Linux 4.1.18
[linux/fpc-iii.git] / arch / powerpc / kernel / head_40x.S
blob7d7d8635227ac76bcd054b3fd04248ec90127c9d
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>
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=96m")
53  *   r7 - End of kernel command line string
54  *
55  * This is all going to change RSN when we add bi_recs.......  -- Dan
56  */
57         __HEAD
58 _ENTRY(_stext);
59 _ENTRY(_start);
61         mr      r31,r3                  /* save device tree ptr */
63         /* We have to turn on the MMU right away so we get cache modes
64          * set correctly.
65          */
66         bl      initial_mmu
68 /* We now have the lower 16 Meg mapped into TLB entries, and the caches
69  * ready to work.
70  */
71 turn_on_mmu:
72         lis     r0,MSR_KERNEL@h
73         ori     r0,r0,MSR_KERNEL@l
74         mtspr   SPRN_SRR1,r0
75         lis     r0,start_here@h
76         ori     r0,r0,start_here@l
77         mtspr   SPRN_SRR0,r0
78         SYNC
79         rfi                             /* enables MMU */
80         b       .                       /* prevent prefetch past rfi */
83  * This area is used for temporarily saving registers during the
84  * critical exception prolog.
85  */
86         . = 0xc0
87 crit_save:
88 _ENTRY(crit_r10)
89         .space  4
90 _ENTRY(crit_r11)
91         .space  4
92 _ENTRY(crit_srr0)
93         .space  4
94 _ENTRY(crit_srr1)
95         .space  4
96 _ENTRY(saved_ksp_limit)
97         .space  4
100  * Exception vector entry code. This code runs with address translation
101  * turned off (i.e. using physical addresses). We assume SPRG_THREAD has
102  * the physical address of the current task thread_struct.
103  * Note that we have to have decremented r1 before we write to any fields
104  * of the exception frame, since a critical interrupt could occur at any
105  * time, and it will write to the area immediately below the current r1.
106  */
107 #define NORMAL_EXCEPTION_PROLOG                                              \
108         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH0,r10; /* save two registers to work with */\
109         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH1,r11;                                      \
110         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH2,r1;                                       \
111         mfcr    r10;                    /* save CR in r10 for now          */\
112         mfspr   r11,SPRN_SRR1;          /* check whether user or kernel    */\
113         andi.   r11,r11,MSR_PR;                                              \
114         beq     1f;                                                          \
115         mfspr   r1,SPRN_SPRG_THREAD;    /* if from user, start at top of   */\
116         lwz     r1,THREAD_INFO-THREAD(r1); /* this thread's kernel stack   */\
117         addi    r1,r1,THREAD_SIZE;                                           \
118 1:      subi    r1,r1,INT_FRAME_SIZE;   /* Allocate an exception frame     */\
119         tophys(r11,r1);                                                      \
120         stw     r10,_CCR(r11);          /* save various registers          */\
121         stw     r12,GPR12(r11);                                              \
122         stw     r9,GPR9(r11);                                                \
123         mfspr   r10,SPRN_SPRG_SCRATCH0;                                      \
124         stw     r10,GPR10(r11);                                              \
125         mfspr   r12,SPRN_SPRG_SCRATCH1;                                      \
126         stw     r12,GPR11(r11);                                              \
127         mflr    r10;                                                         \
128         stw     r10,_LINK(r11);                                              \
129         mfspr   r10,SPRN_SPRG_SCRATCH2;                                      \
130         mfspr   r12,SPRN_SRR0;                                               \
131         stw     r10,GPR1(r11);                                               \
132         mfspr   r9,SPRN_SRR1;                                                \
133         stw     r10,0(r11);                                                  \
134         rlwinm  r9,r9,0,14,12;          /* clear MSR_WE (necessary?)       */\
135         stw     r0,GPR0(r11);                                                \
136         SAVE_4GPRS(3, r11);                                                  \
137         SAVE_2GPRS(7, r11)
140  * Exception prolog for critical exceptions.  This is a little different
141  * from the normal exception prolog above since a critical exception
142  * can potentially occur at any point during normal exception processing.
143  * Thus we cannot use the same SPRG registers as the normal prolog above.
144  * Instead we use a couple of words of memory at low physical addresses.
145  * This is OK since we don't support SMP on these processors.
146  */
147 #define CRITICAL_EXCEPTION_PROLOG                                            \
148         stw     r10,crit_r10@l(0);      /* save two registers to work with */\
149         stw     r11,crit_r11@l(0);                                           \
150         mfcr    r10;                    /* save CR in r10 for now          */\
151         mfspr   r11,SPRN_SRR3;          /* check whether user or kernel    */\
152         andi.   r11,r11,MSR_PR;                                              \
153         lis     r11,critirq_ctx@ha;                                          \
154         tophys(r11,r11);                                                     \
155         lwz     r11,critirq_ctx@l(r11);                                      \
156         beq     1f;                                                          \
157         /* COMING FROM USER MODE */                                          \
158         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD;   /* if from user, start at top of   */\
159         lwz     r11,THREAD_INFO-THREAD(r11); /* this thread's kernel stack */\
160 1:      addi    r11,r11,THREAD_SIZE-INT_FRAME_SIZE; /* Alloc an excpt frm  */\
161         tophys(r11,r11);                                                     \
162         stw     r10,_CCR(r11);          /* save various registers          */\
163         stw     r12,GPR12(r11);                                              \
164         stw     r9,GPR9(r11);                                                \
165         mflr    r10;                                                         \
166         stw     r10,_LINK(r11);                                              \
167         mfspr   r12,SPRN_DEAR;          /* save DEAR and ESR in the frame  */\
168         stw     r12,_DEAR(r11);         /* since they may have had stuff   */\
169         mfspr   r9,SPRN_ESR;            /* in them at the point where the  */\
170         stw     r9,_ESR(r11);           /* exception was taken             */\
171         mfspr   r12,SPRN_SRR2;                                               \
172         stw     r1,GPR1(r11);                                                \
173         mfspr   r9,SPRN_SRR3;                                                \
174         stw     r1,0(r11);                                                   \
175         tovirt(r1,r11);                                                      \
176         rlwinm  r9,r9,0,14,12;          /* clear MSR_WE (necessary?)       */\
177         stw     r0,GPR0(r11);                                                \
178         SAVE_4GPRS(3, r11);                                                  \
179         SAVE_2GPRS(7, r11)
181         /*
182          * State at this point:
183          * r9 saved in stack frame, now saved SRR3 & ~MSR_WE
184          * r10 saved in crit_r10 and in stack frame, trashed
185          * r11 saved in crit_r11 and in stack frame,
186          *      now phys stack/exception frame pointer
187          * r12 saved in stack frame, now saved SRR2
188          * CR saved in stack frame, CR0.EQ = !SRR3.PR
189          * LR, DEAR, ESR in stack frame
190          * r1 saved in stack frame, now virt stack/excframe pointer
191          * r0, r3-r8 saved in stack frame
192          */
195  * Exception vectors.
196  */
197 #define START_EXCEPTION(n, label)                                            \
198         . = n;                                                               \
199 label:
201 #define EXCEPTION(n, label, hdlr, xfer)                         \
202         START_EXCEPTION(n, label);                              \
203         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG;                                \
204         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;                     \
205         xfer(n, hdlr)
207 #define CRITICAL_EXCEPTION(n, label, hdlr)                      \
208         START_EXCEPTION(n, label);                              \
209         CRITICAL_EXCEPTION_PROLOG;                              \
210         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;                     \
211         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n+2, (MSR_KERNEL & ~(MSR_ME|MSR_DE|MSR_CE)), \
212                           NOCOPY, crit_transfer_to_handler,     \
213                           ret_from_crit_exc)
215 #define EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, trap, msr, copyee, tfer, ret)   \
216         li      r10,trap;                                       \
217         stw     r10,_TRAP(r11);                                 \
218         lis     r10,msr@h;                                      \
219         ori     r10,r10,msr@l;                                  \
220         copyee(r10, r9);                                        \
221         bl      tfer;                                           \
222         .long   hdlr;                                           \
223         .long   ret
225 #define COPY_EE(d, s)           rlwimi d,s,0,16,16
226 #define NOCOPY(d, s)
228 #define EXC_XFER_STD(n, hdlr)           \
229         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n, MSR_KERNEL, NOCOPY, transfer_to_handler_full, \
230                           ret_from_except_full)
232 #define EXC_XFER_LITE(n, hdlr)          \
233         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n+1, MSR_KERNEL, NOCOPY, transfer_to_handler, \
234                           ret_from_except)
236 #define EXC_XFER_EE(n, hdlr)            \
237         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n, MSR_KERNEL, COPY_EE, transfer_to_handler_full, \
238                           ret_from_except_full)
240 #define EXC_XFER_EE_LITE(n, hdlr)       \
241         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n+1, MSR_KERNEL, COPY_EE, transfer_to_handler, \
242                           ret_from_except)
246  * 0x0100 - Critical Interrupt Exception
247  */
248         CRITICAL_EXCEPTION(0x0100, CriticalInterrupt, unknown_exception)
251  * 0x0200 - Machine Check Exception
252  */
253         CRITICAL_EXCEPTION(0x0200, MachineCheck, machine_check_exception)
256  * 0x0300 - Data Storage Exception
257  * This happens for just a few reasons.  U0 set (but we don't do that),
258  * or zone protection fault (user violation, write to protected page).
259  * If this is just an update of modified status, we do that quickly
260  * and exit.  Otherwise, we call heavywight functions to do the work.
261  */
262         START_EXCEPTION(0x0300, DataStorage)
263         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH0, r10 /* Save some working registers */
264         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH1, r11
265 #ifdef CONFIG_403GCX
266         stw     r12, 0(r0)
267         stw     r9, 4(r0)
268         mfcr    r11
269         mfspr   r12, SPRN_PID
270         stw     r11, 8(r0)
271         stw     r12, 12(r0)
272 #else
273         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH3, r12
274         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH4, r9
275         mfcr    r11
276         mfspr   r12, SPRN_PID
277         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH6, r11
278         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH5, r12
279 #endif
281         /* First, check if it was a zone fault (which means a user
282         * tried to access a kernel or read-protected page - always
283         * a SEGV).  All other faults here must be stores, so no
284         * need to check ESR_DST as well. */
285         mfspr   r10, SPRN_ESR
286         andis.  r10, r10, ESR_DIZ@h
287         bne     2f
289         mfspr   r10, SPRN_DEAR          /* Get faulting address */
291         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
292          * kernel page tables.
293          */
294         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
295         cmplw   r10, r11
296         blt+    3f
297         lis     r11, swapper_pg_dir@h
298         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
299         li      r9, 0
300         mtspr   SPRN_PID, r9            /* TLB will have 0 TID */
301         b       4f
303         /* Get the PGD for the current thread.
304          */
306         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
307         lwz     r11,PGDIR(r11)
309         tophys(r11, r11)
310         rlwimi  r11, r10, 12, 20, 29    /* Create L1 (pgdir/pmd) address */
311         lwz     r11, 0(r11)             /* Get L1 entry */
312         rlwinm. r12, r11, 0, 0, 19      /* Extract L2 (pte) base address */
313         beq     2f                      /* Bail if no table */
315         rlwimi  r12, r10, 22, 20, 29    /* Compute PTE address */
316         lwz     r11, 0(r12)             /* Get Linux PTE */
318         andi.   r9, r11, _PAGE_RW       /* Is it writeable? */
319         beq     2f                      /* Bail if not */
321         /* Update 'changed'.
322         */
323         ori     r11, r11, _PAGE_DIRTY|_PAGE_ACCESSED|_PAGE_HWWRITE
324         stw     r11, 0(r12)             /* Update Linux page table */
326         /* Most of the Linux PTE is ready to load into the TLB LO.
327          * We set ZSEL, where only the LS-bit determines user access.
328          * We set execute, because we don't have the granularity to
329          * properly set this at the page level (Linux problem).
330          * If shared is set, we cause a zero PID->TID load.
331          * Many of these bits are software only.  Bits we don't set
332          * here we (properly should) assume have the appropriate value.
333          */
334         li      r12, 0x0ce2
335         andc    r11, r11, r12           /* Make sure 20, 21 are zero */
337         /* find the TLB index that caused the fault.  It has to be here.
338         */
339         tlbsx   r9, 0, r10
341         tlbwe   r11, r9, TLB_DATA               /* Load TLB LO */
343         /* Done...restore registers and get out of here.
344         */
345 #ifdef CONFIG_403GCX
346         lwz     r12, 12(r0)
347         lwz     r11, 8(r0)
348         mtspr   SPRN_PID, r12
349         mtcr    r11
350         lwz     r9, 4(r0)
351         lwz     r12, 0(r0)
352 #else
353         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH5
354         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH6
355         mtspr   SPRN_PID, r12
356         mtcr    r11
357         mfspr   r9, SPRN_SPRG_SCRATCH4
358         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH3
359 #endif
360         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH1
361         mfspr   r10, SPRN_SPRG_SCRATCH0
362         PPC405_ERR77_SYNC
363         rfi                     /* Should sync shadow TLBs */
364         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
367         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
368          * and call the heavyweights to help us out.
369          */
370 #ifdef CONFIG_403GCX
371         lwz     r12, 12(r0)
372         lwz     r11, 8(r0)
373         mtspr   SPRN_PID, r12
374         mtcr    r11
375         lwz     r9, 4(r0)
376         lwz     r12, 0(r0)
377 #else
378         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH5
379         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH6
380         mtspr   SPRN_PID, r12
381         mtcr    r11
382         mfspr   r9, SPRN_SPRG_SCRATCH4
383         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH3
384 #endif
385         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH1
386         mfspr   r10, SPRN_SPRG_SCRATCH0
387         b       DataAccess
390  * 0x0400 - Instruction Storage Exception
391  * This is caused by a fetch from non-execute or guarded pages.
392  */
393         START_EXCEPTION(0x0400, InstructionAccess)
394         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
395         mr      r4,r12                  /* Pass SRR0 as arg2 */
396         li      r5,0                    /* Pass zero as arg3 */
397         EXC_XFER_LITE(0x400, handle_page_fault)
399 /* 0x0500 - External Interrupt Exception */
400         EXCEPTION(0x0500, HardwareInterrupt, do_IRQ, EXC_XFER_LITE)
402 /* 0x0600 - Alignment Exception */
403         START_EXCEPTION(0x0600, Alignment)
404         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
405         mfspr   r4,SPRN_DEAR            /* Grab the DEAR and save it */
406         stw     r4,_DEAR(r11)
407         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
408         EXC_XFER_EE(0x600, alignment_exception)
410 /* 0x0700 - Program Exception */
411         START_EXCEPTION(0x0700, ProgramCheck)
412         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
413         mfspr   r4,SPRN_ESR             /* Grab the ESR and save it */
414         stw     r4,_ESR(r11)
415         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
416         EXC_XFER_STD(0x700, program_check_exception)
418         EXCEPTION(0x0800, Trap_08, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
419         EXCEPTION(0x0900, Trap_09, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
420         EXCEPTION(0x0A00, Trap_0A, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
421         EXCEPTION(0x0B00, Trap_0B, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
423 /* 0x0C00 - System Call Exception */
424         START_EXCEPTION(0x0C00, SystemCall)
425         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
426         EXC_XFER_EE_LITE(0xc00, DoSyscall)
428         EXCEPTION(0x0D00, Trap_0D, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
429         EXCEPTION(0x0E00, Trap_0E, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
430         EXCEPTION(0x0F00, Trap_0F, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
432 /* 0x1000 - Programmable Interval Timer (PIT) Exception */
433         . = 0x1000
434         b Decrementer
436 /* 0x1010 - Fixed Interval Timer (FIT) Exception
438         . = 0x1010
439         b FITException
441 /* 0x1020 - Watchdog Timer (WDT) Exception
443         . = 0x1020
444         b WDTException
446 /* 0x1100 - Data TLB Miss Exception
447  * As the name implies, translation is not in the MMU, so search the
448  * page tables and fix it.  The only purpose of this function is to
449  * load TLB entries from the page table if they exist.
450  */
451         START_EXCEPTION(0x1100, DTLBMiss)
452         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH0, r10 /* Save some working registers */
453         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH1, r11
454 #ifdef CONFIG_403GCX
455         stw     r12, 0(r0)
456         stw     r9, 4(r0)
457         mfcr    r11
458         mfspr   r12, SPRN_PID
459         stw     r11, 8(r0)
460         stw     r12, 12(r0)
461 #else
462         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH3, r12
463         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH4, r9
464         mfcr    r11
465         mfspr   r12, SPRN_PID
466         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH6, r11
467         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH5, r12
468 #endif
469         mfspr   r10, SPRN_DEAR          /* Get faulting address */
471         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
472          * kernel page tables.
473          */
474         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
475         cmplw   r10, r11
476         blt+    3f
477         lis     r11, swapper_pg_dir@h
478         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
479         li      r9, 0
480         mtspr   SPRN_PID, r9            /* TLB will have 0 TID */
481         b       4f
483         /* Get the PGD for the current thread.
484          */
486         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
487         lwz     r11,PGDIR(r11)
489         tophys(r11, r11)
490         rlwimi  r11, r10, 12, 20, 29    /* Create L1 (pgdir/pmd) address */
491         lwz     r12, 0(r11)             /* Get L1 entry */
492         andi.   r9, r12, _PMD_PRESENT   /* Check if it points to a PTE page */
493         beq     2f                      /* Bail if no table */
495         rlwimi  r12, r10, 22, 20, 29    /* Compute PTE address */
496         lwz     r11, 0(r12)             /* Get Linux PTE */
497         andi.   r9, r11, _PAGE_PRESENT
498         beq     5f
500         ori     r11, r11, _PAGE_ACCESSED
501         stw     r11, 0(r12)
503         /* Create TLB tag.  This is the faulting address plus a static
504          * set of bits.  These are size, valid, E, U0.
505         */
506         li      r12, 0x00c0
507         rlwimi  r10, r12, 0, 20, 31
509         b       finish_tlb_load
511 2:      /* Check for possible large-page pmd entry */
512         rlwinm. r9, r12, 2, 22, 24
513         beq     5f
515         /* Create TLB tag.  This is the faulting address, plus a static
516          * set of bits (valid, E, U0) plus the size from the PMD.
517          */
518         ori     r9, r9, 0x40
519         rlwimi  r10, r9, 0, 20, 31
520         mr      r11, r12
522         b       finish_tlb_load
525         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
526          * and call the heavyweights to help us out.
527          */
528 #ifdef CONFIG_403GCX
529         lwz     r12, 12(r0)
530         lwz     r11, 8(r0)
531         mtspr   SPRN_PID, r12
532         mtcr    r11
533         lwz     r9, 4(r0)
534         lwz     r12, 0(r0)
535 #else
536         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH5
537         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH6
538         mtspr   SPRN_PID, r12
539         mtcr    r11
540         mfspr   r9, SPRN_SPRG_SCRATCH4
541         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH3
542 #endif
543         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH1
544         mfspr   r10, SPRN_SPRG_SCRATCH0
545         b       DataAccess
547 /* 0x1200 - Instruction TLB Miss Exception
548  * Nearly the same as above, except we get our information from different
549  * registers and bailout to a different point.
550  */
551         START_EXCEPTION(0x1200, ITLBMiss)
552         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH0, r10  /* Save some working registers */
553         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH1, r11
554 #ifdef CONFIG_403GCX
555         stw     r12, 0(r0)
556         stw     r9, 4(r0)
557         mfcr    r11
558         mfspr   r12, SPRN_PID
559         stw     r11, 8(r0)
560         stw     r12, 12(r0)
561 #else
562         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH3, r12
563         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH4, r9
564         mfcr    r11
565         mfspr   r12, SPRN_PID
566         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH6, r11
567         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH5, r12
568 #endif
569         mfspr   r10, SPRN_SRR0          /* Get faulting address */
571         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
572          * kernel page tables.
573          */
574         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
575         cmplw   r10, r11
576         blt+    3f
577         lis     r11, swapper_pg_dir@h
578         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
579         li      r9, 0
580         mtspr   SPRN_PID, r9            /* TLB will have 0 TID */
581         b       4f
583         /* Get the PGD for the current thread.
584          */
586         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
587         lwz     r11,PGDIR(r11)
589         tophys(r11, r11)
590         rlwimi  r11, r10, 12, 20, 29    /* Create L1 (pgdir/pmd) address */
591         lwz     r12, 0(r11)             /* Get L1 entry */
592         andi.   r9, r12, _PMD_PRESENT   /* Check if it points to a PTE page */
593         beq     2f                      /* Bail if no table */
595         rlwimi  r12, r10, 22, 20, 29    /* Compute PTE address */
596         lwz     r11, 0(r12)             /* Get Linux PTE */
597         andi.   r9, r11, _PAGE_PRESENT
598         beq     5f
600         ori     r11, r11, _PAGE_ACCESSED
601         stw     r11, 0(r12)
603         /* Create TLB tag.  This is the faulting address plus a static
604          * set of bits.  These are size, valid, E, U0.
605         */
606         li      r12, 0x00c0
607         rlwimi  r10, r12, 0, 20, 31
609         b       finish_tlb_load
611 2:      /* Check for possible large-page pmd entry */
612         rlwinm. r9, r12, 2, 22, 24
613         beq     5f
615         /* Create TLB tag.  This is the faulting address, plus a static
616          * set of bits (valid, E, U0) plus the size from the PMD.
617          */
618         ori     r9, r9, 0x40
619         rlwimi  r10, r9, 0, 20, 31
620         mr      r11, r12
622         b       finish_tlb_load
625         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
626          * and call the heavyweights to help us out.
627          */
628 #ifdef CONFIG_403GCX
629         lwz     r12, 12(r0)
630         lwz     r11, 8(r0)
631         mtspr   SPRN_PID, r12
632         mtcr    r11
633         lwz     r9, 4(r0)
634         lwz     r12, 0(r0)
635 #else
636         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH5
637         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH6
638         mtspr   SPRN_PID, r12
639         mtcr    r11
640         mfspr   r9, SPRN_SPRG_SCRATCH4
641         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH3
642 #endif
643         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH1
644         mfspr   r10, SPRN_SPRG_SCRATCH0
645         b       InstructionAccess
647         EXCEPTION(0x1300, Trap_13, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
648         EXCEPTION(0x1400, Trap_14, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
649         EXCEPTION(0x1500, Trap_15, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
650         EXCEPTION(0x1600, Trap_16, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
651 #ifdef CONFIG_IBM405_ERR51
652         /* 405GP errata 51 */
653         START_EXCEPTION(0x1700, Trap_17)
654         b DTLBMiss
655 #else
656         EXCEPTION(0x1700, Trap_17, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
657 #endif
658         EXCEPTION(0x1800, Trap_18, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
659         EXCEPTION(0x1900, Trap_19, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
660         EXCEPTION(0x1A00, Trap_1A, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
661         EXCEPTION(0x1B00, Trap_1B, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
662         EXCEPTION(0x1C00, Trap_1C, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
663         EXCEPTION(0x1D00, Trap_1D, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
664         EXCEPTION(0x1E00, Trap_1E, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
665         EXCEPTION(0x1F00, Trap_1F, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
667 /* Check for a single step debug exception while in an exception
668  * handler before state has been saved.  This is to catch the case
669  * where an instruction that we are trying to single step causes
670  * an exception (eg ITLB/DTLB miss) and thus the first instruction of
671  * the exception handler generates a single step debug exception.
673  * If we get a debug trap on the first instruction of an exception handler,
674  * we reset the MSR_DE in the _exception handler's_ MSR (the debug trap is
675  * a critical exception, so we are using SPRN_CSRR1 to manipulate the MSR).
676  * The exception handler was handling a non-critical interrupt, so it will
677  * save (and later restore) the MSR via SPRN_SRR1, which will still have
678  * the MSR_DE bit set.
679  */
680         /* 0x2000 - Debug Exception */
681         START_EXCEPTION(0x2000, DebugTrap)
682         CRITICAL_EXCEPTION_PROLOG
684         /*
685          * If this is a single step or branch-taken exception in an
686          * exception entry sequence, it was probably meant to apply to
687          * the code where the exception occurred (since exception entry
688          * doesn't turn off DE automatically).  We simulate the effect
689          * of turning off DE on entry to an exception handler by turning
690          * off DE in the SRR3 value and clearing the debug status.
691          */
692         mfspr   r10,SPRN_DBSR           /* check single-step/branch taken */
693         andis.  r10,r10,DBSR_IC@h
694         beq+    2f
696         andi.   r10,r9,MSR_IR|MSR_PR    /* check supervisor + MMU off */
697         beq     1f                      /* branch and fix it up */
699         mfspr   r10,SPRN_SRR2           /* Faulting instruction address */
700         cmplwi  r10,0x2100
701         bgt+    2f                      /* address above exception vectors */
703         /* here it looks like we got an inappropriate debug exception. */
704 1:      rlwinm  r9,r9,0,~MSR_DE         /* clear DE in the SRR3 value */
705         lis     r10,DBSR_IC@h           /* clear the IC event */
706         mtspr   SPRN_DBSR,r10
707         /* restore state and get out */
708         lwz     r10,_CCR(r11)
709         lwz     r0,GPR0(r11)
710         lwz     r1,GPR1(r11)
711         mtcrf   0x80,r10
712         mtspr   SPRN_SRR2,r12
713         mtspr   SPRN_SRR3,r9
714         lwz     r9,GPR9(r11)
715         lwz     r12,GPR12(r11)
716         lwz     r10,crit_r10@l(0)
717         lwz     r11,crit_r11@l(0)
718         PPC405_ERR77_SYNC
719         rfci
720         b       .
722         /* continue normal handling for a critical exception... */
723 2:      mfspr   r4,SPRN_DBSR
724         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
725         EXC_XFER_TEMPLATE(DebugException, 0x2002, \
726                 (MSR_KERNEL & ~(MSR_ME|MSR_DE|MSR_CE)), \
727                 NOCOPY, crit_transfer_to_handler, ret_from_crit_exc)
729         /* Programmable Interval Timer (PIT) Exception. (from 0x1000) */
730 Decrementer:
731         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
732         lis     r0,TSR_PIS@h
733         mtspr   SPRN_TSR,r0             /* Clear the PIT exception */
734         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
735         EXC_XFER_LITE(0x1000, timer_interrupt)
737         /* Fixed Interval Timer (FIT) Exception. (from 0x1010) */
738 FITException:
739         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
740         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;
741         EXC_XFER_EE(0x1010, unknown_exception)
743         /* Watchdog Timer (WDT) Exception. (from 0x1020) */
744 WDTException:
745         CRITICAL_EXCEPTION_PROLOG;
746         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;
747         EXC_XFER_TEMPLATE(WatchdogException, 0x1020+2,
748                           (MSR_KERNEL & ~(MSR_ME|MSR_DE|MSR_CE)),
749                           NOCOPY, crit_transfer_to_handler,
750                           ret_from_crit_exc)
753  * The other Data TLB exceptions bail out to this point
754  * if they can't resolve the lightweight TLB fault.
755  */
756 DataAccess:
757         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
758         mfspr   r5,SPRN_ESR             /* Grab the ESR, save it, pass arg3 */
759         stw     r5,_ESR(r11)
760         mfspr   r4,SPRN_DEAR            /* Grab the DEAR, save it, pass arg2 */
761         EXC_XFER_LITE(0x300, handle_page_fault)
763 /* Other PowerPC processors, namely those derived from the 6xx-series
764  * have vectors from 0x2100 through 0x2F00 defined, but marked as reserved.
765  * However, for the 4xx-series processors these are neither defined nor
766  * reserved.
767  */
769         /* Damn, I came up one instruction too many to fit into the
770          * exception space :-).  Both the instruction and data TLB
771          * miss get to this point to load the TLB.
772          *      r10 - TLB_TAG value
773          *      r11 - Linux PTE
774          *      r12, r9 - available to use
775          *      PID - loaded with proper value when we get here
776          *      Upon exit, we reload everything and RFI.
777          * Actually, it will fit now, but oh well.....a common place
778          * to load the TLB.
779          */
780 tlb_4xx_index:
781         .long   0
782 finish_tlb_load:
783         /* load the next available TLB index.
784         */
785         lwz     r9, tlb_4xx_index@l(0)
786         addi    r9, r9, 1
787         andi.   r9, r9, (PPC40X_TLB_SIZE-1)
788         stw     r9, tlb_4xx_index@l(0)
791         /*
792          * Clear out the software-only bits in the PTE to generate the
793          * TLB_DATA value.  These are the bottom 2 bits of the RPM, the
794          * top 3 bits of the zone field, and M.
795          */
796         li      r12, 0x0ce2
797         andc    r11, r11, r12
799         tlbwe   r11, r9, TLB_DATA               /* Load TLB LO */
800         tlbwe   r10, r9, TLB_TAG                /* Load TLB HI */
802         /* Done...restore registers and get out of here.
803         */
804 #ifdef CONFIG_403GCX
805         lwz     r12, 12(r0)
806         lwz     r11, 8(r0)
807         mtspr   SPRN_PID, r12
808         mtcr    r11
809         lwz     r9, 4(r0)
810         lwz     r12, 0(r0)
811 #else
812         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH5
813         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH6
814         mtspr   SPRN_PID, r12
815         mtcr    r11
816         mfspr   r9, SPRN_SPRG_SCRATCH4
817         mfspr   r12, SPRN_SPRG_SCRATCH3
818 #endif
819         mfspr   r11, SPRN_SPRG_SCRATCH1
820         mfspr   r10, SPRN_SPRG_SCRATCH0
821         PPC405_ERR77_SYNC
822         rfi                     /* Should sync shadow TLBs */
823         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
825 /* This is where the main kernel code starts.
826  */
827 start_here:
829         /* ptr to current */
830         lis     r2,init_task@h
831         ori     r2,r2,init_task@l
833         /* ptr to phys current thread */
834         tophys(r4,r2)
835         addi    r4,r4,THREAD    /* init task's THREAD */
836         mtspr   SPRN_SPRG_THREAD,r4
838         /* stack */
839         lis     r1,init_thread_union@ha
840         addi    r1,r1,init_thread_union@l
841         li      r0,0
842         stwu    r0,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD(r1)
844         bl      early_init      /* We have to do this with MMU on */
847  * Decide what sort of machine this is and initialize the MMU.
848  */
849         li      r3,0
850         mr      r4,r31
851         bl      machine_init
852         bl      MMU_init
854 /* Go back to running unmapped so we can load up new values
855  * and change to using our exception vectors.
856  * On the 4xx, all we have to do is invalidate the TLB to clear
857  * the old 16M byte TLB mappings.
858  */
859         lis     r4,2f@h
860         ori     r4,r4,2f@l
861         tophys(r4,r4)
862         lis     r3,(MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR))@h
863         ori     r3,r3,(MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR))@l
864         mtspr   SPRN_SRR0,r4
865         mtspr   SPRN_SRR1,r3
866         rfi
867         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
869 /* Load up the kernel context */
871         sync                    /* Flush to memory before changing TLB */
872         tlbia
873         isync                   /* Flush shadow TLBs */
875         /* set up the PTE pointers for the Abatron bdiGDB.
876         */
877         lis     r6, swapper_pg_dir@h
878         ori     r6, r6, swapper_pg_dir@l
879         lis     r5, abatron_pteptrs@h
880         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
881         stw     r5, 0xf0(r0)    /* Must match your Abatron config file */
882         tophys(r5,r5)
883         stw     r6, 0(r5)
885 /* Now turn on the MMU for real! */
886         lis     r4,MSR_KERNEL@h
887         ori     r4,r4,MSR_KERNEL@l
888         lis     r3,start_kernel@h
889         ori     r3,r3,start_kernel@l
890         mtspr   SPRN_SRR0,r3
891         mtspr   SPRN_SRR1,r4
892         rfi                     /* enable MMU and jump to start_kernel */
893         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
895 /* Set up the initial MMU state so we can do the first level of
896  * kernel initialization.  This maps the first 16 MBytes of memory 1:1
897  * virtual to physical and more importantly sets the cache mode.
898  */
899 initial_mmu:
900         tlbia                   /* Invalidate all TLB entries */
901         isync
903         /* We should still be executing code at physical address 0x0000xxxx
904          * at this point. However, start_here is at virtual address
905          * 0xC000xxxx. So, set up a TLB mapping to cover this once
906          * translation is enabled.
907          */
909         lis     r3,KERNELBASE@h         /* Load the kernel virtual address */
910         ori     r3,r3,KERNELBASE@l
911         tophys(r4,r3)                   /* Load the kernel physical address */
913         iccci   r0,r3                   /* Invalidate the i-cache before use */
915         /* Load the kernel PID.
916         */
917         li      r0,0
918         mtspr   SPRN_PID,r0
919         sync
921         /* Configure and load one entry into TLB slots 63 */
922         clrrwi  r4,r4,10                /* Mask off the real page number */
923         ori     r4,r4,(TLB_WR | TLB_EX) /* Set the write and execute bits */
925         clrrwi  r3,r3,10                /* Mask off the effective page number */
926         ori     r3,r3,(TLB_VALID | TLB_PAGESZ(PAGESZ_16M))
928         li      r0,63                    /* TLB slot 63 */
930         tlbwe   r4,r0,TLB_DATA          /* Load the data portion of the entry */
931         tlbwe   r3,r0,TLB_TAG           /* Load the tag portion of the entry */
933         isync
935         /* Establish the exception vector base
936         */
937         lis     r4,KERNELBASE@h         /* EVPR only uses the high 16-bits */
938         tophys(r0,r4)                   /* Use the physical address */
939         mtspr   SPRN_EVPR,r0
941         blr
943 _GLOBAL(abort)
944         mfspr   r13,SPRN_DBCR0
945         oris    r13,r13,DBCR0_RST_SYSTEM@h
946         mtspr   SPRN_DBCR0,r13
948 _GLOBAL(set_context)
950 #ifdef CONFIG_BDI_SWITCH
951         /* Context switch the PTE pointer for the Abatron BDI2000.
952          * The PGDIR is the second parameter.
953          */
954         lis     r5, KERNELBASE@h
955         lwz     r5, 0xf0(r5)
956         stw     r4, 0x4(r5)
957 #endif
958         sync
959         mtspr   SPRN_PID,r3
960         isync                           /* Need an isync to flush shadow */
961                                         /* TLBs after changing PID */
962         blr
964 /* We put a few things here that have to be page-aligned. This stuff
965  * goes at the beginning of the data segment, which is page-aligned.
966  */
967         .data
968         .align  12
969         .globl  sdata
970 sdata:
971         .globl  empty_zero_page
972 empty_zero_page:
973         .space  4096
974         .globl  swapper_pg_dir
975 swapper_pg_dir:
976         .space  PGD_TABLE_SIZE
978 /* Room for two PTE pointers, usually the kernel and current user pointers
979  * to their respective root page table.
980  */
981 abatron_pteptrs:
982         .space  8