pinctrl: make a copy of pinmux map
[linux/fpc-iii.git] / arch / powerpc / kernel / head_44x.S
blobb725dab0f88a01eae1e085e094310e21d898e605
1 /*
2  * Kernel execution entry point code.
3  *
4  *    Copyright (c) 1995-1996 Gary Thomas <gdt@linuxppc.org>
5  *      Initial PowerPC version.
6  *    Copyright (c) 1996 Cort Dougan <cort@cs.nmt.edu>
7  *      Rewritten for PReP
8  *    Copyright (c) 1996 Paul Mackerras <paulus@cs.anu.edu.au>
9  *      Low-level exception handers, MMU support, and rewrite.
10  *    Copyright (c) 1997 Dan Malek <dmalek@jlc.net>
11  *      PowerPC 8xx modifications.
12  *    Copyright (c) 1998-1999 TiVo, Inc.
13  *      PowerPC 403GCX modifications.
14  *    Copyright (c) 1999 Grant Erickson <grant@lcse.umn.edu>
15  *      PowerPC 403GCX/405GP modifications.
16  *    Copyright 2000 MontaVista Software Inc.
17  *      PPC405 modifications
18  *      PowerPC 403GCX/405GP modifications.
19  *      Author: MontaVista Software, Inc.
20  *              frank_rowand@mvista.com or source@mvista.com
21  *              debbie_chu@mvista.com
22  *    Copyright 2002-2005 MontaVista Software, Inc.
23  *      PowerPC 44x support, Matt Porter <mporter@kernel.crashing.org>
24  *
25  * This program is free software; you can redistribute  it and/or modify it
26  * under  the terms of  the GNU General  Public License as published by the
27  * Free Software Foundation;  either version 2 of the  License, or (at your
28  * option) any later version.
29  */
31 #include <linux/init.h>
32 #include <asm/processor.h>
33 #include <asm/page.h>
34 #include <asm/mmu.h>
35 #include <asm/pgtable.h>
36 #include <asm/cputable.h>
37 #include <asm/thread_info.h>
38 #include <asm/ppc_asm.h>
39 #include <asm/asm-offsets.h>
40 #include <asm/ptrace.h>
41 #include <asm/synch.h>
42 #include "head_booke.h"
45 /* As with the other PowerPC ports, it is expected that when code
46  * execution begins here, the following registers contain valid, yet
47  * optional, information:
48  *
49  *   r3 - Board info structure pointer (DRAM, frequency, MAC address, etc.)
50  *   r4 - Starting address of the init RAM disk
51  *   r5 - Ending address of the init RAM disk
52  *   r6 - Start of kernel command line string (e.g. "mem=128")
53  *   r7 - End of kernel command line string
54  *
55  */
56         __HEAD
57 _ENTRY(_stext);
58 _ENTRY(_start);
59         /*
60          * Reserve a word at a fixed location to store the address
61          * of abatron_pteptrs
62          */
63         nop
64         mr      r31,r3          /* save device tree ptr */
65         li      r24,0           /* CPU number */
67         bl      init_cpu_state
69         /*
70          * This is where the main kernel code starts.
71          */
73         /* ptr to current */
74         lis     r2,init_task@h
75         ori     r2,r2,init_task@l
77         /* ptr to current thread */
78         addi    r4,r2,THREAD    /* init task's THREAD */
79         mtspr   SPRN_SPRG_THREAD,r4
81         /* stack */
82         lis     r1,init_thread_union@h
83         ori     r1,r1,init_thread_union@l
84         li      r0,0
85         stwu    r0,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD(r1)
87         bl      early_init
89 #ifdef CONFIG_RELOCATABLE
90         /*
91          * r25 will contain RPN/ERPN for the start address of memory
92          *
93          * Add the difference between KERNELBASE and PAGE_OFFSET to the
94          * start of physical memory to get kernstart_addr.
95          */
96         lis     r3,kernstart_addr@ha
97         la      r3,kernstart_addr@l(r3)
99         lis     r4,KERNELBASE@h
100         ori     r4,r4,KERNELBASE@l
101         lis     r5,PAGE_OFFSET@h
102         ori     r5,r5,PAGE_OFFSET@l
103         subf    r4,r5,r4
105         rlwinm  r6,r25,0,28,31  /* ERPN */
106         rlwinm  r7,r25,0,0,3    /* RPN - assuming 256 MB page size */
107         add     r7,r7,r4
109         stw     r6,0(r3)
110         stw     r7,4(r3)
111 #endif
114  * Decide what sort of machine this is and initialize the MMU.
115  */
116         li      r3,0
117         mr      r4,r31
118         bl      machine_init
119         bl      MMU_init
121         /* Setup PTE pointers for the Abatron bdiGDB */
122         lis     r6, swapper_pg_dir@h
123         ori     r6, r6, swapper_pg_dir@l
124         lis     r5, abatron_pteptrs@h
125         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
126         lis     r4, KERNELBASE@h
127         ori     r4, r4, KERNELBASE@l
128         stw     r5, 0(r4)       /* Save abatron_pteptrs at a fixed location */
129         stw     r6, 0(r5)
131         /* Clear the Machine Check Syndrome Register */
132         li      r0,0
133         mtspr   SPRN_MCSR,r0
135         /* Let's move on */
136         lis     r4,start_kernel@h
137         ori     r4,r4,start_kernel@l
138         lis     r3,MSR_KERNEL@h
139         ori     r3,r3,MSR_KERNEL@l
140         mtspr   SPRN_SRR0,r4
141         mtspr   SPRN_SRR1,r3
142         rfi                     /* change context and jump to start_kernel */
145  * Interrupt vector entry code
147  * The Book E MMUs are always on so we don't need to handle
148  * interrupts in real mode as with previous PPC processors. In
149  * this case we handle interrupts in the kernel virtual address
150  * space.
152  * Interrupt vectors are dynamically placed relative to the
153  * interrupt prefix as determined by the address of interrupt_base.
154  * The interrupt vectors offsets are programmed using the labels
155  * for each interrupt vector entry.
157  * Interrupt vectors must be aligned on a 16 byte boundary.
158  * We align on a 32 byte cache line boundary for good measure.
159  */
161 interrupt_base:
162         /* Critical Input Interrupt */
163         CRITICAL_EXCEPTION(0x0100, CriticalInput, unknown_exception)
165         /* Machine Check Interrupt */
166         CRITICAL_EXCEPTION(0x0200, MachineCheck, machine_check_exception)
167         MCHECK_EXCEPTION(0x0210, MachineCheckA, machine_check_exception)
169         /* Data Storage Interrupt */
170         DATA_STORAGE_EXCEPTION
172                 /* Instruction Storage Interrupt */
173         INSTRUCTION_STORAGE_EXCEPTION
175         /* External Input Interrupt */
176         EXCEPTION(0x0500, ExternalInput, do_IRQ, EXC_XFER_LITE)
178         /* Alignment Interrupt */
179         ALIGNMENT_EXCEPTION
181         /* Program Interrupt */
182         PROGRAM_EXCEPTION
184         /* Floating Point Unavailable Interrupt */
185 #ifdef CONFIG_PPC_FPU
186         FP_UNAVAILABLE_EXCEPTION
187 #else
188         EXCEPTION(0x2010, FloatingPointUnavailable, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
189 #endif
190         /* System Call Interrupt */
191         START_EXCEPTION(SystemCall)
192         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
193         EXC_XFER_EE_LITE(0x0c00, DoSyscall)
195         /* Auxiliary Processor Unavailable Interrupt */
196         EXCEPTION(0x2020, AuxillaryProcessorUnavailable, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
198         /* Decrementer Interrupt */
199         DECREMENTER_EXCEPTION
201         /* Fixed Internal Timer Interrupt */
202         /* TODO: Add FIT support */
203         EXCEPTION(0x1010, FixedIntervalTimer, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
205         /* Watchdog Timer Interrupt */
206         /* TODO: Add watchdog support */
207 #ifdef CONFIG_BOOKE_WDT
208         CRITICAL_EXCEPTION(0x1020, WatchdogTimer, WatchdogException)
209 #else
210         CRITICAL_EXCEPTION(0x1020, WatchdogTimer, unknown_exception)
211 #endif
213         /* Data TLB Error Interrupt */
214         START_EXCEPTION(DataTLBError44x)
215         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH0, r10                /* Save some working registers */
216         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH1, r11
217         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH2, r12
218         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH3, r13
219         mfcr    r11
220         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH4, r11
221         mfspr   r10, SPRN_DEAR          /* Get faulting address */
223         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
224          * kernel page tables.
225          */
226         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
227         cmplw   r10, r11
228         blt+    3f
229         lis     r11, swapper_pg_dir@h
230         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
232         mfspr   r12,SPRN_MMUCR
233         rlwinm  r12,r12,0,0,23          /* Clear TID */
235         b       4f
237         /* Get the PGD for the current thread */
239         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
240         lwz     r11,PGDIR(r11)
242         /* Load PID into MMUCR TID */
243         mfspr   r12,SPRN_MMUCR
244         mfspr   r13,SPRN_PID            /* Get PID */
245         rlwimi  r12,r13,0,24,31         /* Set TID */
248         mtspr   SPRN_MMUCR,r12
250         /* Mask of required permission bits. Note that while we
251          * do copy ESR:ST to _PAGE_RW position as trying to write
252          * to an RO page is pretty common, we don't do it with
253          * _PAGE_DIRTY. We could do it, but it's a fairly rare
254          * event so I'd rather take the overhead when it happens
255          * rather than adding an instruction here. We should measure
256          * whether the whole thing is worth it in the first place
257          * as we could avoid loading SPRN_ESR completely in the first
258          * place...
259          *
260          * TODO: Is it worth doing that mfspr & rlwimi in the first
261          *       place or can we save a couple of instructions here ?
262          */
263         mfspr   r12,SPRN_ESR
264         li      r13,_PAGE_PRESENT|_PAGE_ACCESSED
265         rlwimi  r13,r12,10,30,30
267         /* Load the PTE */
268         /* Compute pgdir/pmd offset */
269         rlwinm  r12, r10, PPC44x_PGD_OFF_SHIFT, PPC44x_PGD_OFF_MASK_BIT, 29
270         lwzx    r11, r12, r11           /* Get pgd/pmd entry */
271         rlwinm. r12, r11, 0, 0, 20      /* Extract pt base address */
272         beq     2f                      /* Bail if no table */
274         /* Compute pte address */
275         rlwimi  r12, r10, PPC44x_PTE_ADD_SHIFT, PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT, 28
276         lwz     r11, 0(r12)             /* Get high word of pte entry */
277         lwz     r12, 4(r12)             /* Get low word of pte entry */
279         lis     r10,tlb_44x_index@ha
281         andc.   r13,r13,r12             /* Check permission */
283         /* Load the next available TLB index */
284         lwz     r13,tlb_44x_index@l(r10)
286         bne     2f                      /* Bail if permission mismach */
288         /* Increment, rollover, and store TLB index */
289         addi    r13,r13,1
291         /* Compare with watermark (instruction gets patched) */
292         .globl tlb_44x_patch_hwater_D
293 tlb_44x_patch_hwater_D:
294         cmpwi   0,r13,1                 /* reserve entries */
295         ble     5f
296         li      r13,0
298         /* Store the next available TLB index */
299         stw     r13,tlb_44x_index@l(r10)
301         /* Re-load the faulting address */
302         mfspr   r10,SPRN_DEAR
304          /* Jump to common tlb load */
305         b       finish_tlb_load_44x
308         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
309          * and call the heavyweights to help us out.
310          */
311         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
312         mtcr    r11
313         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
314         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
315         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
316         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
317         b       DataStorage
319         /* Instruction TLB Error Interrupt */
320         /*
321          * Nearly the same as above, except we get our
322          * information from different registers and bailout
323          * to a different point.
324          */
325         START_EXCEPTION(InstructionTLBError44x)
326         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH0, r10 /* Save some working registers */
327         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH1, r11
328         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH2, r12
329         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH3, r13
330         mfcr    r11
331         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH4, r11
332         mfspr   r10, SPRN_SRR0          /* Get faulting address */
334         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
335          * kernel page tables.
336          */
337         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
338         cmplw   r10, r11
339         blt+    3f
340         lis     r11, swapper_pg_dir@h
341         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
343         mfspr   r12,SPRN_MMUCR
344         rlwinm  r12,r12,0,0,23          /* Clear TID */
346         b       4f
348         /* Get the PGD for the current thread */
350         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
351         lwz     r11,PGDIR(r11)
353         /* Load PID into MMUCR TID */
354         mfspr   r12,SPRN_MMUCR
355         mfspr   r13,SPRN_PID            /* Get PID */
356         rlwimi  r12,r13,0,24,31         /* Set TID */
359         mtspr   SPRN_MMUCR,r12
361         /* Make up the required permissions */
362         li      r13,_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_EXEC
364         /* Compute pgdir/pmd offset */
365         rlwinm  r12, r10, PPC44x_PGD_OFF_SHIFT, PPC44x_PGD_OFF_MASK_BIT, 29
366         lwzx    r11, r12, r11           /* Get pgd/pmd entry */
367         rlwinm. r12, r11, 0, 0, 20      /* Extract pt base address */
368         beq     2f                      /* Bail if no table */
370         /* Compute pte address */
371         rlwimi  r12, r10, PPC44x_PTE_ADD_SHIFT, PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT, 28
372         lwz     r11, 0(r12)             /* Get high word of pte entry */
373         lwz     r12, 4(r12)             /* Get low word of pte entry */
375         lis     r10,tlb_44x_index@ha
377         andc.   r13,r13,r12             /* Check permission */
379         /* Load the next available TLB index */
380         lwz     r13,tlb_44x_index@l(r10)
382         bne     2f                      /* Bail if permission mismach */
384         /* Increment, rollover, and store TLB index */
385         addi    r13,r13,1
387         /* Compare with watermark (instruction gets patched) */
388         .globl tlb_44x_patch_hwater_I
389 tlb_44x_patch_hwater_I:
390         cmpwi   0,r13,1                 /* reserve entries */
391         ble     5f
392         li      r13,0
394         /* Store the next available TLB index */
395         stw     r13,tlb_44x_index@l(r10)
397         /* Re-load the faulting address */
398         mfspr   r10,SPRN_SRR0
400         /* Jump to common TLB load point */
401         b       finish_tlb_load_44x
404         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
405          * and call the heavyweights to help us out.
406          */
407         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
408         mtcr    r11
409         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
410         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
411         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
412         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
413         b       InstructionStorage
416  * Both the instruction and data TLB miss get to this
417  * point to load the TLB.
418  *      r10 - EA of fault
419  *      r11 - PTE high word value
420  *      r12 - PTE low word value
421  *      r13 - TLB index
422  *      MMUCR - loaded with proper value when we get here
423  *      Upon exit, we reload everything and RFI.
424  */
425 finish_tlb_load_44x:
426         /* Combine RPN & ERPN an write WS 0 */
427         rlwimi  r11,r12,0,0,31-PAGE_SHIFT
428         tlbwe   r11,r13,PPC44x_TLB_XLAT
430         /*
431          * Create WS1. This is the faulting address (EPN),
432          * page size, and valid flag.
433          */
434         li      r11,PPC44x_TLB_VALID | PPC44x_TLBE_SIZE
435         /* Insert valid and page size */
436         rlwimi  r10,r11,0,PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT,31
437         tlbwe   r10,r13,PPC44x_TLB_PAGEID       /* Write PAGEID */
439         /* And WS 2 */
440         li      r10,0xf85                       /* Mask to apply from PTE */
441         rlwimi  r10,r12,29,30,30                /* DIRTY -> SW position */
442         and     r11,r12,r10                     /* Mask PTE bits to keep */
443         andi.   r10,r12,_PAGE_USER              /* User page ? */
444         beq     1f                              /* nope, leave U bits empty */
445         rlwimi  r11,r11,3,26,28                 /* yes, copy S bits to U */
446 1:      tlbwe   r11,r13,PPC44x_TLB_ATTRIB       /* Write ATTRIB */
448         /* Done...restore registers and get out of here.
449         */
450         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
451         mtcr    r11
452         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
453         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
454         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
455         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
456         rfi                                     /* Force context change */
458 /* TLB error interrupts for 476
459  */
460 #ifdef CONFIG_PPC_47x
461         START_EXCEPTION(DataTLBError47x)
462         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH0,r10 /* Save some working registers */
463         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH1,r11
464         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH2,r12
465         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH3,r13
466         mfcr    r11
467         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH4,r11
468         mfspr   r10,SPRN_DEAR           /* Get faulting address */
470         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
471          * kernel page tables.
472          */
473         lis     r11,PAGE_OFFSET@h
474         cmplw   cr0,r10,r11
475         blt+    3f
476         lis     r11,swapper_pg_dir@h
477         ori     r11,r11, swapper_pg_dir@l
478         li      r12,0                   /* MMUCR = 0 */
479         b       4f
481         /* Get the PGD for the current thread and setup MMUCR */
482 3:      mfspr   r11,SPRN_SPRG3
483         lwz     r11,PGDIR(r11)
484         mfspr   r12,SPRN_PID            /* Get PID */
485 4:      mtspr   SPRN_MMUCR,r12          /* Set MMUCR */
487         /* Mask of required permission bits. Note that while we
488          * do copy ESR:ST to _PAGE_RW position as trying to write
489          * to an RO page is pretty common, we don't do it with
490          * _PAGE_DIRTY. We could do it, but it's a fairly rare
491          * event so I'd rather take the overhead when it happens
492          * rather than adding an instruction here. We should measure
493          * whether the whole thing is worth it in the first place
494          * as we could avoid loading SPRN_ESR completely in the first
495          * place...
496          *
497          * TODO: Is it worth doing that mfspr & rlwimi in the first
498          *       place or can we save a couple of instructions here ?
499          */
500         mfspr   r12,SPRN_ESR
501         li      r13,_PAGE_PRESENT|_PAGE_ACCESSED
502         rlwimi  r13,r12,10,30,30
504         /* Load the PTE */
505         /* Compute pgdir/pmd offset */
506         rlwinm  r12,r10,PPC44x_PGD_OFF_SHIFT,PPC44x_PGD_OFF_MASK_BIT,29
507         lwzx    r11,r12,r11             /* Get pgd/pmd entry */
509         /* Word 0 is EPN,V,TS,DSIZ */
510         li      r12,PPC47x_TLB0_VALID | PPC47x_TLBE_SIZE
511         rlwimi  r10,r12,0,32-PAGE_SHIFT,31      /* Insert valid and page size*/
512         li      r12,0
513         tlbwe   r10,r12,0
515         /* XXX can we do better ? Need to make sure tlbwe has established
516          * latch V bit in MMUCR0 before the PTE is loaded further down */
517 #ifdef CONFIG_SMP
518         isync
519 #endif
521         rlwinm. r12,r11,0,0,20          /* Extract pt base address */
522         /* Compute pte address */
523         rlwimi  r12,r10,PPC44x_PTE_ADD_SHIFT,PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT,28
524         beq     2f                      /* Bail if no table */
525         lwz     r11,0(r12)              /* Get high word of pte entry */
527         /* XXX can we do better ? maybe insert a known 0 bit from r11 into the
528          * bottom of r12 to create a data dependency... We can also use r10
529          * as destination nowadays
530          */
531 #ifdef CONFIG_SMP
532         lwsync
533 #endif
534         lwz     r12,4(r12)              /* Get low word of pte entry */
536         andc.   r13,r13,r12             /* Check permission */
538          /* Jump to common tlb load */
539         beq     finish_tlb_load_47x
541 2:      /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
542          * and call the heavyweights to help us out.
543          */
544         mfspr   r11,SPRN_SPRG_RSCRATCH4
545         mtcr    r11
546         mfspr   r13,SPRN_SPRG_RSCRATCH3
547         mfspr   r12,SPRN_SPRG_RSCRATCH2
548         mfspr   r11,SPRN_SPRG_RSCRATCH1
549         mfspr   r10,SPRN_SPRG_RSCRATCH0
550         b       DataStorage
552         /* Instruction TLB Error Interrupt */
553         /*
554          * Nearly the same as above, except we get our
555          * information from different registers and bailout
556          * to a different point.
557          */
558         START_EXCEPTION(InstructionTLBError47x)
559         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH0,r10 /* Save some working registers */
560         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH1,r11
561         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH2,r12
562         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH3,r13
563         mfcr    r11
564         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH4,r11
565         mfspr   r10,SPRN_SRR0           /* Get faulting address */
567         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
568          * kernel page tables.
569          */
570         lis     r11,PAGE_OFFSET@h
571         cmplw   cr0,r10,r11
572         blt+    3f
573         lis     r11,swapper_pg_dir@h
574         ori     r11,r11, swapper_pg_dir@l
575         li      r12,0                   /* MMUCR = 0 */
576         b       4f
578         /* Get the PGD for the current thread and setup MMUCR */
579 3:      mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
580         lwz     r11,PGDIR(r11)
581         mfspr   r12,SPRN_PID            /* Get PID */
582 4:      mtspr   SPRN_MMUCR,r12          /* Set MMUCR */
584         /* Make up the required permissions */
585         li      r13,_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_EXEC
587         /* Load PTE */
588         /* Compute pgdir/pmd offset */
589         rlwinm  r12,r10,PPC44x_PGD_OFF_SHIFT,PPC44x_PGD_OFF_MASK_BIT,29
590         lwzx    r11,r12,r11             /* Get pgd/pmd entry */
592         /* Word 0 is EPN,V,TS,DSIZ */
593         li      r12,PPC47x_TLB0_VALID | PPC47x_TLBE_SIZE
594         rlwimi  r10,r12,0,32-PAGE_SHIFT,31      /* Insert valid and page size*/
595         li      r12,0
596         tlbwe   r10,r12,0
598         /* XXX can we do better ? Need to make sure tlbwe has established
599          * latch V bit in MMUCR0 before the PTE is loaded further down */
600 #ifdef CONFIG_SMP
601         isync
602 #endif
604         rlwinm. r12,r11,0,0,20          /* Extract pt base address */
605         /* Compute pte address */
606         rlwimi  r12,r10,PPC44x_PTE_ADD_SHIFT,PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT,28
607         beq     2f                      /* Bail if no table */
609         lwz     r11,0(r12)              /* Get high word of pte entry */
610         /* XXX can we do better ? maybe insert a known 0 bit from r11 into the
611          * bottom of r12 to create a data dependency... We can also use r10
612          * as destination nowadays
613          */
614 #ifdef CONFIG_SMP
615         lwsync
616 #endif
617         lwz     r12,4(r12)              /* Get low word of pte entry */
619         andc.   r13,r13,r12             /* Check permission */
621         /* Jump to common TLB load point */
622         beq     finish_tlb_load_47x
624 2:      /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
625          * and call the heavyweights to help us out.
626          */
627         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
628         mtcr    r11
629         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
630         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
631         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
632         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
633         b       InstructionStorage
636  * Both the instruction and data TLB miss get to this
637  * point to load the TLB.
638  *      r10 - free to use
639  *      r11 - PTE high word value
640  *      r12 - PTE low word value
641  *      r13 - free to use
642  *      MMUCR - loaded with proper value when we get here
643  *      Upon exit, we reload everything and RFI.
644  */
645 finish_tlb_load_47x:
646         /* Combine RPN & ERPN an write WS 1 */
647         rlwimi  r11,r12,0,0,31-PAGE_SHIFT
648         tlbwe   r11,r13,1
650         /* And make up word 2 */
651         li      r10,0xf85                       /* Mask to apply from PTE */
652         rlwimi  r10,r12,29,30,30                /* DIRTY -> SW position */
653         and     r11,r12,r10                     /* Mask PTE bits to keep */
654         andi.   r10,r12,_PAGE_USER              /* User page ? */
655         beq     1f                              /* nope, leave U bits empty */
656         rlwimi  r11,r11,3,26,28                 /* yes, copy S bits to U */
657 1:      tlbwe   r11,r13,2
659         /* Done...restore registers and get out of here.
660         */
661         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
662         mtcr    r11
663         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
664         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
665         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
666         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
667         rfi
669 #endif /* CONFIG_PPC_47x */
671         /* Debug Interrupt */
672         /*
673          * This statement needs to exist at the end of the IVPR
674          * definition just in case you end up taking a debug
675          * exception within another exception.
676          */
677         DEBUG_CRIT_EXCEPTION
680  * Global functions
681  */
684  * Adjust the machine check IVOR on 440A cores
685  */
686 _GLOBAL(__fixup_440A_mcheck)
687         li      r3,MachineCheckA@l
688         mtspr   SPRN_IVOR1,r3
689         sync
690         blr
693  * extern void giveup_altivec(struct task_struct *prev)
695  * The 44x core does not have an AltiVec unit.
696  */
697 _GLOBAL(giveup_altivec)
698         blr
701  * extern void giveup_fpu(struct task_struct *prev)
703  * The 44x core does not have an FPU.
704  */
705 #ifndef CONFIG_PPC_FPU
706 _GLOBAL(giveup_fpu)
707         blr
708 #endif
710 _GLOBAL(set_context)
712 #ifdef CONFIG_BDI_SWITCH
713         /* Context switch the PTE pointer for the Abatron BDI2000.
714          * The PGDIR is the second parameter.
715          */
716         lis     r5, abatron_pteptrs@h
717         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
718         stw     r4, 0x4(r5)
719 #endif
720         mtspr   SPRN_PID,r3
721         isync                   /* Force context change */
722         blr
725  * Init CPU state. This is called at boot time or for secondary CPUs
726  * to setup initial TLB entries, setup IVORs, etc...
728  */
729 _GLOBAL(init_cpu_state)
730         mflr    r22
731 #ifdef CONFIG_PPC_47x
732         /* We use the PVR to differenciate 44x cores from 476 */
733         mfspr   r3,SPRN_PVR
734         srwi    r3,r3,16
735         cmplwi  cr0,r3,PVR_476@h
736         beq     head_start_47x
737         cmplwi  cr0,r3,PVR_476_ISS@h
738         beq     head_start_47x
739 #endif /* CONFIG_PPC_47x */
742  * In case the firmware didn't do it, we apply some workarounds
743  * that are good for all 440 core variants here
744  */
745         mfspr   r3,SPRN_CCR0
746         rlwinm  r3,r3,0,0,27    /* disable icache prefetch */
747         isync
748         mtspr   SPRN_CCR0,r3
749         isync
750         sync
753  * Set up the initial MMU state for 44x
755  * We are still executing code at the virtual address
756  * mappings set by the firmware for the base of RAM.
758  * We first invalidate all TLB entries but the one
759  * we are running from.  We then load the KERNELBASE
760  * mappings so we can begin to use kernel addresses
761  * natively and so the interrupt vector locations are
762  * permanently pinned (necessary since Book E
763  * implementations always have translation enabled).
765  * TODO: Use the known TLB entry we are running from to
766  *       determine which physical region we are located
767  *       in.  This can be used to determine where in RAM
768  *       (on a shared CPU system) or PCI memory space
769  *       (on a DRAMless system) we are located.
770  *       For now, we assume a perfect world which means
771  *       we are located at the base of DRAM (physical 0).
772  */
775  * Search TLB for entry that we are currently using.
776  * Invalidate all entries but the one we are using.
777  */
778         /* Load our current PID->MMUCR TID and MSR IS->MMUCR STS */
779         mfspr   r3,SPRN_PID                     /* Get PID */
780         mfmsr   r4                              /* Get MSR */
781         andi.   r4,r4,MSR_IS@l                  /* TS=1? */
782         beq     wmmucr                          /* If not, leave STS=0 */
783         oris    r3,r3,PPC44x_MMUCR_STS@h        /* Set STS=1 */
784 wmmucr: mtspr   SPRN_MMUCR,r3                   /* Put MMUCR */
785         sync
787         bl      invstr                          /* Find our address */
788 invstr: mflr    r5                              /* Make it accessible */
789         tlbsx   r23,0,r5                        /* Find entry we are in */
790         li      r4,0                            /* Start at TLB entry 0 */
791         li      r3,0                            /* Set PAGEID inval value */
792 1:      cmpw    r23,r4                          /* Is this our entry? */
793         beq     skpinv                          /* If so, skip the inval */
794         tlbwe   r3,r4,PPC44x_TLB_PAGEID         /* If not, inval the entry */
795 skpinv: addi    r4,r4,1                         /* Increment */
796         cmpwi   r4,64                           /* Are we done? */
797         bne     1b                              /* If not, repeat */
798         isync                                   /* If so, context change */
801  * Configure and load pinned entry into TLB slot 63.
802  */
804         lis     r3,PAGE_OFFSET@h
805         ori     r3,r3,PAGE_OFFSET@l
807         /* Kernel is at the base of RAM */
808         li r4, 0                        /* Load the kernel physical address */
810         /* Load the kernel PID = 0 */
811         li      r0,0
812         mtspr   SPRN_PID,r0
813         sync
815         /* Initialize MMUCR */
816         li      r5,0
817         mtspr   SPRN_MMUCR,r5
818         sync
820         /* pageid fields */
821         clrrwi  r3,r3,10                /* Mask off the effective page number */
822         ori     r3,r3,PPC44x_TLB_VALID | PPC44x_TLB_256M
824         /* xlat fields */
825         clrrwi  r4,r4,10                /* Mask off the real page number */
826                                         /* ERPN is 0 for first 4GB page */
828         /* attrib fields */
829         /* Added guarded bit to protect against speculative loads/stores */
830         li      r5,0
831         ori     r5,r5,(PPC44x_TLB_SW | PPC44x_TLB_SR | PPC44x_TLB_SX | PPC44x_TLB_G)
833         li      r0,63                    /* TLB slot 63 */
835         tlbwe   r3,r0,PPC44x_TLB_PAGEID /* Load the pageid fields */
836         tlbwe   r4,r0,PPC44x_TLB_XLAT   /* Load the translation fields */
837         tlbwe   r5,r0,PPC44x_TLB_ATTRIB /* Load the attrib/access fields */
839         /* Force context change */
840         mfmsr   r0
841         mtspr   SPRN_SRR1, r0
842         lis     r0,3f@h
843         ori     r0,r0,3f@l
844         mtspr   SPRN_SRR0,r0
845         sync
846         rfi
848         /* If necessary, invalidate original entry we used */
849 3:      cmpwi   r23,63
850         beq     4f
851         li      r6,0
852         tlbwe   r6,r23,PPC44x_TLB_PAGEID
853         isync
856 #ifdef CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x
857         /* Add UART mapping for early debug. */
859         /* pageid fields */
860         lis     r3,PPC44x_EARLY_DEBUG_VIRTADDR@h
861         ori     r3,r3,PPC44x_TLB_VALID|PPC44x_TLB_TS|PPC44x_TLB_64K
863         /* xlat fields */
864         lis     r4,CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x_PHYSLOW@h
865         ori     r4,r4,CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x_PHYSHIGH
867         /* attrib fields */
868         li      r5,(PPC44x_TLB_SW|PPC44x_TLB_SR|PPC44x_TLB_I|PPC44x_TLB_G)
869         li      r0,62                    /* TLB slot 0 */
871         tlbwe   r3,r0,PPC44x_TLB_PAGEID
872         tlbwe   r4,r0,PPC44x_TLB_XLAT
873         tlbwe   r5,r0,PPC44x_TLB_ATTRIB
875         /* Force context change */
876         isync
877 #endif /* CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x */
879         /* Establish the interrupt vector offsets */
880         SET_IVOR(0,  CriticalInput);
881         SET_IVOR(1,  MachineCheck);
882         SET_IVOR(2,  DataStorage);
883         SET_IVOR(3,  InstructionStorage);
884         SET_IVOR(4,  ExternalInput);
885         SET_IVOR(5,  Alignment);
886         SET_IVOR(6,  Program);
887         SET_IVOR(7,  FloatingPointUnavailable);
888         SET_IVOR(8,  SystemCall);
889         SET_IVOR(9,  AuxillaryProcessorUnavailable);
890         SET_IVOR(10, Decrementer);
891         SET_IVOR(11, FixedIntervalTimer);
892         SET_IVOR(12, WatchdogTimer);
893         SET_IVOR(13, DataTLBError44x);
894         SET_IVOR(14, InstructionTLBError44x);
895         SET_IVOR(15, DebugCrit);
897         b       head_start_common
900 #ifdef CONFIG_PPC_47x
902 #ifdef CONFIG_SMP
904 /* Entry point for secondary 47x processors */
905 _GLOBAL(start_secondary_47x)
906         mr      r24,r3          /* CPU number */
908         bl      init_cpu_state
910         /* Now we need to bolt the rest of kernel memory which
911          * is done in C code. We must be careful because our task
912          * struct or our stack can (and will probably) be out
913          * of reach of the initial 256M TLB entry, so we use a
914          * small temporary stack in .bss for that. This works
915          * because only one CPU at a time can be in this code
916          */
917         lis     r1,temp_boot_stack@h
918         ori     r1,r1,temp_boot_stack@l
919         addi    r1,r1,1024-STACK_FRAME_OVERHEAD
920         li      r0,0
921         stw     r0,0(r1)
922         bl      mmu_init_secondary
924         /* Now we can get our task struct and real stack pointer */
926         /* Get current_thread_info and current */
927         lis     r1,secondary_ti@ha
928         lwz     r1,secondary_ti@l(r1)
929         lwz     r2,TI_TASK(r1)
931         /* Current stack pointer */
932         addi    r1,r1,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD
933         li      r0,0
934         stw     r0,0(r1)
936         /* Kernel stack for exception entry in SPRG3 */
937         addi    r4,r2,THREAD    /* init task's THREAD */
938         mtspr   SPRN_SPRG3,r4
940         b       start_secondary
942 #endif /* CONFIG_SMP */
945  * Set up the initial MMU state for 44x
947  * We are still executing code at the virtual address
948  * mappings set by the firmware for the base of RAM.
949  */
951 head_start_47x:
952         /* Load our current PID->MMUCR TID and MSR IS->MMUCR STS */
953         mfspr   r3,SPRN_PID                     /* Get PID */
954         mfmsr   r4                              /* Get MSR */
955         andi.   r4,r4,MSR_IS@l                  /* TS=1? */
956         beq     1f                              /* If not, leave STS=0 */
957         oris    r3,r3,PPC47x_MMUCR_STS@h        /* Set STS=1 */
958 1:      mtspr   SPRN_MMUCR,r3                   /* Put MMUCR */
959         sync
961         /* Find the entry we are running from */
962         bl      1f
963 1:      mflr    r23
964         tlbsx   r23,0,r23
965         tlbre   r24,r23,0
966         tlbre   r25,r23,1
967         tlbre   r26,r23,2
970  * Cleanup time
971  */
973         /* Initialize MMUCR */
974         li      r5,0
975         mtspr   SPRN_MMUCR,r5
976         sync
978 clear_all_utlb_entries:
980         #; Set initial values.
982         addis           r3,0,0x8000
983         addi            r4,0,0
984         addi            r5,0,0
985         b               clear_utlb_entry
987         #; Align the loop to speed things up.
989         .align          6
991 clear_utlb_entry:
993         tlbwe           r4,r3,0
994         tlbwe           r5,r3,1
995         tlbwe           r5,r3,2
996         addis           r3,r3,0x2000
997         cmpwi           r3,0
998         bne             clear_utlb_entry
999         addis           r3,0,0x8000
1000         addis           r4,r4,0x100
1001         cmpwi           r4,0
1002         bne             clear_utlb_entry
1004         #; Restore original entry.
1006         oris    r23,r23,0x8000  /* specify the way */
1007         tlbwe           r24,r23,0
1008         tlbwe           r25,r23,1
1009         tlbwe           r26,r23,2
1012  * Configure and load pinned entry into TLB for the kernel core
1013  */
1015         lis     r3,PAGE_OFFSET@h
1016         ori     r3,r3,PAGE_OFFSET@l
1018         /* Load the kernel PID = 0 */
1019         li      r0,0
1020         mtspr   SPRN_PID,r0
1021         sync
1023         /* Word 0 */
1024         clrrwi  r3,r3,12                /* Mask off the effective page number */
1025         ori     r3,r3,PPC47x_TLB0_VALID | PPC47x_TLB0_256M
1027         /* Word 1 - use r25.  RPN is the same as the original entry */
1029         /* Word 2 */
1030         li      r5,0
1031         ori     r5,r5,PPC47x_TLB2_S_RWX
1032 #ifdef CONFIG_SMP
1033         ori     r5,r5,PPC47x_TLB2_M
1034 #endif
1036         /* We write to way 0 and bolted 0 */
1037         lis     r0,0x8800
1038         tlbwe   r3,r0,0
1039         tlbwe   r25,r0,1
1040         tlbwe   r5,r0,2
1043  * Configure SSPCR, ISPCR and USPCR for now to search everything, we can fix
1044  * them up later
1045  */
1046         LOAD_REG_IMMEDIATE(r3, 0x9abcdef0)
1047         mtspr   SPRN_SSPCR,r3
1048         mtspr   SPRN_USPCR,r3
1049         LOAD_REG_IMMEDIATE(r3, 0x12345670)
1050         mtspr   SPRN_ISPCR,r3
1052         /* Force context change */
1053         mfmsr   r0
1054         mtspr   SPRN_SRR1, r0
1055         lis     r0,3f@h
1056         ori     r0,r0,3f@l
1057         mtspr   SPRN_SRR0,r0
1058         sync
1059         rfi
1061         /* Invalidate original entry we used */
1063         rlwinm  r24,r24,0,21,19 /* clear the "valid" bit */
1064         tlbwe   r24,r23,0
1065         addi    r24,0,0
1066         tlbwe   r24,r23,1
1067         tlbwe   r24,r23,2
1068         isync                   /* Clear out the shadow TLB entries */
1070 #ifdef CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x
1071         /* Add UART mapping for early debug. */
1073         /* Word 0 */
1074         lis     r3,PPC44x_EARLY_DEBUG_VIRTADDR@h
1075         ori     r3,r3,PPC47x_TLB0_VALID | PPC47x_TLB0_TS | PPC47x_TLB0_1M
1077         /* Word 1 */
1078         lis     r4,CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x_PHYSLOW@h
1079         ori     r4,r4,CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x_PHYSHIGH
1081         /* Word 2 */
1082         li      r5,(PPC47x_TLB2_S_RW | PPC47x_TLB2_IMG)
1084         /* Bolted in way 0, bolt slot 5, we -hope- we don't hit the same
1085          * congruence class as the kernel, we need to make sure of it at
1086          * some point
1087          */
1088         lis     r0,0x8d00
1089         tlbwe   r3,r0,0
1090         tlbwe   r4,r0,1
1091         tlbwe   r5,r0,2
1093         /* Force context change */
1094         isync
1095 #endif /* CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x */
1097         /* Establish the interrupt vector offsets */
1098         SET_IVOR(0,  CriticalInput);
1099         SET_IVOR(1,  MachineCheckA);
1100         SET_IVOR(2,  DataStorage);
1101         SET_IVOR(3,  InstructionStorage);
1102         SET_IVOR(4,  ExternalInput);
1103         SET_IVOR(5,  Alignment);
1104         SET_IVOR(6,  Program);
1105         SET_IVOR(7,  FloatingPointUnavailable);
1106         SET_IVOR(8,  SystemCall);
1107         SET_IVOR(9,  AuxillaryProcessorUnavailable);
1108         SET_IVOR(10, Decrementer);
1109         SET_IVOR(11, FixedIntervalTimer);
1110         SET_IVOR(12, WatchdogTimer);
1111         SET_IVOR(13, DataTLBError47x);
1112         SET_IVOR(14, InstructionTLBError47x);
1113         SET_IVOR(15, DebugCrit);
1115         /* We configure icbi to invalidate 128 bytes at a time since the
1116          * current 32-bit kernel code isn't too happy with icache != dcache
1117          * block size
1118          */
1119         mfspr   r3,SPRN_CCR0
1120         oris    r3,r3,0x0020
1121         mtspr   SPRN_CCR0,r3
1122         isync
1124 #endif /* CONFIG_PPC_47x */
1127  * Here we are back to code that is common between 44x and 47x
1129  * We proceed to further kernel initialization and return to the
1130  * main kernel entry
1131  */
1132 head_start_common:
1133         /* Establish the interrupt vector base */
1134         lis     r4,interrupt_base@h     /* IVPR only uses the high 16-bits */
1135         mtspr   SPRN_IVPR,r4
1137         /*
1138          * If the kernel was loaded at a non-zero 256 MB page, we need to
1139          * mask off the most significant 4 bits to get the relative address
1140          * from the start of physical memory
1141          */
1142         rlwinm  r22,r22,0,4,31
1143         addis   r22,r22,PAGE_OFFSET@h
1144         mtlr    r22
1145         isync
1146         blr
1149  * We put a few things here that have to be page-aligned. This stuff
1150  * goes at the beginning of the data segment, which is page-aligned.
1151  */
1152         .data
1153         .align  PAGE_SHIFT
1154         .globl  sdata
1155 sdata:
1156         .globl  empty_zero_page
1157 empty_zero_page:
1158         .space  PAGE_SIZE
1161  * To support >32-bit physical addresses, we use an 8KB pgdir.
1162  */
1163         .globl  swapper_pg_dir
1164 swapper_pg_dir:
1165         .space  PGD_TABLE_SIZE
1168  * Room for two PTE pointers, usually the kernel and current user pointers
1169  * to their respective root page table.
1170  */
1171 abatron_pteptrs:
1172         .space  8
1174 #ifdef CONFIG_SMP
1175         .align  12
1176 temp_boot_stack:
1177         .space  1024
1178 #endif /* CONFIG_SMP */