Linux 4.13.16
[linux/fpc-iii.git] / arch / powerpc / kernel / head_40x.S
blob41374a468d1c1d49a801f6d0856ced3908b29137
1 /*
2  *    Copyright (c) 1995-1996 Gary Thomas <gdt@linuxppc.org>
3  *      Initial PowerPC version.
4  *    Copyright (c) 1996 Cort Dougan <cort@cs.nmt.edu>
5  *      Rewritten for PReP
6  *    Copyright (c) 1996 Paul Mackerras <paulus@cs.anu.edu.au>
7  *      Low-level exception handers, MMU support, and rewrite.
8  *    Copyright (c) 1997 Dan Malek <dmalek@jlc.net>
9  *      PowerPC 8xx modifications.
10  *    Copyright (c) 1998-1999 TiVo, Inc.
11  *      PowerPC 403GCX modifications.
12  *    Copyright (c) 1999 Grant Erickson <grant@lcse.umn.edu>
13  *      PowerPC 403GCX/405GP modifications.
14  *    Copyright 2000 MontaVista Software Inc.
15  *      PPC405 modifications
16  *      PowerPC 403GCX/405GP modifications.
17  *      Author: MontaVista Software, Inc.
18  *              frank_rowand@mvista.com or source@mvista.com
19  *              debbie_chu@mvista.com
20  *
21  *
22  *    Module name: head_4xx.S
23  *
24  *    Description:
25  *      Kernel execution entry point code.
26  *
27  *    This program is free software; you can redistribute it and/or
28  *    modify it under the terms of the GNU General Public License
29  *    as published by the Free Software Foundation; either version
30  *    2 of the License, or (at your option) any later version.
31  *
32  */
34 #include <linux/init.h>
35 #include <asm/processor.h>
36 #include <asm/page.h>
37 #include <asm/mmu.h>
38 #include <asm/pgtable.h>
39 #include <asm/cputable.h>
40 #include <asm/thread_info.h>
41 #include <asm/ppc_asm.h>
42 #include <asm/asm-offsets.h>
43 #include <asm/ptrace.h>
44 #include <asm/export.h>
46 /* As with the other PowerPC ports, it is expected that when code
47  * execution begins here, the following registers contain valid, yet
48  * optional, information:
49  *
50  *   r3 - Board info structure pointer (DRAM, frequency, MAC address, etc.)
51  *   r4 - Starting address of the init RAM disk
52  *   r5 - Ending address of the init RAM disk
53  *   r6 - Start of kernel command line string (e.g. "mem=96m")
54  *   r7 - End of kernel command line string
55  *
56  * This is all going to change RSN when we add bi_recs.......  -- Dan
57  */
58         __HEAD
59 _ENTRY(_stext);
60 _ENTRY(_start);
62         mr      r31,r3                  /* save device tree ptr */
64         /* We have to turn on the MMU right away so we get cache modes
65          * set correctly.
66          */
67         bl      initial_mmu
69 /* We now have the lower 16 Meg mapped into TLB entries, and the caches
70  * ready to work.
71  */
72 turn_on_mmu:
73         lis     r0,MSR_KERNEL@h
74         ori     r0,r0,MSR_KERNEL@l
75         mtspr   SPRN_SRR1,r0
76         lis     r0,start_here@h
77         ori     r0,r0,start_here@l
78         mtspr   SPRN_SRR0,r0
79         SYNC
80         rfi                             /* enables MMU */
81         b       .                       /* prevent prefetch past rfi */
84  * This area is used for temporarily saving registers during the
85  * critical exception prolog.
86  */
87         . = 0xc0
88 crit_save:
89 _ENTRY(crit_r10)
90         .space  4
91 _ENTRY(crit_r11)
92         .space  4
93 _ENTRY(crit_srr0)
94         .space  4
95 _ENTRY(crit_srr1)
96         .space  4
97 _ENTRY(saved_ksp_limit)
98         .space  4
101  * Exception vector entry code. This code runs with address translation
102  * turned off (i.e. using physical addresses). We assume SPRG_THREAD has
103  * the physical address of the current task thread_struct.
104  * Note that we have to have decremented r1 before we write to any fields
105  * of the exception frame, since a critical interrupt could occur at any
106  * time, and it will write to the area immediately below the current r1.
107  */
108 #define NORMAL_EXCEPTION_PROLOG                                              \
109         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH0,r10; /* save two registers to work with */\
110         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH1,r11;                                      \
111         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH2,r1;                                       \
112         mfcr    r10;                    /* save CR in r10 for now          */\
113         mfspr   r11,SPRN_SRR1;          /* check whether user or kernel    */\
114         andi.   r11,r11,MSR_PR;                                              \
115         beq     1f;                                                          \
116         mfspr   r1,SPRN_SPRG_THREAD;    /* if from user, start at top of   */\
117         lwz     r1,THREAD_INFO-THREAD(r1); /* this thread's kernel stack   */\
118         addi    r1,r1,THREAD_SIZE;                                           \
119 1:      subi    r1,r1,INT_FRAME_SIZE;   /* Allocate an exception frame     */\
120         tophys(r11,r1);                                                      \
121         stw     r10,_CCR(r11);          /* save various registers          */\
122         stw     r12,GPR12(r11);                                              \
123         stw     r9,GPR9(r11);                                                \
124         mfspr   r10,SPRN_SPRG_SCRATCH0;                                      \
125         stw     r10,GPR10(r11);                                              \
126         mfspr   r12,SPRN_SPRG_SCRATCH1;                                      \
127         stw     r12,GPR11(r11);                                              \
128         mflr    r10;                                                         \
129         stw     r10,_LINK(r11);                                              \
130         mfspr   r10,SPRN_SPRG_SCRATCH2;                                      \
131         mfspr   r12,SPRN_SRR0;                                               \
132         stw     r10,GPR1(r11);                                               \
133         mfspr   r9,SPRN_SRR1;                                                \
134         stw     r10,0(r11);                                                  \
135         rlwinm  r9,r9,0,14,12;          /* clear MSR_WE (necessary?)       */\
136         stw     r0,GPR0(r11);                                                \
137         SAVE_4GPRS(3, r11);                                                  \
138         SAVE_2GPRS(7, r11)
141  * Exception prolog for critical exceptions.  This is a little different
142  * from the normal exception prolog above since a critical exception
143  * can potentially occur at any point during normal exception processing.
144  * Thus we cannot use the same SPRG registers as the normal prolog above.
145  * Instead we use a couple of words of memory at low physical addresses.
146  * This is OK since we don't support SMP on these processors.
147  */
148 #define CRITICAL_EXCEPTION_PROLOG                                            \
149         stw     r10,crit_r10@l(0);      /* save two registers to work with */\
150         stw     r11,crit_r11@l(0);                                           \
151         mfcr    r10;                    /* save CR in r10 for now          */\
152         mfspr   r11,SPRN_SRR3;          /* check whether user or kernel    */\
153         andi.   r11,r11,MSR_PR;                                              \
154         lis     r11,critirq_ctx@ha;                                          \
155         tophys(r11,r11);                                                     \
156         lwz     r11,critirq_ctx@l(r11);                                      \
157         beq     1f;                                                          \
158         /* COMING FROM USER MODE */                                          \
159         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD;   /* if from user, start at top of   */\
160         lwz     r11,THREAD_INFO-THREAD(r11); /* this thread's kernel stack */\
161 1:      addi    r11,r11,THREAD_SIZE-INT_FRAME_SIZE; /* Alloc an excpt frm  */\
162         tophys(r11,r11);                                                     \
163         stw     r10,_CCR(r11);          /* save various registers          */\
164         stw     r12,GPR12(r11);                                              \
165         stw     r9,GPR9(r11);                                                \
166         mflr    r10;                                                         \
167         stw     r10,_LINK(r11);                                              \
168         mfspr   r12,SPRN_DEAR;          /* save DEAR and ESR in the frame  */\
169         stw     r12,_DEAR(r11);         /* since they may have had stuff   */\
170         mfspr   r9,SPRN_ESR;            /* in them at the point where the  */\
171         stw     r9,_ESR(r11);           /* exception was taken             */\
172         mfspr   r12,SPRN_SRR2;                                               \
173         stw     r1,GPR1(r11);                                                \
174         mfspr   r9,SPRN_SRR3;                                                \
175         stw     r1,0(r11);                                                   \
176         tovirt(r1,r11);                                                      \
177         rlwinm  r9,r9,0,14,12;          /* clear MSR_WE (necessary?)       */\
178         stw     r0,GPR0(r11);                                                \
179         SAVE_4GPRS(3, r11);                                                  \
180         SAVE_2GPRS(7, r11)
182         /*
183          * State at this point:
184          * r9 saved in stack frame, now saved SRR3 & ~MSR_WE
185          * r10 saved in crit_r10 and in stack frame, trashed
186          * r11 saved in crit_r11 and in stack frame,
187          *      now phys stack/exception frame pointer
188          * r12 saved in stack frame, now saved SRR2
189          * CR saved in stack frame, CR0.EQ = !SRR3.PR
190          * LR, DEAR, ESR in stack frame
191          * r1 saved in stack frame, now virt stack/excframe pointer
192          * r0, r3-r8 saved in stack frame
193          */
196  * Exception vectors.
197  */
198 #define START_EXCEPTION(n, label)                                            \
199         . = n;                                                               \
200 label:
202 #define EXCEPTION(n, label, hdlr, xfer)                         \
203         START_EXCEPTION(n, label);                              \
204         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG;                                \
205         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;                     \
206         xfer(n, hdlr)
208 #define CRITICAL_EXCEPTION(n, label, hdlr)                      \
209         START_EXCEPTION(n, label);                              \
210         CRITICAL_EXCEPTION_PROLOG;                              \
211         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;                     \
212         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n+2, (MSR_KERNEL & ~(MSR_ME|MSR_DE|MSR_CE)), \
213                           NOCOPY, crit_transfer_to_handler,     \
214                           ret_from_crit_exc)
216 #define EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, trap, msr, copyee, tfer, ret)   \
217         li      r10,trap;                                       \
218         stw     r10,_TRAP(r11);                                 \
219         lis     r10,msr@h;                                      \
220         ori     r10,r10,msr@l;                                  \
221         copyee(r10, r9);                                        \
222         bl      tfer;                                           \
223         .long   hdlr;                                           \
224         .long   ret
226 #define COPY_EE(d, s)           rlwimi d,s,0,16,16
227 #define NOCOPY(d, s)
229 #define EXC_XFER_STD(n, hdlr)           \
230         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n, MSR_KERNEL, NOCOPY, transfer_to_handler_full, \
231                           ret_from_except_full)
233 #define EXC_XFER_LITE(n, hdlr)          \
234         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n+1, MSR_KERNEL, NOCOPY, transfer_to_handler, \
235                           ret_from_except)
237 #define EXC_XFER_EE(n, hdlr)            \
238         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n, MSR_KERNEL, COPY_EE, transfer_to_handler_full, \
239                           ret_from_except_full)
241 #define EXC_XFER_EE_LITE(n, hdlr)       \
242         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n+1, MSR_KERNEL, COPY_EE, transfer_to_handler, \
243                           ret_from_except)
247  * 0x0100 - Critical Interrupt Exception
248  */
249         CRITICAL_EXCEPTION(0x0100, CriticalInterrupt, unknown_exception)
252  * 0x0200 - Machine Check Exception
253  */
254         CRITICAL_EXCEPTION(0x0200, MachineCheck, machine_check_exception)
257  * 0x0300 - Data Storage Exception
258  * This happens for just a few reasons.  U0 set (but we don't do that),
259  * or zone protection fault (user violation, write to protected page).
260  * If this is just an update of modified status, we do that quickly
261  * and exit.  Otherwise, we call heavywight functions to do the work.
262  */
263         START_EXCEPTION(0x0300, DataStorage)
264         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH0, r10 /* Save some working registers */
265         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH1, r11
266 #ifdef CONFIG_403GCX
267         stw     r12, 0(r0)
268         stw     r9, 4(r0)
269         mfcr    r11
270         mfspr   r12, SPRN_PID
271         stw     r11, 8(r0)
272         stw     r12, 12(r0)
273 #else
274         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH3, r12
275         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH4, r9
276         mfcr    r11
277         mfspr   r12, SPRN_PID
278         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH6, r11
279         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH5, r12
280 #endif
282         /* First, check if it was a zone fault (which means a user
283         * tried to access a kernel or read-protected page - always
284         * a SEGV).  All other faults here must be stores, so no
285         * need to check ESR_DST as well. */
286         mfspr   r10, SPRN_ESR
287         andis.  r10, r10, ESR_DIZ@h
288         bne     2f
290         mfspr   r10, SPRN_DEAR          /* Get faulting address */
292         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
293          * kernel page tables.
294          */
295         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
296         cmplw   r10, r11
297         blt+    3f
298         lis     r11, swapper_pg_dir@h
299         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
300         li      r9, 0
301         mtspr   SPRN_PID, r9            /* TLB will have 0 TID */
302         b       4f
304         /* Get the PGD for the current thread.
305          */
307         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
308         lwz     r11,PGDIR(r11)
310         tophys(r11, r11)
311         rlwimi  r11, r10, 12, 20, 29    /* Create L1 (pgdir/pmd) address */
312         lwz     r11, 0(r11)             /* Get L1 entry */
313         rlwinm. r12, r11, 0, 0, 19      /* Extract L2 (pte) base address */
314         beq     2f                      /* Bail if no table */
316         rlwimi  r12, r10, 22, 20, 29    /* Compute PTE address */
317         lwz     r11, 0(r12)             /* Get Linux PTE */
319         andi.   r9, r11, _PAGE_RW       /* Is it writeable? */
320         beq     2f                      /* Bail if not */
322         /* Update 'changed'.
323         */
324         ori     r11, r11, _PAGE_DIRTY|_PAGE_ACCESSED|_PAGE_HWWRITE
325         stw     r11, 0(r12)             /* Update Linux page table */
327         /* Most of the Linux PTE is ready to load into the TLB LO.
328          * We set ZSEL, where only the LS-bit determines user access.
329          * We set execute, because we don't have the granularity to
330          * properly set this at the page level (Linux problem).
331          * If shared is set, we cause a zero PID->TID load.
332          * Many of these bits are software only.  Bits we don't set
333          * here we (properly should) assume have the appropriate value.
334          */
335         li      r12, 0x0ce2
336         andc    r11, r11, r12           /* Make sure 20, 21 are zero */
338         /* find the TLB index that caused the fault.  It has to be here.
339         */
340         tlbsx   r9, 0, r10
342         tlbwe   r11, r9, TLB_DATA               /* Load TLB LO */
344         /* Done...restore registers and get out of here.
345         */
346 #ifdef CONFIG_403GCX
347         lwz     r12, 12(r0)
348         lwz     r11, 8(r0)
349         mtspr   SPRN_PID, r12
350         mtcr    r11
351         lwz     r9, 4(r0)
352         lwz     r12, 0(r0)
353 #else
354         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH5
355         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH6
356         mtspr   SPRN_PID, r12
357         mtcr    r11
358         mfspr   r9, SPRN_SPRG_SCRATCH4
359         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH3
360 #endif
361         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH1
362         mfspr   r10, SPRN_SPRG_SCRATCH0
363         PPC405_ERR77_SYNC
364         rfi                     /* Should sync shadow TLBs */
365         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
368         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
369          * and call the heavyweights to help us out.
370          */
371 #ifdef CONFIG_403GCX
372         lwz     r12, 12(r0)
373         lwz     r11, 8(r0)
374         mtspr   SPRN_PID, r12
375         mtcr    r11
376         lwz     r9, 4(r0)
377         lwz     r12, 0(r0)
378 #else
379         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH5
380         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH6
381         mtspr   SPRN_PID, r12
382         mtcr    r11
383         mfspr   r9, SPRN_SPRG_SCRATCH4
384         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH3
385 #endif
386         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH1
387         mfspr   r10, SPRN_SPRG_SCRATCH0
388         b       DataAccess
391  * 0x0400 - Instruction Storage Exception
392  * This is caused by a fetch from non-execute or guarded pages.
393  */
394         START_EXCEPTION(0x0400, InstructionAccess)
395         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
396         mr      r4,r12                  /* Pass SRR0 as arg2 */
397         li      r5,0                    /* Pass zero as arg3 */
398         EXC_XFER_LITE(0x400, handle_page_fault)
400 /* 0x0500 - External Interrupt Exception */
401         EXCEPTION(0x0500, HardwareInterrupt, do_IRQ, EXC_XFER_LITE)
403 /* 0x0600 - Alignment Exception */
404         START_EXCEPTION(0x0600, Alignment)
405         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
406         mfspr   r4,SPRN_DEAR            /* Grab the DEAR and save it */
407         stw     r4,_DEAR(r11)
408         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
409         EXC_XFER_EE(0x600, alignment_exception)
411 /* 0x0700 - Program Exception */
412         START_EXCEPTION(0x0700, ProgramCheck)
413         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
414         mfspr   r4,SPRN_ESR             /* Grab the ESR and save it */
415         stw     r4,_ESR(r11)
416         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
417         EXC_XFER_STD(0x700, program_check_exception)
419         EXCEPTION(0x0800, Trap_08, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
420         EXCEPTION(0x0900, Trap_09, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
421         EXCEPTION(0x0A00, Trap_0A, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
422         EXCEPTION(0x0B00, Trap_0B, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
424 /* 0x0C00 - System Call Exception */
425         START_EXCEPTION(0x0C00, SystemCall)
426         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
427         EXC_XFER_EE_LITE(0xc00, DoSyscall)
429         EXCEPTION(0x0D00, Trap_0D, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
430         EXCEPTION(0x0E00, Trap_0E, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
431         EXCEPTION(0x0F00, Trap_0F, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
433 /* 0x1000 - Programmable Interval Timer (PIT) Exception */
434         . = 0x1000
435         b Decrementer
437 /* 0x1010 - Fixed Interval Timer (FIT) Exception
439         . = 0x1010
440         b FITException
442 /* 0x1020 - Watchdog Timer (WDT) Exception
444         . = 0x1020
445         b WDTException
447 /* 0x1100 - Data TLB Miss Exception
448  * As the name implies, translation is not in the MMU, so search the
449  * page tables and fix it.  The only purpose of this function is to
450  * load TLB entries from the page table if they exist.
451  */
452         START_EXCEPTION(0x1100, DTLBMiss)
453         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH0, r10 /* Save some working registers */
454         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH1, r11
455 #ifdef CONFIG_403GCX
456         stw     r12, 0(r0)
457         stw     r9, 4(r0)
458         mfcr    r11
459         mfspr   r12, SPRN_PID
460         stw     r11, 8(r0)
461         stw     r12, 12(r0)
462 #else
463         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH3, r12
464         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH4, r9
465         mfcr    r11
466         mfspr   r12, SPRN_PID
467         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH6, r11
468         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH5, r12
469 #endif
470         mfspr   r10, SPRN_DEAR          /* Get faulting address */
472         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
473          * kernel page tables.
474          */
475         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
476         cmplw   r10, r11
477         blt+    3f
478         lis     r11, swapper_pg_dir@h
479         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
480         li      r9, 0
481         mtspr   SPRN_PID, r9            /* TLB will have 0 TID */
482         b       4f
484         /* Get the PGD for the current thread.
485          */
487         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
488         lwz     r11,PGDIR(r11)
490         tophys(r11, r11)
491         rlwimi  r11, r10, 12, 20, 29    /* Create L1 (pgdir/pmd) address */
492         lwz     r12, 0(r11)             /* Get L1 entry */
493         andi.   r9, r12, _PMD_PRESENT   /* Check if it points to a PTE page */
494         beq     2f                      /* Bail if no table */
496         rlwimi  r12, r10, 22, 20, 29    /* Compute PTE address */
497         lwz     r11, 0(r12)             /* Get Linux PTE */
498         andi.   r9, r11, _PAGE_PRESENT
499         beq     5f
501         ori     r11, r11, _PAGE_ACCESSED
502         stw     r11, 0(r12)
504         /* Create TLB tag.  This is the faulting address plus a static
505          * set of bits.  These are size, valid, E, U0.
506         */
507         li      r12, 0x00c0
508         rlwimi  r10, r12, 0, 20, 31
510         b       finish_tlb_load
512 2:      /* Check for possible large-page pmd entry */
513         rlwinm. r9, r12, 2, 22, 24
514         beq     5f
516         /* Create TLB tag.  This is the faulting address, plus a static
517          * set of bits (valid, E, U0) plus the size from the PMD.
518          */
519         ori     r9, r9, 0x40
520         rlwimi  r10, r9, 0, 20, 31
521         mr      r11, r12
523         b       finish_tlb_load
526         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
527          * and call the heavyweights to help us out.
528          */
529 #ifdef CONFIG_403GCX
530         lwz     r12, 12(r0)
531         lwz     r11, 8(r0)
532         mtspr   SPRN_PID, r12
533         mtcr    r11
534         lwz     r9, 4(r0)
535         lwz     r12, 0(r0)
536 #else
537         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH5
538         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH6
539         mtspr   SPRN_PID, r12
540         mtcr    r11
541         mfspr   r9, SPRN_SPRG_SCRATCH4
542         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH3
543 #endif
544         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH1
545         mfspr   r10, SPRN_SPRG_SCRATCH0
546         b       DataAccess
548 /* 0x1200 - Instruction TLB Miss Exception
549  * Nearly the same as above, except we get our information from different
550  * registers and bailout to a different point.
551  */
552         START_EXCEPTION(0x1200, ITLBMiss)
553         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH0, r10  /* Save some working registers */
554         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH1, r11
555 #ifdef CONFIG_403GCX
556         stw     r12, 0(r0)
557         stw     r9, 4(r0)
558         mfcr    r11
559         mfspr   r12, SPRN_PID
560         stw     r11, 8(r0)
561         stw     r12, 12(r0)
562 #else
563         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH3, r12
564         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH4, r9
565         mfcr    r11
566         mfspr   r12, SPRN_PID
567         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH6, r11
568         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH5, r12
569 #endif
570         mfspr   r10, SPRN_SRR0          /* Get faulting address */
572         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
573          * kernel page tables.
574          */
575         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
576         cmplw   r10, r11
577         blt+    3f
578         lis     r11, swapper_pg_dir@h
579         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
580         li      r9, 0
581         mtspr   SPRN_PID, r9            /* TLB will have 0 TID */
582         b       4f
584         /* Get the PGD for the current thread.
585          */
587         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
588         lwz     r11,PGDIR(r11)
590         tophys(r11, r11)
591         rlwimi  r11, r10, 12, 20, 29    /* Create L1 (pgdir/pmd) address */
592         lwz     r12, 0(r11)             /* Get L1 entry */
593         andi.   r9, r12, _PMD_PRESENT   /* Check if it points to a PTE page */
594         beq     2f                      /* Bail if no table */
596         rlwimi  r12, r10, 22, 20, 29    /* Compute PTE address */
597         lwz     r11, 0(r12)             /* Get Linux PTE */
598         andi.   r9, r11, _PAGE_PRESENT
599         beq     5f
601         ori     r11, r11, _PAGE_ACCESSED
602         stw     r11, 0(r12)
604         /* Create TLB tag.  This is the faulting address plus a static
605          * set of bits.  These are size, valid, E, U0.
606         */
607         li      r12, 0x00c0
608         rlwimi  r10, r12, 0, 20, 31
610         b       finish_tlb_load
612 2:      /* Check for possible large-page pmd entry */
613         rlwinm. r9, r12, 2, 22, 24
614         beq     5f
616         /* Create TLB tag.  This is the faulting address, plus a static
617          * set of bits (valid, E, U0) plus the size from the PMD.
618          */
619         ori     r9, r9, 0x40
620         rlwimi  r10, r9, 0, 20, 31
621         mr      r11, r12
623         b       finish_tlb_load
626         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
627          * and call the heavyweights to help us out.
628          */
629 #ifdef CONFIG_403GCX
630         lwz     r12, 12(r0)
631         lwz     r11, 8(r0)
632         mtspr   SPRN_PID, r12
633         mtcr    r11
634         lwz     r9, 4(r0)
635         lwz     r12, 0(r0)
636 #else
637         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH5
638         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH6
639         mtspr   SPRN_PID, r12
640         mtcr    r11
641         mfspr   r9, SPRN_SPRG_SCRATCH4
642         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH3
643 #endif
644         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH1
645         mfspr   r10, SPRN_SPRG_SCRATCH0
646         b       InstructionAccess
648         EXCEPTION(0x1300, Trap_13, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
649         EXCEPTION(0x1400, Trap_14, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
650         EXCEPTION(0x1500, Trap_15, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
651         EXCEPTION(0x1600, Trap_16, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
652 #ifdef CONFIG_IBM405_ERR51
653         /* 405GP errata 51 */
654         START_EXCEPTION(0x1700, Trap_17)
655         b DTLBMiss
656 #else
657         EXCEPTION(0x1700, Trap_17, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
658 #endif
659         EXCEPTION(0x1800, Trap_18, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
660         EXCEPTION(0x1900, Trap_19, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
661         EXCEPTION(0x1A00, Trap_1A, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
662         EXCEPTION(0x1B00, Trap_1B, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
663         EXCEPTION(0x1C00, Trap_1C, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
664         EXCEPTION(0x1D00, Trap_1D, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
665         EXCEPTION(0x1E00, Trap_1E, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
666         EXCEPTION(0x1F00, Trap_1F, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
668 /* Check for a single step debug exception while in an exception
669  * handler before state has been saved.  This is to catch the case
670  * where an instruction that we are trying to single step causes
671  * an exception (eg ITLB/DTLB miss) and thus the first instruction of
672  * the exception handler generates a single step debug exception.
674  * If we get a debug trap on the first instruction of an exception handler,
675  * we reset the MSR_DE in the _exception handler's_ MSR (the debug trap is
676  * a critical exception, so we are using SPRN_CSRR1 to manipulate the MSR).
677  * The exception handler was handling a non-critical interrupt, so it will
678  * save (and later restore) the MSR via SPRN_SRR1, which will still have
679  * the MSR_DE bit set.
680  */
681         /* 0x2000 - Debug Exception */
682         START_EXCEPTION(0x2000, DebugTrap)
683         CRITICAL_EXCEPTION_PROLOG
685         /*
686          * If this is a single step or branch-taken exception in an
687          * exception entry sequence, it was probably meant to apply to
688          * the code where the exception occurred (since exception entry
689          * doesn't turn off DE automatically).  We simulate the effect
690          * of turning off DE on entry to an exception handler by turning
691          * off DE in the SRR3 value and clearing the debug status.
692          */
693         mfspr   r10,SPRN_DBSR           /* check single-step/branch taken */
694         andis.  r10,r10,DBSR_IC@h
695         beq+    2f
697         andi.   r10,r9,MSR_IR|MSR_PR    /* check supervisor + MMU off */
698         beq     1f                      /* branch and fix it up */
700         mfspr   r10,SPRN_SRR2           /* Faulting instruction address */
701         cmplwi  r10,0x2100
702         bgt+    2f                      /* address above exception vectors */
704         /* here it looks like we got an inappropriate debug exception. */
705 1:      rlwinm  r9,r9,0,~MSR_DE         /* clear DE in the SRR3 value */
706         lis     r10,DBSR_IC@h           /* clear the IC event */
707         mtspr   SPRN_DBSR,r10
708         /* restore state and get out */
709         lwz     r10,_CCR(r11)
710         lwz     r0,GPR0(r11)
711         lwz     r1,GPR1(r11)
712         mtcrf   0x80,r10
713         mtspr   SPRN_SRR2,r12
714         mtspr   SPRN_SRR3,r9
715         lwz     r9,GPR9(r11)
716         lwz     r12,GPR12(r11)
717         lwz     r10,crit_r10@l(0)
718         lwz     r11,crit_r11@l(0)
719         PPC405_ERR77_SYNC
720         rfci
721         b       .
723         /* continue normal handling for a critical exception... */
724 2:      mfspr   r4,SPRN_DBSR
725         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
726         EXC_XFER_TEMPLATE(DebugException, 0x2002, \
727                 (MSR_KERNEL & ~(MSR_ME|MSR_DE|MSR_CE)), \
728                 NOCOPY, crit_transfer_to_handler, ret_from_crit_exc)
730         /* Programmable Interval Timer (PIT) Exception. (from 0x1000) */
731 Decrementer:
732         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
733         lis     r0,TSR_PIS@h
734         mtspr   SPRN_TSR,r0             /* Clear the PIT exception */
735         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
736         EXC_XFER_LITE(0x1000, timer_interrupt)
738         /* Fixed Interval Timer (FIT) Exception. (from 0x1010) */
739 FITException:
740         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
741         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;
742         EXC_XFER_EE(0x1010, unknown_exception)
744         /* Watchdog Timer (WDT) Exception. (from 0x1020) */
745 WDTException:
746         CRITICAL_EXCEPTION_PROLOG;
747         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;
748         EXC_XFER_TEMPLATE(WatchdogException, 0x1020+2,
749                           (MSR_KERNEL & ~(MSR_ME|MSR_DE|MSR_CE)),
750                           NOCOPY, crit_transfer_to_handler,
751                           ret_from_crit_exc)
754  * The other Data TLB exceptions bail out to this point
755  * if they can't resolve the lightweight TLB fault.
756  */
757 DataAccess:
758         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
759         mfspr   r5,SPRN_ESR             /* Grab the ESR, save it, pass arg3 */
760         stw     r5,_ESR(r11)
761         mfspr   r4,SPRN_DEAR            /* Grab the DEAR, save it, pass arg2 */
762         EXC_XFER_LITE(0x300, handle_page_fault)
764 /* Other PowerPC processors, namely those derived from the 6xx-series
765  * have vectors from 0x2100 through 0x2F00 defined, but marked as reserved.
766  * However, for the 4xx-series processors these are neither defined nor
767  * reserved.
768  */
770         /* Damn, I came up one instruction too many to fit into the
771          * exception space :-).  Both the instruction and data TLB
772          * miss get to this point to load the TLB.
773          *      r10 - TLB_TAG value
774          *      r11 - Linux PTE
775          *      r12, r9 - available to use
776          *      PID - loaded with proper value when we get here
777          *      Upon exit, we reload everything and RFI.
778          * Actually, it will fit now, but oh well.....a common place
779          * to load the TLB.
780          */
781 tlb_4xx_index:
782         .long   0
783 finish_tlb_load:
784         /* load the next available TLB index.
785         */
786         lwz     r9, tlb_4xx_index@l(0)
787         addi    r9, r9, 1
788         andi.   r9, r9, (PPC40X_TLB_SIZE-1)
789         stw     r9, tlb_4xx_index@l(0)
792         /*
793          * Clear out the software-only bits in the PTE to generate the
794          * TLB_DATA value.  These are the bottom 2 bits of the RPM, the
795          * top 3 bits of the zone field, and M.
796          */
797         li      r12, 0x0ce2
798         andc    r11, r11, r12
800         tlbwe   r11, r9, TLB_DATA               /* Load TLB LO */
801         tlbwe   r10, r9, TLB_TAG                /* Load TLB HI */
803         /* Done...restore registers and get out of here.
804         */
805 #ifdef CONFIG_403GCX
806         lwz     r12, 12(r0)
807         lwz     r11, 8(r0)
808         mtspr   SPRN_PID, r12
809         mtcr    r11
810         lwz     r9, 4(r0)
811         lwz     r12, 0(r0)
812 #else
813         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH5
814         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH6
815         mtspr   SPRN_PID, r12
816         mtcr    r11
817         mfspr   r9, SPRN_SPRG_SCRATCH4
818         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH3
819 #endif
820         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH1
821         mfspr   r10, SPRN_SPRG_SCRATCH0
822         PPC405_ERR77_SYNC
823         rfi                     /* Should sync shadow TLBs */
824         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
826 /* This is where the main kernel code starts.
827  */
828 start_here:
830         /* ptr to current */
831         lis     r2,init_task@h
832         ori     r2,r2,init_task@l
834         /* ptr to phys current thread */
835         tophys(r4,r2)
836         addi    r4,r4,THREAD    /* init task's THREAD */
837         mtspr   SPRN_SPRG_THREAD,r4
839         /* stack */
840         lis     r1,init_thread_union@ha
841         addi    r1,r1,init_thread_union@l
842         li      r0,0
843         stwu    r0,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD(r1)
845         bl      early_init      /* We have to do this with MMU on */
848  * Decide what sort of machine this is and initialize the MMU.
849  */
850         li      r3,0
851         mr      r4,r31
852         bl      machine_init
853         bl      MMU_init
855 /* Go back to running unmapped so we can load up new values
856  * and change to using our exception vectors.
857  * On the 4xx, all we have to do is invalidate the TLB to clear
858  * the old 16M byte TLB mappings.
859  */
860         lis     r4,2f@h
861         ori     r4,r4,2f@l
862         tophys(r4,r4)
863         lis     r3,(MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR))@h
864         ori     r3,r3,(MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR))@l
865         mtspr   SPRN_SRR0,r4
866         mtspr   SPRN_SRR1,r3
867         rfi
868         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
870 /* Load up the kernel context */
872         sync                    /* Flush to memory before changing TLB */
873         tlbia
874         isync                   /* Flush shadow TLBs */
876         /* set up the PTE pointers for the Abatron bdiGDB.
877         */
878         lis     r6, swapper_pg_dir@h
879         ori     r6, r6, swapper_pg_dir@l
880         lis     r5, abatron_pteptrs@h
881         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
882         stw     r5, 0xf0(r0)    /* Must match your Abatron config file */
883         tophys(r5,r5)
884         stw     r6, 0(r5)
886 /* Now turn on the MMU for real! */
887         lis     r4,MSR_KERNEL@h
888         ori     r4,r4,MSR_KERNEL@l
889         lis     r3,start_kernel@h
890         ori     r3,r3,start_kernel@l
891         mtspr   SPRN_SRR0,r3
892         mtspr   SPRN_SRR1,r4
893         rfi                     /* enable MMU and jump to start_kernel */
894         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
896 /* Set up the initial MMU state so we can do the first level of
897  * kernel initialization.  This maps the first 16 MBytes of memory 1:1
898  * virtual to physical and more importantly sets the cache mode.
899  */
900 initial_mmu:
901         tlbia                   /* Invalidate all TLB entries */
902         isync
904         /* We should still be executing code at physical address 0x0000xxxx
905          * at this point. However, start_here is at virtual address
906          * 0xC000xxxx. So, set up a TLB mapping to cover this once
907          * translation is enabled.
908          */
910         lis     r3,KERNELBASE@h         /* Load the kernel virtual address */
911         ori     r3,r3,KERNELBASE@l
912         tophys(r4,r3)                   /* Load the kernel physical address */
914         iccci   r0,r3                   /* Invalidate the i-cache before use */
916         /* Load the kernel PID.
917         */
918         li      r0,0
919         mtspr   SPRN_PID,r0
920         sync
922         /* Configure and load one entry into TLB slots 63 */
923         clrrwi  r4,r4,10                /* Mask off the real page number */
924         ori     r4,r4,(TLB_WR | TLB_EX) /* Set the write and execute bits */
926         clrrwi  r3,r3,10                /* Mask off the effective page number */
927         ori     r3,r3,(TLB_VALID | TLB_PAGESZ(PAGESZ_16M))
929         li      r0,63                    /* TLB slot 63 */
931         tlbwe   r4,r0,TLB_DATA          /* Load the data portion of the entry */
932         tlbwe   r3,r0,TLB_TAG           /* Load the tag portion of the entry */
934         isync
936         /* Establish the exception vector base
937         */
938         lis     r4,KERNELBASE@h         /* EVPR only uses the high 16-bits */
939         tophys(r0,r4)                   /* Use the physical address */
940         mtspr   SPRN_EVPR,r0
942         blr
944 _GLOBAL(abort)
945         mfspr   r13,SPRN_DBCR0
946         oris    r13,r13,DBCR0_RST_SYSTEM@h
947         mtspr   SPRN_DBCR0,r13
949 _GLOBAL(set_context)
951 #ifdef CONFIG_BDI_SWITCH
952         /* Context switch the PTE pointer for the Abatron BDI2000.
953          * The PGDIR is the second parameter.
954          */
955         lis     r5, KERNELBASE@h
956         lwz     r5, 0xf0(r5)
957         stw     r4, 0x4(r5)
958 #endif
959         sync
960         mtspr   SPRN_PID,r3
961         isync                           /* Need an isync to flush shadow */
962                                         /* TLBs after changing PID */
963         blr
965 /* We put a few things here that have to be page-aligned. This stuff
966  * goes at the beginning of the data segment, which is page-aligned.
967  */
968         .data
969         .align  12
970         .globl  sdata
971 sdata:
972         .globl  empty_zero_page
973 empty_zero_page:
974         .space  4096
975 EXPORT_SYMBOL(empty_zero_page)
976         .globl  swapper_pg_dir
977 swapper_pg_dir:
978         .space  PGD_TABLE_SIZE
980 /* Room for two PTE pointers, usually the kernel and current user pointers
981  * to their respective root page table.
982  */
983 abatron_pteptrs:
984         .space  8