mapping case since we know the linear mapping case will
123          * not re-enter. We could indeed optimize and also not save SRR0/1
124          * in the linear mapping case but I'll leave that for later
125          *
126          * Faulting address is SRR0 which is already in r16
127          */
128         srdi    r15,r16,60              /* get region */
129         cmpldi  cr0,r15,0xc             /* linear mapping ? */
130         TLB_MISS_STATS_SAVE_INFO
131         beq     tlb_load_linear         /* yes -> go to linear map load */
133         /* We do the user/kernel test for the PID here along with the RW test
134          */
135         li      r11,_PAGE_PRESENT|_PAGE_EXEC    /* Base perm */
136         oris    r11,r11,_PAGE_ACCESSED@h
138         cmpldi  cr0,r15,0                       /* Check for user region */
139         std     r14,EX_TLB_ESR(r12)             /* write crazy -1 to frame */
140         beq     normal_tlb_miss
141         /* XXX replace the RMW cycles with immediate loads + writes */
142 1:      mfspr   r10,SPRN_MAS1
143         cmpldi  cr0,r15,8                       /* Check for vmalloc region */
144         rlwinm  r10,r10,0,16,1                  /* Clear TID */
145         mtspr   SPRN_MAS1,r10
146         beq+    normal_tlb_miss
148         /* We got a crappy address, just fault */
149         TLB_MISS_STATS_I(MMSTAT_TLB_MISS_NORM_FAULT)
150         TLB_MISS_EPILOG_ERROR
151         b       exc_instruction_storage_book3e
154  * This is the guts of the first-level TLB miss handler for direct
155  * misses. We are entered with:
157  * r16 = faulting address
158  * r15 = region ID
159  * r14 = crap (free to use)
160  * r13 = PACA
161  * r12 = TLB exception frame in PACA
162  * r11 = PTE permission mask
163  * r10 = crap (free to use)
164  */
165 normal_tlb_miss:
166         /* So we first construct the page table address. We do that by
167          * shifting the bottom of the address (not the region ID) by
168          * PAGE_SHIFT-3, clearing the bottom 3 bits (get a PTE ptr) and
169          * or'ing the fourth high bit.
170          *
171          * NOTE: For 64K pages, we do things slightly differently in
172          * order to handle the weird page table format used by linux
173          */
174         ori     r10,r15,0x1
175 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
176         /* For the top bits, 16 bytes per PTE */
177         rldicl  r14,r16,64-(PAGE_SHIFT-4),PAGE_SHIFT-4+4
178         /* Now create the bottom bits as 0 in position 0x8000 and
179          * the rest calculated for 8 bytes per PTE
180          */
181         rldicl  r15,r16,64-(PAGE_SHIFT-3),64-15
182         /* Insert the bottom bits in */
183         rlwimi  r14,r15,0,16,31
184 #else
185         rldicl  r14,r16,64-(PAGE_SHIFT-3),PAGE_SHIFT-3+4
186 #endif
187         sldi    r15,r10,60
188         clrrdi  r14,r14,3
189         or      r10,r15,r14
191 BEGIN_MMU_FTR_SECTION
192         /* Set the TLB reservation and seach for existing entry. Then load
193          * the entry.
194          */
195         PPC_TLBSRX_DOT(0,r16)
196         ld      r14,0(r10)
197         beq     normal_tlb_miss_done
198 MMU_FTR_SECTION_ELSE
199         ld      r14,0(r10)
200 ALT_MMU_FTR_SECTION_END_IFSET(MMU_FTR_USE_TLBRSRV)
202 finish_normal_tlb_miss:
203         /* Check if required permissions are met */
204         andc.   r15,r11,r14
205         bne-    normal_tlb_miss_access_fault
207         /* Now we build the MAS:
208          *
209          * MAS 0   :    Fully setup with defaults in MAS4 and TLBnCFG
210          * MAS 1   :    Almost fully setup
211          *               - PID already updated by caller if necessary
212          *               - TSIZE need change if !base page size, not
213          *                 yet implemented for now
214          * MAS 2   :    Defaults not useful, need to be redone
215          * MAS 3+7 :    Needs to be done
216          *
217          * TODO: mix up code below for better scheduling
218          */
219         clrrdi  r11,r16,12              /* Clear low crap in EA */
220         rlwimi  r11,r14,32-19,27,31     /* Insert WIMGE */
221         mtspr   SPRN_MAS2,r11
223         /* Check page size, if not standard, update MAS1 */
224         rldicl  r11,r14,64-8,64-8
225 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
226         cmpldi  cr0,r11,BOOK3E_PAGESZ_64K
227 #else
228         cmpldi  cr0,r11,BOOK3E_PAGESZ_4K
229 #endif
230         beq-    1f
231         mfspr   r11,SPRN_MAS1
232         rlwimi  r11,r14,31,21,24
233         rlwinm  r11,r11,0,21,19
234         mtspr   SPRN_MAS1,r11
236         /* Move RPN in position */
237         rldicr  r11,r14,64-(PTE_RPN_SHIFT-PAGE_SHIFT),63-PAGE_SHIFT
238         clrldi  r15,r11,12              /* Clear crap at the top */
239         rlwimi  r15,r14,32-8,22,25      /* Move in U bits */
240         rlwimi  r15,r14,32-2,26,31      /* Move in BAP bits */
242         /* Mask out SW and UW if !DIRTY (XXX optimize this !) */
243         andi.   r11,r14,_PAGE_DIRTY
244         bne     1f
245         li      r11,MAS3_SW|MAS3_UW
246         andc    r15,r15,r11
248 BEGIN_MMU_FTR_SECTION
249         srdi    r16,r15,32
250         mtspr   SPRN_MAS3,r15
251         mtspr   SPRN_MAS7,r16
252 MMU_FTR_SECTION_ELSE
253         mtspr   SPRN_MAS7_MAS3,r15
254 ALT_MMU_FTR_SECTION_END_IFCLR(MMU_FTR_USE_PAIRED_MAS)
256         tlbwe
258 normal_tlb_miss_done:
259         /* We don't bother with restoring DEAR or ESR since we know we are
260          * level 0 and just going back to userland. They are only needed
261          * if you are going to take an access fault
262          */
263         TLB_MISS_STATS_X(MMSTAT_TLB_MISS_NORM_OK)
264         TLB_MISS_EPILOG_SUCCESS
265         rfi
267 normal_tlb_miss_access_fault:
268         /* We need to check if it was an instruction miss */
269         andi.   r10,r11,_PAGE_EXEC
270         bne     1f
271         ld      r14,EX_TLB_DEAR(r12)
272         ld      r15,EX_TLB_ESR(r12)
273         mtspr   SPRN_DEAR,r14
274         mtspr   SPRN_ESR,r15
275         TLB_MISS_STATS_D(MMSTAT_TLB_MISS_NORM_FAULT)
276         TLB_MISS_EPILOG_ERROR
277         b       exc_data_storage_book3e
278 1:      TLB_MISS_STATS_I(MMSTAT_TLB_MISS_NORM_FAULT)
279         TLB_MISS_EPILOG_ERROR
280         b       exc_instruction_storage_book3e
284  * This is the guts of the second-level TLB miss handler for direct
285  * misses. We are entered with:
287  * r16 = virtual page table faulting address
288  * r15 = region (top 4 bits of address)
289  * r14 = crap (free to use)
290  * r13 = PACA
291  * r12 = TLB exception frame in PACA
292  * r11 = crap (free to use)
293  * r10 = crap (free to use)
295  * Note that this should only ever be called as a second level handler
296  * with the current scheme when using SW load.
297  * That means we can always get the original fault DEAR at
298  * EX_TLB_DEAR-EX_TLB_SIZE(r12)
300  * It can be re-entered by the linear mapping miss handler. However, to
301  * avoid too much complication, it will restart the whole fault at level
302  * 0 so we don't care too much about clobbers
304  * XXX That code was written back when we couldn't clobber r14. We can now,
305  * so we could probably optimize things a bit
306  */
307 virt_page_table_tlb_miss:
308         /* Are we hitting a kernel page table ? */
309         andi.   r10,r15,0x8
311         /* The cool thing now is that r10 contains 0 for user and 8 for kernel,
312          * and we happen to have the swapper_pg_dir at offset 8 from the user
313          * pgdir in the PACA :-).
314          */
315         add     r11,r10,r13
317         /* If kernel, we need to clear MAS1 TID */
318         beq     1f
319         /* XXX replace the RMW cycles with immediate loads + writes */
320         mfspr   r10,SPRN_MAS1
321         rlwinm  r10,r10,0,16,1                  /* Clear TID */
322         mtspr   SPRN_MAS1,r10
324 BEGIN_MMU_FTR_SECTION
325         /* Search if we already have a TLB entry for that virtual address, and
326          * if we do, bail out.
327          */
328         PPC_TLBSRX_DOT(0,r16)
329         beq     virt_page_table_tlb_miss_done
330 END_MMU_FTR_SECTION_IFSET(MMU_FTR_USE_TLBRSRV)
332         /* Now, we need to walk the page tables. First check if we are in
333          * range.
334          */
335         rldicl. r10,r16,64-(VPTE_INDEX_SIZE+3),VPTE_INDEX_SIZE+3+4
336         bne-    virt_page_table_tlb_miss_fault
338         /* Get the PGD pointer */
339         ld      r15,PACAPGD(r11)
340         cmpldi  cr0,r15,0
341         beq-    virt_page_table_tlb_miss_fault
343         /* Get to PGD entry */
344         rldicl  r11,r16,64-VPTE_PGD_SHIFT,64-PGD_INDEX_SIZE-3
345         clrrdi  r10,r11,3
346         ldx     r15,r10,r15
347         cmpldi  cr0,r15,0
348         beq     virt_page_table_tlb_miss_fault
350 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
351         /* Get to PUD entry */
352         rldicl  r11,r16,64-VPTE_PUD_SHIFT,64-PUD_INDEX_SIZE-3
353         clrrdi  r10,r11,3
354         ldx     r15,r10,r15
355         cmpldi  cr0,r15,0
356         beq     virt_page_table_tlb_miss_fault
357 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
359         /* Get to PMD entry */
360         rldicl  r11,r16,64-VPTE_PMD_SHIFT,64-PMD_INDEX_SIZE-3
361         clrrdi  r10,r11,3
362         ldx     r15,r10,r15
363         cmpldi  cr0,r15,0
364         beq     virt_page_table_tlb_miss_fault
366         /* Ok, we're all right, we can now create a kernel translation for
367          * a 4K or 64K page from r16 -> r15.
368          */
369         /* Now we build the MAS:
370          *
371          * MAS 0   :    Fully setup with defaults in MAS4 and TLBnCFG
372          * MAS 1   :    Almost fully setup
373          *               - PID already updated by caller if necessary
374          *               - TSIZE for now is base page size always
375          * MAS 2   :    Use defaults
376          * MAS 3+7 :    Needs to be done
377          *
378          * So we only do MAS 2 and 3 for now...
379          */
380         clrldi  r11,r15,4               /* remove region ID from RPN */
381         ori     r10,r11,1               /* Or-in SR */
383 BEGIN_MMU_FTR_SECTION
384         srdi    r16,r10,32
385         mtspr   SPRN_MAS3,r10
386         mtspr   SPRN_MAS7,r16
387 MMU_FTR_SECTION_ELSE
388         mtspr   SPRN_MAS7_MAS3,r10
389 ALT_MMU_FTR_SECTION_END_IFCLR(MMU_FTR_USE_PAIRED_MAS)
391         tlbwe
393 BEGIN_MMU_FTR_SECTION
394 virt_page_table_tlb_miss_done:
396         /* We have overriden MAS2:EPN but currently our primary TLB miss
397          * handler will always restore it so that should not be an issue,
398          * if we ever optimize the primary handler to not write MAS2 on
399          * some cases, we'll have to restore MAS2:EPN here based on the
400          * original fault's DEAR. If we do that we have to modify the
401          * ITLB miss handler to also store SRR0 in the exception frame
402          * as DEAR.
403          *
404          * However, one nasty thing we did is we cleared the reservation
405          * (well, potentially we did). We do a trick here thus if we
406          * are not a level 0 exception (we interrupted the TLB miss) we
407          * offset the return address by -4 in order to replay the tlbsrx
408          * instruction there
409          */
410         subf    r10,r13,r12
411         cmpldi  cr0,r10,PACA_EXTLB+EX_TLB_SIZE
412         bne-    1f
413         ld      r11,PACA_EXTLB+EX_TLB_SIZE+EX_TLB_SRR0(r13)
414         addi    r10,r11,-4
415         std     r10,PACA_EXTLB+EX_TLB_SIZE+EX_TLB_SRR0(r13)
417 END_MMU_FTR_SECTION_IFSET(MMU_FTR_USE_TLBRSRV)
418         /* Return to caller, normal case */
419         TLB_MISS_STATS_X(MMSTAT_TLB_MISS_PT_OK);
420         TLB_MISS_EPILOG_SUCCESS
421         rfi
423 virt_page_table_tlb_miss_fault:
424         /* If we fault here, things are a little bit tricky. We need to call
425          * either data or instruction store fault, and we need to retreive
426          * the original fault address and ESR (for data).
427          *
428          * The thing is, we know that in normal circumstances, this is
429          * always called as a second level tlb miss for SW load or as a first
430          * level TLB miss for HW load, so we should be able to peek at the
431          * relevant informations in the first exception frame in the PACA.
432          *
433          * However, we do need to double check that, because we may just hit
434          * a stray kernel pointer or a userland attack trying to hit those
435          * areas. If that is the case, we do a data fault. (We can't get here
436          * from an instruction tlb miss anyway).
437          *
438          * Note also that when going to a fault, we must unwind the previous
439          * level as well. Since we are doing that, we don't need to clear or
440          * restore the TLB reservation neither.
441          */
442         subf    r10,r13,r12
443         cmpldi  cr0,r10,PACA_EXTLB+EX_TLB_SIZE
444         bne-    virt_page_table_tlb_miss_whacko_fault
446         /* We dig the original DEAR and ESR from slot 0 */
447         ld      r15,EX_TLB_DEAR+PACA_EXTLB(r13)
448         ld      r16,EX_TLB_ESR+PACA_EXTLB(r13)
450         /* We check for the "special" ESR value for instruction faults */
451         cmpdi   cr0,r16,-1
452         beq     1f
453         mtspr   SPRN_DEAR,r15
454         mtspr   SPRN_ESR,r16
455         TLB_MISS_STATS_D(MMSTAT_TLB_MISS_PT_FAULT);
456         TLB_MISS_EPILOG_ERROR
457         b       exc_data_storage_book3e
458 1:      TLB_MISS_STATS_I(MMSTAT_TLB_MISS_PT_FAULT);
459         TLB_MISS_EPILOG_ERROR
460         b       exc_instruction_storage_book3e
462 virt_page_table_tlb_miss_whacko_fault:
463         /* The linear fault will restart everything so ESR and DEAR will
464          * not have been clobbered, let's just fault with what we have
465          */
466         TLB_MISS_STATS_X(MMSTAT_TLB_MISS_PT_FAULT);
467         TLB_MISS_EPILOG_ERROR
468         b       exc_data_storage_book3e
471 /**************************************************************
472  *                                                            *
473  * TLB miss handling for Book3E with hw page table support    *
474  *                                                            *
475  **************************************************************/
478 /* Data TLB miss */
479         START_EXCEPTION(data_tlb_miss_htw)
480         TLB_MISS_PROLOG
482         /* Now we handle the fault proper. We only save DEAR in normal
483          * fault case since that's the only interesting values here.
484          * We could probably also optimize by not saving SRR0/1 in the
485          * linear mapping case but I'll leave that for later
486          */
487         mfspr   r14,SPRN_ESR
488         mfspr   r16,SPRN_DEAR           /* get faulting address */
489         srdi    r11,r16,60              /* get region */
490         cmpldi  cr0,r11,0xc             /* linear mapping ? */
491         TLB_MISS_STATS_SAVE_INFO
492         beq     tlb_load_linear         /* yes -> go to linear map load */
494         /* We do the user/kernel test for the PID here along with the RW test
495          */
496         cmpldi  cr0,r11,0               /* Check for user region */
497         ld      r15,PACAPGD(r13)        /* Load user pgdir */
498         beq     htw_tlb_miss
500         /* XXX replace the RMW cycles with immediate loads + writes */
501 1:      mfspr   r10,SPRN_MAS1
502         cmpldi  cr0,r11,8               /* Check for vmalloc region */
503         rlwinm  r10,r10,0,16,1          /* Clear TID */
504         mtspr   SPRN_MAS1,r10
505         ld      r15,PACA_KERNELPGD(r13) /* Load kernel pgdir */
506         beq+    htw_tlb_miss
508         /* We got a crappy address, just fault with whatever DEAR and ESR
509          * are here
510          */
511         TLB_MISS_STATS_D(MMSTAT_TLB_MISS_NORM_FAULT)
512         TLB_MISS_EPILOG_ERROR
513         b       exc_data_storage_book3e
515 /* Instruction TLB miss */
516         START_EXCEPTION(instruction_tlb_miss_htw)
517         TLB_MISS_PROLOG
519         /* If we take a recursive fault, the second level handler may need
520          * to know whether we are handling a data or instruction fault in
521          * order to get to the right store fault handler. We provide that
522          * info by keeping a crazy value for ESR in r14
523          */
524         li      r14,-1  /* store to exception frame is done later */
526         /* Now we handle the fault proper. We only save DEAR in the non
527          * linear mapping case since we know the linear mapping case will
528          * not re-enter. We could indeed optimize and also not save SRR0/1
529          * in the linear mapping case but I'll leave that for later
530          *
531          * Faulting address is SRR0 which is already in r16
532          */
533         srdi    r11,r16,60              /* get region */
534         cmpldi  cr0,r11,0xc             /* linear mapping ? */
535         TLB_MISS_STATS_SAVE_INFO
536         beq     tlb_load_linear         /* yes -> go to linear map load */
538         /* We do the user/kernel test for the PID here along with the RW test
539          */
540         cmpldi  cr0,r11,0                       /* Check for user region */
541         ld      r15,PACAPGD(r13)                /* Load user pgdir */
542         beq     htw_tlb_miss
544         /* XXX replace the RMW cycles with immediate loads + writes */
545 1:      mfspr   r10,SPRN_MAS1
546         cmpldi  cr0,r11,8                       /* Check for vmalloc region */
547         rlwinm  r10,r10,0,16,1                  /* Clear TID */
548         mtspr   SPRN_MAS1,r10
549         ld      r15,PACA_KERNELPGD(r13)         /* Load kernel pgdir */
550         beq+    htw_tlb_miss
552         /* We got a crappy address, just fault */
553         TLB_MISS_STATS_I(MMSTAT_TLB_MISS_NORM_FAULT)
554         TLB_MISS_EPILOG_ERROR
555         b       exc_instruction_storage_book3e
559  * This is the guts of the second-level TLB miss handler for direct
560  * misses. We are entered with:
562  * r16 = virtual page table faulting address
563  * r15 = PGD pointer
564  * r14 = ESR
565  * r13 = PACA
566  * r12 = TLB exception frame in PACA
567  * r11 = crap (free to use)
568  * r10 = crap (free to use)
570  * It can be re-entered by the linear mapping miss handler. However, to
571  * avoid too much complication, it will save/restore things for us
572  */
573 htw_tlb_miss:
574         /* Search if we already have a TLB entry for that virtual address, and
575          * if we do, bail out.
576          *
577          * MAS1:IND should be already set based on MAS4
578          */
579         PPC_TLBSRX_DOT(0,r16)
580         beq     htw_tlb_miss_done
582         /* Now, we need to walk the page tables. First check if we are in
583          * range.
584          */
585         rldicl. r10,r16,64-PGTABLE_EADDR_SIZE,PGTABLE_EADDR_SIZE+4
586         bne-    htw_tlb_miss_fault
588         /* Get the PGD pointer */
589         cmpldi  cr0,r15,0
590         beq-    htw_tlb_miss_fault
592         /* Get to PGD entry */
593         rldicl  r11,r16,64-(PGDIR_SHIFT-3),64-PGD_INDEX_SIZE-3
594         clrrdi  r10,r11,3
595         ldx     r15,r10,r15
596         cmpldi  cr0,r15,0
597         beq     htw_tlb_miss_fault
599 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
600         /* Get to PUD entry */
601         rldicl  r11,r16,64-(PUD_SHIFT-3),64-PUD_INDEX_SIZE-3
602         clrrdi  r10,r11,3
603         ldx     r15,r10,r15
604         cmpldi  cr0,r15,0
605         beq     htw_tlb_miss_fault
606 #endif /* CONFIG_PPC_64K_PAGES */
608         /* Get to PMD entry */
609         rldicl  r11,r16,64-(PMD_SHIFT-3),64-PMD_INDEX_SIZE-3
610         clrrdi  r10,r11,3
611         ldx     r15,r10,r15
612         cmpldi  cr0,r15,0
613         beq     htw_tlb_miss_fault
615         /* Ok, we're all right, we can now create an indirect entry for
616          * a 1M or 256M page.
617          *
618          * The last trick is now that because we use "half" pages for
619          * the HTW (1M IND is 2K and 256M IND is 32K) we need to account
620          * for an added LSB bit to the RPN. For 64K pages, there is no
621          * problem as we already use 32K arrays (half PTE pages), but for
622          * 4K page we need to extract a bit from the virtual address and
623          * insert it into the "PA52" bit of the RPN.
624          */
625 #ifndef CONFIG_PPC_64K_PAGES
626         rlwimi  r15,r16,32-9,20,20
627 #endif
628         /* Now we build the MAS:
629          *
630          * MAS 0   :    Fully setup with defaults in MAS4 and TLBnCFG
631          * MAS 1   :    Almost fully setup
632          *               - PID already updated by caller if necessary
633          *               - TSIZE for now is base ind page size always
634          * MAS 2   :    Use defaults
635          * MAS 3+7 :    Needs to be done
636          */
637 #ifdef CONFIG_PPC_64K_PAGES
638         ori     r10,r15,(BOOK3E_PAGESZ_64K << MAS3_SPSIZE_SHIFT)
639 #else
640         ori     r10,r15,(BOOK3E_PAGESZ_4K << MAS3_SPSIZE_SHIFT)
641 #endif
643 BEGIN_MMU_FTR_SECTION
644         srdi    r16,r10,32
645         mtspr   SPRN_MAS3,r10
646         mtspr   SPRN_MAS7,r16
647 MMU_FTR_SECTION_ELSE
648         mtspr   SPRN_MAS7_MAS3,r10
649 ALT_MMU_FTR_SECTION_END_IFCLR(MMU_FTR_USE_PAIRED_MAS)
651         tlbwe
653 htw_tlb_miss_done:
654         /* We don't bother with restoring DEAR or ESR since we know we are
655          * level 0 and just going back to userland. They are only needed
656          * if you are going to take an access fault
657          */
658         TLB_MISS_STATS_X(MMSTAT_TLB_MISS_PT_OK)
659         TLB_MISS_EPILOG_SUCCESS
660         rfi
662 htw_tlb_miss_fault:
663         /* We need to check if it was an instruction miss. We know this
664          * though because r14 would contain -1
665          */
666         cmpdi   cr0,r14,-1
667         beq     1f
668         mtspr   SPRN_DEAR,r16
669         mtspr   SPRN_ESR,r14
670         TLB_MISS_STATS_D(MMSTAT_TLB_MISS_PT_FAULT)
671         TLB_MISS_EPILOG_ERROR
672         b       exc_data_storage_book3e
673 1:      TLB_MISS_STATS_I(MMSTAT_TLB_MISS_PT_FAULT)
674         TLB_MISS_EPILOG_ERROR
675         b       exc_instruction_storage_book3e
678  * This is the guts of "any" level TLB miss handler for kernel linear
679  * mapping misses. We are entered with:
682  * r16 = faulting address
683  * r15 = crap (free to use)
684  * r14 = ESR (data) or -1 (instruction)
685  * r13 = PACA
686  * r12 = TLB exception frame in PACA
687  * r11 = crap (free to use)
688  * r10 = crap (free to use)
690  * In addition we know that we will not re-enter, so in theory, we could
691  * use a simpler epilog not restoring SRR0/1 etc.. but we'll do that later.
693  * We also need to be careful about MAS registers here & TLB reservation,
694  * as we know we'll have clobbered them if we interrupt the main TLB miss
695  * handlers in which case we probably want to do a full restart at level
696  * 0 rather than saving / restoring the MAS.
698  * Note: If we care about performance of that core, we can easily shuffle
699  *       a few things around
700  */
701 tlb_load_linear:
702         /* For now, we assume the linear mapping is contiguous and stops at
703          * linear_map_top. We also assume the size is a multiple of 1G, thus
704          * we only use 1G pages for now. That might have to be changed in a
705          * final implementation, especially when dealing with hypervisors
706          */
707         ld      r11,PACATOC(r13)
708         ld      r11,linear_map_top@got(r11)
709         ld      r10,0(r11)
710         cmpld   cr0,r10,r16
711         bge     tlb_load_linear_fault
713         /* MAS1 need whole new setup. */
714         li      r15,(BOOK3E_PAGESZ_1GB<<MAS1_TSIZE_SHIFT)
715         oris    r15,r15,MAS1_VALID@h    /* MAS1 needs V and TSIZE */
716         mtspr   SPRN_MAS1,r15
718         /* Already somebody there ? */
719         PPC_TLBSRX_DOT(0,r16)
720         beq     tlb_load_linear_done
722         /* Now we build the remaining MAS. MAS0 and 2 should be fine
723          * with their defaults, which leaves us with MAS 3 and 7. The
724          * mapping is linear, so we just take the address, clear the
725          * region bits, and or in the permission bits which are currently
726          * hard wired
727          */
728         clrrdi  r10,r16,30              /* 1G page index */
729         clrldi  r10,r10,4               /* clear region bits */
730         ori     r10,r10,MAS3_SR|MAS3_SW|MAS3_SX
732 BEGIN_MMU_FTR_SECTION
733         srdi    r16,r10,32
734         mtspr   SPRN_MAS3,r10
735         mtspr   SPRN_MAS7,r16
736 MMU_FTR_SECTION_ELSE
737         mtspr   SPRN_MAS7_MAS3,r10
738 ALT_MMU_FTR_SECTION_END_IFCLR(MMU_FTR_USE_PAIRED_MAS)
740         tlbwe
742 tlb_load_linear_done:
743         /* We use the "error" epilog for success as we do want to
744          * restore to the initial faulting context, whatever it was.
745          * We do that because we can't resume a fault within a TLB
746          * miss handler, due to MAS and TLB reservation being clobbered.
747          */
748         TLB_MISS_STATS_X(MMSTAT_TLB_MISS_LINEAR)
749         TLB_MISS_EPILOG_ERROR
750         rfi
752 tlb_load_linear_fault:
753         /* We keep the DEAR and ESR around, this shouldn't have happened */
754         cmpdi   cr0,r14,-1
755         beq     1f
756         TLB_MISS_EPILOG_ERROR_SPECIAL
757         b       exc_data_storage_book3e
758 1:      TLB_MISS_EPILOG_ERROR_SPECIAL
759         b       exc_instruction_storage_book3e
762 #ifdef CONFIG_BOOK3E_MMU_TLB_STATS
763 .tlb_stat_inc:
764 1:      ldarx   r8,0,r9
765         addi    r8,r8,1
766         stdcx.  r8,0,r9
767         bne-    1b
768         blr
769 #endif