mm: fix exec activate_mm vs TLB shootdown and lazy tlb switching race
[linux/fpc-iii.git] / arch / xtensa / kernel / entry.S
blob37a239556889c0cc3912d921585879c4abd98876
1 /*
2  * Low-level exception handling
3  *
4  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
5  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
6  * for more details.
7  *
8  * Copyright (C) 2004 - 2008 by Tensilica Inc.
9  * Copyright (C) 2015 Cadence Design Systems Inc.
10  *
11  * Chris Zankel <chris@zankel.net>
12  *
13  */
15 #include <linux/linkage.h>
16 #include <asm/asm-offsets.h>
17 #include <asm/processor.h>
18 #include <asm/coprocessor.h>
19 #include <asm/thread_info.h>
20 #include <asm/asm-uaccess.h>
21 #include <asm/unistd.h>
22 #include <asm/ptrace.h>
23 #include <asm/current.h>
24 #include <asm/pgtable.h>
25 #include <asm/page.h>
26 #include <asm/signal.h>
27 #include <asm/tlbflush.h>
28 #include <variant/tie-asm.h>
30 /* Unimplemented features. */
32 #undef KERNEL_STACK_OVERFLOW_CHECK
34 /* Not well tested.
35  *
36  * - fast_coprocessor
37  */
40  * Macro to find first bit set in WINDOWBASE from the left + 1
41  *
42  * 100....0 -> 1
43  * 010....0 -> 2
44  * 000....1 -> WSBITS
45  */
47         .macro ffs_ws bit mask
49 #if XCHAL_HAVE_NSA
50         nsau    \bit, \mask                     # 32-WSBITS ... 31 (32 iff 0)
51         addi    \bit, \bit, WSBITS - 32 + 1     # uppest bit set -> return 1
52 #else
53         movi    \bit, WSBITS
54 #if WSBITS > 16
55         _bltui  \mask, 0x10000, 99f
56         addi    \bit, \bit, -16
57         extui   \mask, \mask, 16, 16
58 #endif
59 #if WSBITS > 8
60 99:     _bltui  \mask, 0x100, 99f
61         addi    \bit, \bit, -8
62         srli    \mask, \mask, 8
63 #endif
64 99:     _bltui  \mask, 0x10, 99f
65         addi    \bit, \bit, -4
66         srli    \mask, \mask, 4
67 99:     _bltui  \mask, 0x4, 99f
68         addi    \bit, \bit, -2
69         srli    \mask, \mask, 2
70 99:     _bltui  \mask, 0x2, 99f
71         addi    \bit, \bit, -1
72 99:
74 #endif
75         .endm
78         .macro  irq_save flags tmp
79 #if XTENSA_FAKE_NMI
80 #if defined(CONFIG_DEBUG_KERNEL) && (LOCKLEVEL | TOPLEVEL) >= XCHAL_DEBUGLEVEL
81         rsr     \flags, ps
82         extui   \tmp, \flags, PS_INTLEVEL_SHIFT, PS_INTLEVEL_WIDTH
83         bgei    \tmp, LOCKLEVEL, 99f
84         rsil    \tmp, LOCKLEVEL
85 99:
86 #else
87         movi    \tmp, LOCKLEVEL
88         rsr     \flags, ps
89         or      \flags, \flags, \tmp
90         xsr     \flags, ps
91         rsync
92 #endif
93 #else
94         rsil    \flags, LOCKLEVEL
95 #endif
96         .endm
98 /* ----------------- DEFAULT FIRST LEVEL EXCEPTION HANDLERS ----------------- */
101  * First-level exception handler for user exceptions.
102  * Save some special registers, extra states and all registers in the AR
103  * register file that were in use in the user task, and jump to the common
104  * exception code.
105  * We save SAR (used to calculate WMASK), and WB and WS (we don't have to
106  * save them for kernel exceptions).
108  * Entry condition for user_exception:
110  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
111  *   a1:        a1
112  *   a2:        new stack pointer, original value in depc
113  *   a3:        a3
114  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
115  *   excsave1:  dispatch table
117  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
118  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
120  * Entry condition for _user_exception:
122  *   a0-a3 and depc have been saved to PT_AREG0...PT_AREG3 and PT_DEPC
123  *   excsave has been restored, and
124  *   stack pointer (a1) has been set.
126  * Note: _user_exception might be at an odd address. Don't use call0..call12
127  */
129 ENTRY(user_exception)
131         /* Save a1, a2, a3, and set SP. */
133         rsr     a0, depc
134         s32i    a1, a2, PT_AREG1
135         s32i    a0, a2, PT_AREG2
136         s32i    a3, a2, PT_AREG3
137         mov     a1, a2
139         .globl _user_exception
140 _user_exception:
142         /* Save SAR and turn off single stepping */
144         movi    a2, 0
145         wsr     a2, depc                # terminate user stack trace with 0
146         rsr     a3, sar
147         xsr     a2, icountlevel
148         s32i    a3, a1, PT_SAR
149         s32i    a2, a1, PT_ICOUNTLEVEL
151 #if XCHAL_HAVE_THREADPTR
152         rur     a2, threadptr
153         s32i    a2, a1, PT_THREADPTR
154 #endif
156         /* Rotate ws so that the current windowbase is at bit0. */
157         /* Assume ws = xxwww1yyyy. Rotate ws right, so that a2 = yyyyxxwww1 */
159         rsr     a2, windowbase
160         rsr     a3, windowstart
161         ssr     a2
162         s32i    a2, a1, PT_WINDOWBASE
163         s32i    a3, a1, PT_WINDOWSTART
164         slli    a2, a3, 32-WSBITS
165         src     a2, a3, a2
166         srli    a2, a2, 32-WSBITS
167         s32i    a2, a1, PT_WMASK        # needed for restoring registers
169         /* Save only live registers. */
171         _bbsi.l a2, 1, 1f
172         s32i    a4, a1, PT_AREG4
173         s32i    a5, a1, PT_AREG5
174         s32i    a6, a1, PT_AREG6
175         s32i    a7, a1, PT_AREG7
176         _bbsi.l a2, 2, 1f
177         s32i    a8, a1, PT_AREG8
178         s32i    a9, a1, PT_AREG9
179         s32i    a10, a1, PT_AREG10
180         s32i    a11, a1, PT_AREG11
181         _bbsi.l a2, 3, 1f
182         s32i    a12, a1, PT_AREG12
183         s32i    a13, a1, PT_AREG13
184         s32i    a14, a1, PT_AREG14
185         s32i    a15, a1, PT_AREG15
186         _bnei   a2, 1, 1f               # only one valid frame?
188         /* Only one valid frame, skip saving regs. */
190         j       2f
192         /* Save the remaining registers.
193          * We have to save all registers up to the first '1' from
194          * the right, except the current frame (bit 0).
195          * Assume a2 is:  001001000110001
196          * All register frames starting from the top field to the marked '1'
197          * must be saved.
198          */
200 1:      addi    a3, a2, -1              # eliminate '1' in bit 0: yyyyxxww0
201         neg     a3, a3                  # yyyyxxww0 -> YYYYXXWW1+1
202         and     a3, a3, a2              # max. only one bit is set
204         /* Find number of frames to save */
206         ffs_ws  a0, a3                  # number of frames to the '1' from left
208         /* Store information into WMASK:
209          * bits 0..3: xxx1 masked lower 4 bits of the rotated windowstart,
210          * bits 4...: number of valid 4-register frames
211          */
213         slli    a3, a0, 4               # number of frames to save in bits 8..4
214         extui   a2, a2, 0, 4            # mask for the first 16 registers
215         or      a2, a3, a2
216         s32i    a2, a1, PT_WMASK        # needed when we restore the reg-file
218         /* Save 4 registers at a time */
220 1:      rotw    -1
221         s32i    a0, a5, PT_AREG_END - 16
222         s32i    a1, a5, PT_AREG_END - 12
223         s32i    a2, a5, PT_AREG_END - 8
224         s32i    a3, a5, PT_AREG_END - 4
225         addi    a0, a4, -1
226         addi    a1, a5, -16
227         _bnez   a0, 1b
229         /* WINDOWBASE still in SAR! */
231         rsr     a2, sar                 # original WINDOWBASE
232         movi    a3, 1
233         ssl     a2
234         sll     a3, a3
235         wsr     a3, windowstart         # set corresponding WINDOWSTART bit
236         wsr     a2, windowbase          # and WINDOWSTART
237         rsync
239         /* We are back to the original stack pointer (a1) */
241 2:      /* Now, jump to the common exception handler. */
243         j       common_exception
245 ENDPROC(user_exception)
248  * First-level exit handler for kernel exceptions
249  * Save special registers and the live window frame.
250  * Note: Even though we changes the stack pointer, we don't have to do a
251  *       MOVSP here, as we do that when we return from the exception.
252  *       (See comment in the kernel exception exit code)
254  * Entry condition for kernel_exception:
256  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
257  *   a1:        a1
258  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
259  *   a3:        a3
260  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
261  *   excsave_1: dispatch table
263  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
264  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
266  * Entry condition for _kernel_exception:
268  *   a0-a3 and depc have been saved to PT_AREG0...PT_AREG3 and PT_DEPC
269  *   excsave has been restored, and
270  *   stack pointer (a1) has been set.
272  * Note: _kernel_exception might be at an odd address. Don't use call0..call12
273  */
275 ENTRY(kernel_exception)
277         /* Save a1, a2, a3, and set SP. */
279         rsr     a0, depc                # get a2
280         s32i    a1, a2, PT_AREG1
281         s32i    a0, a2, PT_AREG2
282         s32i    a3, a2, PT_AREG3
283         mov     a1, a2
285         .globl _kernel_exception
286 _kernel_exception:
288         /* Save SAR and turn off single stepping */
290         movi    a2, 0
291         rsr     a3, sar
292         xsr     a2, icountlevel
293         s32i    a3, a1, PT_SAR
294         s32i    a2, a1, PT_ICOUNTLEVEL
296         /* Rotate ws so that the current windowbase is at bit0. */
297         /* Assume ws = xxwww1yyyy. Rotate ws right, so that a2 = yyyyxxwww1 */
299         rsr     a2, windowbase          # don't need to save these, we only
300         rsr     a3, windowstart         # need shifted windowstart: windowmask
301         ssr     a2
302         slli    a2, a3, 32-WSBITS
303         src     a2, a3, a2
304         srli    a2, a2, 32-WSBITS
305         s32i    a2, a1, PT_WMASK        # needed for kernel_exception_exit
307         /* Save only the live window-frame */
309         _bbsi.l a2, 1, 1f
310         s32i    a4, a1, PT_AREG4
311         s32i    a5, a1, PT_AREG5
312         s32i    a6, a1, PT_AREG6
313         s32i    a7, a1, PT_AREG7
314         _bbsi.l a2, 2, 1f
315         s32i    a8, a1, PT_AREG8
316         s32i    a9, a1, PT_AREG9
317         s32i    a10, a1, PT_AREG10
318         s32i    a11, a1, PT_AREG11
319         _bbsi.l a2, 3, 1f
320         s32i    a12, a1, PT_AREG12
321         s32i    a13, a1, PT_AREG13
322         s32i    a14, a1, PT_AREG14
323         s32i    a15, a1, PT_AREG15
325         _bnei   a2, 1, 1f
327         /* Copy spill slots of a0 and a1 to imitate movsp
328          * in order to keep exception stack continuous
329          */
330         l32i    a3, a1, PT_SIZE
331         l32i    a0, a1, PT_SIZE + 4
332         s32e    a3, a1, -16
333         s32e    a0, a1, -12
335         l32i    a0, a1, PT_AREG0        # restore saved a0
336         wsr     a0, depc
338 #ifdef KERNEL_STACK_OVERFLOW_CHECK
340         /*  Stack overflow check, for debugging  */
341         extui   a2, a1, TASK_SIZE_BITS,XX
342         movi    a3, SIZE??
343         _bge    a2, a3, out_of_stack_panic
345 #endif
348  * This is the common exception handler.
349  * We get here from the user exception handler or simply by falling through
350  * from the kernel exception handler.
351  * Save the remaining special registers, switch to kernel mode, and jump
352  * to the second-level exception handler.
354  */
356 common_exception:
358         /* Save some registers, disable loops and clear the syscall flag. */
360         rsr     a2, debugcause
361         rsr     a3, epc1
362         s32i    a2, a1, PT_DEBUGCAUSE
363         s32i    a3, a1, PT_PC
365         movi    a2, -1
366         rsr     a3, excvaddr
367         s32i    a2, a1, PT_SYSCALL
368         movi    a2, 0
369         s32i    a3, a1, PT_EXCVADDR
370 #if XCHAL_HAVE_LOOPS
371         xsr     a2, lcount
372         s32i    a2, a1, PT_LCOUNT
373 #endif
375         /* It is now save to restore the EXC_TABLE_FIXUP variable. */
377         rsr     a2, exccause
378         movi    a3, 0
379         rsr     a0, excsave1
380         s32i    a2, a1, PT_EXCCAUSE
381         s32i    a3, a0, EXC_TABLE_FIXUP
383         /* All unrecoverable states are saved on stack, now, and a1 is valid.
384          * Now we can allow exceptions again. In case we've got an interrupt
385          * PS.INTLEVEL is set to LOCKLEVEL disabling furhter interrupts,
386          * otherwise it's left unchanged.
387          *
388          * Set PS(EXCM = 0, UM = 0, RING = 0, OWB = 0, WOE = 1, INTLEVEL = X)
389          */
391         rsr     a3, ps
392         s32i    a3, a1, PT_PS           # save ps
394 #if XTENSA_FAKE_NMI
395         /* Correct PS needs to be saved in the PT_PS:
396          * - in case of exception or level-1 interrupt it's in the PS,
397          *   and is already saved.
398          * - in case of medium level interrupt it's in the excsave2.
399          */
400         movi    a0, EXCCAUSE_MAPPED_NMI
401         extui   a3, a3, PS_INTLEVEL_SHIFT, PS_INTLEVEL_WIDTH
402         beq     a2, a0, .Lmedium_level_irq
403         bnei    a2, EXCCAUSE_LEVEL1_INTERRUPT, .Lexception
404         beqz    a3, .Llevel1_irq        # level-1 IRQ sets ps.intlevel to 0
406 .Lmedium_level_irq:
407         rsr     a0, excsave2
408         s32i    a0, a1, PT_PS           # save medium-level interrupt ps
409         bgei    a3, LOCKLEVEL, .Lexception
411 .Llevel1_irq:
412         movi    a3, LOCKLEVEL
414 .Lexception:
415         movi    a0, 1 << PS_WOE_BIT
416         or      a3, a3, a0
417 #else
418         addi    a2, a2, -EXCCAUSE_LEVEL1_INTERRUPT
419         movi    a0, LOCKLEVEL
420         extui   a3, a3, PS_INTLEVEL_SHIFT, PS_INTLEVEL_WIDTH
421                                         # a3 = PS.INTLEVEL
422         moveqz  a3, a0, a2              # a3 = LOCKLEVEL iff interrupt
423         movi    a2, 1 << PS_WOE_BIT
424         or      a3, a3, a2
425         rsr     a2, exccause
426 #endif
428         /* restore return address (or 0 if return to userspace) */
429         rsr     a0, depc
430         wsr     a3, ps
431         rsync                           # PS.WOE => rsync => overflow
433         /* Save lbeg, lend */
434 #if XCHAL_HAVE_LOOPS
435         rsr     a4, lbeg
436         rsr     a3, lend
437         s32i    a4, a1, PT_LBEG
438         s32i    a3, a1, PT_LEND
439 #endif
441         /* Save SCOMPARE1 */
443 #if XCHAL_HAVE_S32C1I
444         rsr     a3, scompare1
445         s32i    a3, a1, PT_SCOMPARE1
446 #endif
448         /* Save optional registers. */
450         save_xtregs_opt a1 a3 a4 a5 a6 a7 PT_XTREGS_OPT
451         
452         /* Go to second-level dispatcher. Set up parameters to pass to the
453          * exception handler and call the exception handler.
454          */
456         rsr     a4, excsave1
457         mov     a6, a1                  # pass stack frame
458         mov     a7, a2                  # pass EXCCAUSE
459         addx4   a4, a2, a4
460         l32i    a4, a4, EXC_TABLE_DEFAULT               # load handler
462         /* Call the second-level handler */
464         callx4  a4
466         /* Jump here for exception exit */
467         .global common_exception_return
468 common_exception_return:
470 #if XTENSA_FAKE_NMI
471         l32i    a2, a1, PT_EXCCAUSE
472         movi    a3, EXCCAUSE_MAPPED_NMI
473         beq     a2, a3, .LNMIexit
474 #endif
476         irq_save a2, a3
477 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
478         movi    a4, trace_hardirqs_off
479         callx4  a4
480 #endif
482         /* Jump if we are returning from kernel exceptions. */
484         l32i    a3, a1, PT_PS
485         GET_THREAD_INFO(a2, a1)
486         l32i    a4, a2, TI_FLAGS
487         _bbci.l a3, PS_UM_BIT, 6f
489         /* Specific to a user exception exit:
490          * We need to check some flags for signal handling and rescheduling,
491          * and have to restore WB and WS, extra states, and all registers
492          * in the register file that were in use in the user task.
493          * Note that we don't disable interrupts here. 
494          */
496         _bbsi.l a4, TIF_NEED_RESCHED, 3f
497         _bbsi.l a4, TIF_NOTIFY_RESUME, 2f
498         _bbci.l a4, TIF_SIGPENDING, 5f
500 2:      l32i    a4, a1, PT_DEPC
501         bgeui   a4, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 4f
503         /* Call do_signal() */
505 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
506         movi    a4, trace_hardirqs_on
507         callx4  a4
508 #endif
509         rsil    a2, 0
510         movi    a4, do_notify_resume    # int do_notify_resume(struct pt_regs*)
511         mov     a6, a1
512         callx4  a4
513         j       1b
515 3:      /* Reschedule */
517 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
518         movi    a4, trace_hardirqs_on
519         callx4  a4
520 #endif
521         rsil    a2, 0
522         movi    a4, schedule    # void schedule (void)
523         callx4  a4
524         j       1b
526 #ifdef CONFIG_PREEMPT
528         _bbci.l a4, TIF_NEED_RESCHED, 4f
530         /* Check current_thread_info->preempt_count */
532         l32i    a4, a2, TI_PRE_COUNT
533         bnez    a4, 4f
534         movi    a4, preempt_schedule_irq
535         callx4  a4
536         j       1b
537 #endif
539 #if XTENSA_FAKE_NMI
540 .LNMIexit:
541         l32i    a3, a1, PT_PS
542         _bbci.l a3, PS_UM_BIT, 4f
543 #endif
546 #ifdef CONFIG_HAVE_HW_BREAKPOINT
547         _bbci.l a4, TIF_DB_DISABLED, 7f
548         movi    a4, restore_dbreak
549         callx4  a4
551 #endif
552 #ifdef CONFIG_DEBUG_TLB_SANITY
553         l32i    a4, a1, PT_DEPC
554         bgeui   a4, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 4f
555         movi    a4, check_tlb_sanity
556         callx4  a4
557 #endif
560 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
561         extui   a4, a3, PS_INTLEVEL_SHIFT, PS_INTLEVEL_WIDTH
562         bgei    a4, LOCKLEVEL, 1f
563         movi    a4, trace_hardirqs_on
564         callx4  a4
566 #endif
567         /* Restore optional registers. */
569         load_xtregs_opt a1 a2 a4 a5 a6 a7 PT_XTREGS_OPT
571         /* Restore SCOMPARE1 */
573 #if XCHAL_HAVE_S32C1I
574         l32i    a2, a1, PT_SCOMPARE1
575         wsr     a2, scompare1
576 #endif
577         wsr     a3, ps          /* disable interrupts */
579         _bbci.l a3, PS_UM_BIT, kernel_exception_exit
581 user_exception_exit:
583         /* Restore the state of the task and return from the exception. */
585         /* Switch to the user thread WINDOWBASE. Save SP temporarily in DEPC */
587         l32i    a2, a1, PT_WINDOWBASE
588         l32i    a3, a1, PT_WINDOWSTART
589         wsr     a1, depc                # use DEPC as temp storage
590         wsr     a3, windowstart         # restore WINDOWSTART
591         ssr     a2                      # preserve user's WB in the SAR
592         wsr     a2, windowbase          # switch to user's saved WB
593         rsync
594         rsr     a1, depc                # restore stack pointer
595         l32i    a2, a1, PT_WMASK        # register frames saved (in bits 4...9)
596         rotw    -1                      # we restore a4..a7
597         _bltui  a6, 16, 1f              # only have to restore current window?
599         /* The working registers are a0 and a3.  We are restoring to
600          * a4..a7.  Be careful not to destroy what we have just restored.
601          * Note: wmask has the format YYYYM:
602          *       Y: number of registers saved in groups of 4
603          *       M: 4 bit mask of first 16 registers
604          */
606         mov     a2, a6
607         mov     a3, a5
609 2:      rotw    -1                      # a0..a3 become a4..a7
610         addi    a3, a7, -4*4            # next iteration
611         addi    a2, a6, -16             # decrementing Y in WMASK
612         l32i    a4, a3, PT_AREG_END + 0
613         l32i    a5, a3, PT_AREG_END + 4
614         l32i    a6, a3, PT_AREG_END + 8
615         l32i    a7, a3, PT_AREG_END + 12
616         _bgeui  a2, 16, 2b
618         /* Clear unrestored registers (don't leak anything to user-land */
620 1:      rsr     a0, windowbase
621         rsr     a3, sar
622         sub     a3, a0, a3
623         beqz    a3, 2f
624         extui   a3, a3, 0, WBBITS
626 1:      rotw    -1
627         addi    a3, a7, -1
628         movi    a4, 0
629         movi    a5, 0
630         movi    a6, 0
631         movi    a7, 0
632         bgei    a3, 1, 1b
634         /* We are back were we were when we started.
635          * Note: a2 still contains WMASK (if we've returned to the original
636          *       frame where we had loaded a2), or at least the lower 4 bits
637          *       (if we have restored WSBITS-1 frames).
638          */
641 #if XCHAL_HAVE_THREADPTR
642         l32i    a3, a1, PT_THREADPTR
643         wur     a3, threadptr
644 #endif
646         j       common_exception_exit
648         /* This is the kernel exception exit.
649          * We avoided to do a MOVSP when we entered the exception, but we
650          * have to do it here.
651          */
653 kernel_exception_exit:
655         /* Check if we have to do a movsp.
656          *
657          * We only have to do a movsp if the previous window-frame has
658          * been spilled to the *temporary* exception stack instead of the
659          * task's stack. This is the case if the corresponding bit in
660          * WINDOWSTART for the previous window-frame was set before
661          * (not spilled) but is zero now (spilled).
662          * If this bit is zero, all other bits except the one for the
663          * current window frame are also zero. So, we can use a simple test:
664          * 'and' WINDOWSTART and WINDOWSTART-1:
665          *
666          *  (XXXXXX1[0]* - 1) AND XXXXXX1[0]* = XXXXXX0[0]*
667          *
668          * The result is zero only if one bit was set.
669          *
670          * (Note: We might have gone through several task switches before
671          *        we come back to the current task, so WINDOWBASE might be
672          *        different from the time the exception occurred.)
673          */
675         /* Test WINDOWSTART before and after the exception.
676          * We actually have WMASK, so we only have to test if it is 1 or not.
677          */
679         l32i    a2, a1, PT_WMASK
680         _beqi   a2, 1, common_exception_exit    # Spilled before exception,jump
682         /* Test WINDOWSTART now. If spilled, do the movsp */
684         rsr     a3, windowstart
685         addi    a0, a3, -1
686         and     a3, a3, a0
687         _bnez   a3, common_exception_exit
689         /* Do a movsp (we returned from a call4, so we have at least a0..a7) */
691         addi    a0, a1, -16
692         l32i    a3, a0, 0
693         l32i    a4, a0, 4
694         s32i    a3, a1, PT_SIZE+0
695         s32i    a4, a1, PT_SIZE+4
696         l32i    a3, a0, 8
697         l32i    a4, a0, 12
698         s32i    a3, a1, PT_SIZE+8
699         s32i    a4, a1, PT_SIZE+12
701         /* Common exception exit.
702          * We restore the special register and the current window frame, and
703          * return from the exception.
704          *
705          * Note: We expect a2 to hold PT_WMASK
706          */
708 common_exception_exit:
710         /* Restore address registers. */
712         _bbsi.l a2, 1, 1f
713         l32i    a4,  a1, PT_AREG4
714         l32i    a5,  a1, PT_AREG5
715         l32i    a6,  a1, PT_AREG6
716         l32i    a7,  a1, PT_AREG7
717         _bbsi.l a2, 2, 1f
718         l32i    a8,  a1, PT_AREG8
719         l32i    a9,  a1, PT_AREG9
720         l32i    a10, a1, PT_AREG10
721         l32i    a11, a1, PT_AREG11
722         _bbsi.l a2, 3, 1f
723         l32i    a12, a1, PT_AREG12
724         l32i    a13, a1, PT_AREG13
725         l32i    a14, a1, PT_AREG14
726         l32i    a15, a1, PT_AREG15
728         /* Restore PC, SAR */
730 1:      l32i    a2, a1, PT_PC
731         l32i    a3, a1, PT_SAR
732         wsr     a2, epc1
733         wsr     a3, sar
735         /* Restore LBEG, LEND, LCOUNT */
736 #if XCHAL_HAVE_LOOPS
737         l32i    a2, a1, PT_LBEG
738         l32i    a3, a1, PT_LEND
739         wsr     a2, lbeg
740         l32i    a2, a1, PT_LCOUNT
741         wsr     a3, lend
742         wsr     a2, lcount
743 #endif
745         /* We control single stepping through the ICOUNTLEVEL register. */
747         l32i    a2, a1, PT_ICOUNTLEVEL
748         movi    a3, -2
749         wsr     a2, icountlevel
750         wsr     a3, icount
752         /* Check if it was double exception. */
754         l32i    a0, a1, PT_DEPC
755         l32i    a3, a1, PT_AREG3
756         l32i    a2, a1, PT_AREG2
757         _bgeui  a0, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 1f
759         /* Restore a0...a3 and return */
761         l32i    a0, a1, PT_AREG0
762         l32i    a1, a1, PT_AREG1
763         rfe
765 1:      wsr     a0, depc
766         l32i    a0, a1, PT_AREG0
767         l32i    a1, a1, PT_AREG1
768         rfde
770 ENDPROC(kernel_exception)
773  * Debug exception handler.
775  * Currently, we don't support KGDB, so only user application can be debugged.
777  * When we get here,  a0 is trashed and saved to excsave[debuglevel]
778  */
780 ENTRY(debug_exception)
782         rsr     a0, SREG_EPS + XCHAL_DEBUGLEVEL
783         bbsi.l  a0, PS_EXCM_BIT, 1f     # exception mode
785         /* Set EPC1 and EXCCAUSE */
787         wsr     a2, depc                # save a2 temporarily
788         rsr     a2, SREG_EPC + XCHAL_DEBUGLEVEL
789         wsr     a2, epc1
791         movi    a2, EXCCAUSE_MAPPED_DEBUG
792         wsr     a2, exccause
794         /* Restore PS to the value before the debug exc but with PS.EXCM set.*/
796         movi    a2, 1 << PS_EXCM_BIT
797         or      a2, a0, a2
798         wsr     a2, ps
800         /* Switch to kernel/user stack, restore jump vector, and save a0 */
802         bbsi.l  a2, PS_UM_BIT, 2f       # jump if user mode
804         addi    a2, a1, -16-PT_SIZE     # assume kernel stack
806         l32i    a0, a3, DT_DEBUG_SAVE
807         s32i    a1, a2, PT_AREG1
808         s32i    a0, a2, PT_AREG0
809         movi    a0, 0
810         s32i    a0, a2, PT_DEPC         # mark it as a regular exception
811         xsr     a3, SREG_EXCSAVE + XCHAL_DEBUGLEVEL
812         xsr     a0, depc
813         s32i    a3, a2, PT_AREG3
814         s32i    a0, a2, PT_AREG2
815         mov     a1, a2
817         /* Debug exception is handled as an exception, so interrupts will
818          * likely be enabled in the common exception handler. Disable
819          * preemption if we have HW breakpoints to preserve DEBUGCAUSE.DBNUM
820          * meaning.
821          */
822 #if defined(CONFIG_PREEMPT_COUNT) && defined(CONFIG_HAVE_HW_BREAKPOINT)
823         GET_THREAD_INFO(a2, a1)
824         l32i    a3, a2, TI_PRE_COUNT
825         addi    a3, a3, 1
826         s32i    a3, a2, TI_PRE_COUNT
827 #endif
829         rsr     a2, ps
830         bbsi.l  a2, PS_UM_BIT, _user_exception
831         j       _kernel_exception
833 2:      rsr     a2, excsave1
834         l32i    a2, a2, EXC_TABLE_KSTK  # load kernel stack pointer
835         j       3b
837 #ifdef CONFIG_HAVE_HW_BREAKPOINT
838         /* Debug exception while in exception mode. This may happen when
839          * window overflow/underflow handler or fast exception handler hits
840          * data breakpoint, in which case save and disable all data
841          * breakpoints, single-step faulting instruction and restore data
842          * breakpoints.
843          */
845         bbci.l  a0, PS_UM_BIT, 1b       # jump if kernel mode
847         rsr     a0, debugcause
848         bbsi.l  a0, DEBUGCAUSE_DBREAK_BIT, .Ldebug_save_dbreak
850         .set    _index, 0
851         .rept   XCHAL_NUM_DBREAK
852         l32i    a0, a3, DT_DBREAKC_SAVE + _index * 4
853         wsr     a0, SREG_DBREAKC + _index
854         .set    _index, _index + 1
855         .endr
857         l32i    a0, a3, DT_ICOUNT_LEVEL_SAVE
858         wsr     a0, icountlevel
860         l32i    a0, a3, DT_ICOUNT_SAVE
861         xsr     a0, icount
863         l32i    a0, a3, DT_DEBUG_SAVE
864         xsr     a3, SREG_EXCSAVE + XCHAL_DEBUGLEVEL
865         rfi     XCHAL_DEBUGLEVEL
867 .Ldebug_save_dbreak:
868         .set    _index, 0
869         .rept   XCHAL_NUM_DBREAK
870         movi    a0, 0
871         xsr     a0, SREG_DBREAKC + _index
872         s32i    a0, a3, DT_DBREAKC_SAVE + _index * 4
873         .set    _index, _index + 1
874         .endr
876         movi    a0, XCHAL_EXCM_LEVEL + 1
877         xsr     a0, icountlevel
878         s32i    a0, a3, DT_ICOUNT_LEVEL_SAVE
880         movi    a0, 0xfffffffe
881         xsr     a0, icount
882         s32i    a0, a3, DT_ICOUNT_SAVE
884         l32i    a0, a3, DT_DEBUG_SAVE
885         xsr     a3, SREG_EXCSAVE + XCHAL_DEBUGLEVEL
886         rfi     XCHAL_DEBUGLEVEL
887 #else
888         /* Debug exception while in exception mode. Should not happen. */
889 1:      j       1b      // FIXME!!
890 #endif
892 ENDPROC(debug_exception)
895  * We get here in case of an unrecoverable exception.
896  * The only thing we can do is to be nice and print a panic message.
897  * We only produce a single stack frame for panic, so ???
900  * Entry conditions:
902  *   - a0 contains the caller address; original value saved in excsave1.
903  *   - the original a0 contains a valid return address (backtrace) or 0.
904  *   - a2 contains a valid stackpointer
906  * Notes:
908  *   - If the stack pointer could be invalid, the caller has to setup a
909  *     dummy stack pointer (e.g. the stack of the init_task)
911  *   - If the return address could be invalid, the caller has to set it
912  *     to 0, so the backtrace would stop.
914  */
915         .align 4
916 unrecoverable_text:
917         .ascii "Unrecoverable error in exception handler\0"
919 ENTRY(unrecoverable_exception)
921         movi    a0, 1
922         movi    a1, 0
924         wsr     a0, windowstart
925         wsr     a1, windowbase
926         rsync
928         movi    a1, (1 << PS_WOE_BIT) | LOCKLEVEL
929         wsr     a1, ps
930         rsync
932         movi    a1, init_task
933         movi    a0, 0
934         addi    a1, a1, PT_REGS_OFFSET
936         movi    a4, panic
937         movi    a6, unrecoverable_text
939         callx4  a4
941 1:      j       1b
943 ENDPROC(unrecoverable_exception)
945 /* -------------------------- FAST EXCEPTION HANDLERS ----------------------- */
948  * Fast-handler for alloca exceptions
950  *  The ALLOCA handler is entered when user code executes the MOVSP
951  *  instruction and the caller's frame is not in the register file.
953  * This algorithm was taken from the Ross Morley's RTOS Porting Layer:
955  *    /home/ross/rtos/porting/XtensaRTOS-PortingLayer-20090507/xtensa_vectors.S
957  * It leverages the existing window spill/fill routines and their support for
958  * double exceptions. The 'movsp' instruction will only cause an exception if
959  * the next window needs to be loaded. In fact this ALLOCA exception may be
960  * replaced at some point by changing the hardware to do a underflow exception
961  * of the proper size instead.
963  * This algorithm simply backs out the register changes started by the user
964  * excpetion handler, makes it appear that we have started a window underflow
965  * by rotating the window back and then setting the old window base (OWB) in
966  * the 'ps' register with the rolled back window base. The 'movsp' instruction
967  * will be re-executed and this time since the next window frames is in the
968  * active AR registers it won't cause an exception.
970  * If the WindowUnderflow code gets a TLB miss the page will get mapped
971  * the the partial windeowUnderflow will be handeled in the double exception
972  * handler.
974  * Entry condition:
976  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
977  *   a1:        a1
978  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
979  *   a3:        a3
980  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
981  *   excsave_1: dispatch table
983  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
984  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
985  */
987 ENTRY(fast_alloca)
988         rsr     a0, windowbase
989         rotw    -1
990         rsr     a2, ps
991         extui   a3, a2, PS_OWB_SHIFT, PS_OWB_WIDTH
992         xor     a3, a3, a4
993         l32i    a4, a6, PT_AREG0
994         l32i    a1, a6, PT_DEPC
995         rsr     a6, depc
996         wsr     a1, depc
997         slli    a3, a3, PS_OWB_SHIFT
998         xor     a2, a2, a3
999         wsr     a2, ps
1000         rsync
1002         _bbci.l a4, 31, 4f
1003         rotw    -1
1004         _bbci.l a8, 30, 8f
1005         rotw    -1
1006         j       _WindowUnderflow12
1007 8:      j       _WindowUnderflow8
1008 4:      j       _WindowUnderflow4
1009 ENDPROC(fast_alloca)
1012  * fast system calls.
1014  * WARNING:  The kernel doesn't save the entire user context before
1015  * handling a fast system call.  These functions are small and short,
1016  * usually offering some functionality not available to user tasks.
1018  * BE CAREFUL TO PRESERVE THE USER'S CONTEXT.
1020  * Entry condition:
1022  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
1023  *   a1:        a1
1024  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
1025  *   a3:        a3
1026  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
1027  *   excsave_1: dispatch table
1028  */
1030 ENTRY(fast_syscall_kernel)
1032         /* Skip syscall. */
1034         rsr     a0, epc1
1035         addi    a0, a0, 3
1036         wsr     a0, epc1
1038         l32i    a0, a2, PT_DEPC
1039         bgeui   a0, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, fast_syscall_unrecoverable
1041         rsr     a0, depc                        # get syscall-nr
1042         _beqz   a0, fast_syscall_spill_registers
1043         _beqi   a0, __NR_xtensa, fast_syscall_xtensa
1045         j       kernel_exception
1047 ENDPROC(fast_syscall_kernel)
1049 ENTRY(fast_syscall_user)
1051         /* Skip syscall. */
1053         rsr     a0, epc1
1054         addi    a0, a0, 3
1055         wsr     a0, epc1
1057         l32i    a0, a2, PT_DEPC
1058         bgeui   a0, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, fast_syscall_unrecoverable
1060         rsr     a0, depc                        # get syscall-nr
1061         _beqz   a0, fast_syscall_spill_registers
1062         _beqi   a0, __NR_xtensa, fast_syscall_xtensa
1064         j       user_exception
1066 ENDPROC(fast_syscall_user)
1068 ENTRY(fast_syscall_unrecoverable)
1070         /* Restore all states. */
1072         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1073         xsr     a2, depc                # restore a2, depc
1075         wsr     a0, excsave1
1076         movi    a0, unrecoverable_exception
1077         callx0  a0
1079 ENDPROC(fast_syscall_unrecoverable)
1082  * sysxtensa syscall handler
1084  * int sysxtensa (SYS_XTENSA_ATOMIC_SET,     ptr, val,    unused);
1085  * int sysxtensa (SYS_XTENSA_ATOMIC_ADD,     ptr, val,    unused);
1086  * int sysxtensa (SYS_XTENSA_ATOMIC_EXG_ADD, ptr, val,    unused);
1087  * int sysxtensa (SYS_XTENSA_ATOMIC_CMP_SWP, ptr, oldval, newval);
1088  *        a2            a6                   a3    a4      a5
1090  * Entry condition:
1092  *   a0:        a2 (syscall-nr), original value saved on stack (PT_AREG0)
1093  *   a1:        a1
1094  *   a2:        new stack pointer, original in a0 and DEPC
1095  *   a3:        a3
1096  *   a4..a15:   unchanged
1097  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
1098  *   excsave_1: dispatch table
1100  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
1101  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
1103  * Note: we don't have to save a2; a2 holds the return value
1105  * We use the two macros TRY and CATCH:
1107  * TRY   adds an entry to the __ex_table fixup table for the immediately
1108  *       following instruction.
1110  * CATCH catches any exception that occurred at one of the preceding TRY
1111  *       statements and continues from there
1113  * Usage TRY    l32i    a0, a1, 0
1114  *              <other code>
1115  *       done:  rfe
1116  *       CATCH  <set return code>
1117  *              j done
1118  */
1120 #ifdef CONFIG_FAST_SYSCALL_XTENSA
1122 #define TRY                                                             \
1123         .section __ex_table, "a";                                       \
1124         .word   66f, 67f;                                               \
1125         .text;                                                          \
1128 #define CATCH                                                           \
1131 ENTRY(fast_syscall_xtensa)
1133         s32i    a7, a2, PT_AREG7        # we need an additional register
1134         movi    a7, 4                   # sizeof(unsigned int)
1135         access_ok a3, a7, a0, a2, .Leac # a0: scratch reg, a2: sp
1137         _bgeui  a6, SYS_XTENSA_COUNT, .Lill
1138         _bnei   a6, SYS_XTENSA_ATOMIC_CMP_SWP, .Lnswp
1140         /* Fall through for ATOMIC_CMP_SWP. */
1142 .Lswp:  /* Atomic compare and swap */
1144 TRY     l32i    a0, a3, 0               # read old value
1145         bne     a0, a4, 1f              # same as old value? jump
1146 TRY     s32i    a5, a3, 0               # different, modify value
1147         l32i    a7, a2, PT_AREG7        # restore a7
1148         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1149         movi    a2, 1                   # and return 1
1150         rfe
1152 1:      l32i    a7, a2, PT_AREG7        # restore a7
1153         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1154         movi    a2, 0                   # return 0 (note that we cannot set
1155         rfe
1157 .Lnswp: /* Atomic set, add, and exg_add. */
1159 TRY     l32i    a7, a3, 0               # orig
1160         addi    a6, a6, -SYS_XTENSA_ATOMIC_SET
1161         add     a0, a4, a7              # + arg
1162         moveqz  a0, a4, a6              # set
1163         addi    a6, a6, SYS_XTENSA_ATOMIC_SET
1164 TRY     s32i    a0, a3, 0               # write new value
1166         mov     a0, a2
1167         mov     a2, a7
1168         l32i    a7, a0, PT_AREG7        # restore a7
1169         l32i    a0, a0, PT_AREG0        # restore a0
1170         rfe
1172 CATCH
1173 .Leac:  l32i    a7, a2, PT_AREG7        # restore a7
1174         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1175         movi    a2, -EFAULT
1176         rfe
1178 .Lill:  l32i    a7, a2, PT_AREG7        # restore a7
1179         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1180         movi    a2, -EINVAL
1181         rfe
1183 ENDPROC(fast_syscall_xtensa)
1185 #else /* CONFIG_FAST_SYSCALL_XTENSA */
1187 ENTRY(fast_syscall_xtensa)
1189         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1190         movi    a2, -ENOSYS
1191         rfe
1193 ENDPROC(fast_syscall_xtensa)
1195 #endif /* CONFIG_FAST_SYSCALL_XTENSA */
1198 /* fast_syscall_spill_registers.
1200  * Entry condition:
1202  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
1203  *   a1:        a1
1204  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
1205  *   a3:        a3
1206  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
1207  *   excsave_1: dispatch table
1209  * Note: We assume the stack pointer is EXC_TABLE_KSTK in the fixup handler.
1210  */
1212 #ifdef CONFIG_FAST_SYSCALL_SPILL_REGISTERS
1214 ENTRY(fast_syscall_spill_registers)
1216         /* Register a FIXUP handler (pass current wb as a parameter) */
1218         xsr     a3, excsave1
1219         movi    a0, fast_syscall_spill_registers_fixup
1220         s32i    a0, a3, EXC_TABLE_FIXUP
1221         rsr     a0, windowbase
1222         s32i    a0, a3, EXC_TABLE_PARAM
1223         xsr     a3, excsave1            # restore a3 and excsave_1
1225         /* Save a3, a4 and SAR on stack. */
1227         rsr     a0, sar
1228         s32i    a3, a2, PT_AREG3
1229         s32i    a0, a2, PT_SAR
1231         /* The spill routine might clobber a4, a7, a8, a11, a12, and a15. */
1233         s32i    a4, a2, PT_AREG4
1234         s32i    a7, a2, PT_AREG7
1235         s32i    a8, a2, PT_AREG8
1236         s32i    a11, a2, PT_AREG11
1237         s32i    a12, a2, PT_AREG12
1238         s32i    a15, a2, PT_AREG15
1240         /*
1241          * Rotate ws so that the current windowbase is at bit 0.
1242          * Assume ws = xxxwww1yy (www1 current window frame).
1243          * Rotate ws right so that a4 = yyxxxwww1.
1244          */
1246         rsr     a0, windowbase
1247         rsr     a3, windowstart         # a3 = xxxwww1yy
1248         ssr     a0                      # holds WB
1249         slli    a0, a3, WSBITS
1250         or      a3, a3, a0              # a3 = xxxwww1yyxxxwww1yy
1251         srl     a3, a3                  # a3 = 00xxxwww1yyxxxwww1
1253         /* We are done if there are no more than the current register frame. */
1255         extui   a3, a3, 1, WSBITS-1     # a3 = 0yyxxxwww
1256         movi    a0, (1 << (WSBITS-1))
1257         _beqz   a3, .Lnospill           # only one active frame? jump
1259         /* We want 1 at the top, so that we return to the current windowbase */
1261         or      a3, a3, a0              # 1yyxxxwww
1263         /* Skip empty frames - get 'oldest' WINDOWSTART-bit. */
1265         wsr     a3, windowstart         # save shifted windowstart
1266         neg     a0, a3
1267         and     a3, a0, a3              # first bit set from right: 000010000
1269         ffs_ws  a0, a3                  # a0: shifts to skip empty frames
1270         movi    a3, WSBITS
1271         sub     a0, a3, a0              # WSBITS-a0:number of 0-bits from right
1272         ssr     a0                      # save in SAR for later.
1274         rsr     a3, windowbase
1275         add     a3, a3, a0
1276         wsr     a3, windowbase
1277         rsync
1279         rsr     a3, windowstart
1280         srl     a3, a3                  # shift windowstart
1282         /* WB is now just one frame below the oldest frame in the register
1283            window. WS is shifted so the oldest frame is in bit 0, thus, WB
1284            and WS differ by one 4-register frame. */
1286         /* Save frames. Depending what call was used (call4, call8, call12),
1287          * we have to save 4,8. or 12 registers.
1288          */
1291 .Lloop: _bbsi.l a3, 1, .Lc4
1292         _bbci.l a3, 2, .Lc12
1294 .Lc8:   s32e    a4, a13, -16
1295         l32e    a4, a5, -12
1296         s32e    a8, a4, -32
1297         s32e    a5, a13, -12
1298         s32e    a6, a13, -8
1299         s32e    a7, a13, -4
1300         s32e    a9, a4, -28
1301         s32e    a10, a4, -24
1302         s32e    a11, a4, -20
1303         srli    a11, a3, 2              # shift windowbase by 2
1304         rotw    2
1305         _bnei   a3, 1, .Lloop
1306         j       .Lexit
1308 .Lc4:   s32e    a4, a9, -16
1309         s32e    a5, a9, -12
1310         s32e    a6, a9, -8
1311         s32e    a7, a9, -4
1313         srli    a7, a3, 1
1314         rotw    1
1315         _bnei   a3, 1, .Lloop
1316         j       .Lexit
1318 .Lc12:  _bbci.l a3, 3, .Linvalid_mask   # bit 2 shouldn't be zero!
1320         /* 12-register frame (call12) */
1322         l32e    a0, a5, -12
1323         s32e    a8, a0, -48
1324         mov     a8, a0
1326         s32e    a9, a8, -44
1327         s32e    a10, a8, -40
1328         s32e    a11, a8, -36
1329         s32e    a12, a8, -32
1330         s32e    a13, a8, -28
1331         s32e    a14, a8, -24
1332         s32e    a15, a8, -20
1333         srli    a15, a3, 3
1335         /* The stack pointer for a4..a7 is out of reach, so we rotate the
1336          * window, grab the stackpointer, and rotate back.
1337          * Alternatively, we could also use the following approach, but that
1338          * makes the fixup routine much more complicated:
1339          * rotw 1
1340          * s32e a0, a13, -16
1341          * ...
1342          * rotw 2
1343          */
1345         rotw    1
1346         mov     a4, a13
1347         rotw    -1
1349         s32e    a4, a8, -16
1350         s32e    a5, a8, -12
1351         s32e    a6, a8, -8
1352         s32e    a7, a8, -4
1354         rotw    3
1356         _beqi   a3, 1, .Lexit
1357         j       .Lloop
1359 .Lexit:
1361         /* Done. Do the final rotation and set WS */
1363         rotw    1
1364         rsr     a3, windowbase
1365         ssl     a3
1366         movi    a3, 1
1367         sll     a3, a3
1368         wsr     a3, windowstart
1369 .Lnospill:
1371         /* Advance PC, restore registers and SAR, and return from exception. */
1373         l32i    a3, a2, PT_SAR
1374         l32i    a0, a2, PT_AREG0
1375         wsr     a3, sar
1376         l32i    a3, a2, PT_AREG3
1378         /* Restore clobbered registers. */
1380         l32i    a4, a2, PT_AREG4
1381         l32i    a7, a2, PT_AREG7
1382         l32i    a8, a2, PT_AREG8
1383         l32i    a11, a2, PT_AREG11
1384         l32i    a12, a2, PT_AREG12
1385         l32i    a15, a2, PT_AREG15
1387         movi    a2, 0
1388         rfe
1390 .Linvalid_mask:
1392         /* We get here because of an unrecoverable error in the window
1393          * registers, so set up a dummy frame and kill the user application.
1394          * Note: We assume EXC_TABLE_KSTK contains a valid stack pointer.
1395          */
1397         movi    a0, 1
1398         movi    a1, 0
1400         wsr     a0, windowstart
1401         wsr     a1, windowbase
1402         rsync
1404         movi    a0, 0
1406         rsr     a3, excsave1
1407         l32i    a1, a3, EXC_TABLE_KSTK
1409         movi    a4, (1 << PS_WOE_BIT) | LOCKLEVEL
1410         wsr     a4, ps
1411         rsync
1413         movi    a6, SIGSEGV
1414         movi    a4, do_exit
1415         callx4  a4
1417         /* shouldn't return, so panic */
1419         wsr     a0, excsave1
1420         movi    a0, unrecoverable_exception
1421         callx0  a0              # should not return
1422 1:      j       1b
1425 ENDPROC(fast_syscall_spill_registers)
1427 /* Fixup handler.
1429  * We get here if the spill routine causes an exception, e.g. tlb miss.
1430  * We basically restore WINDOWBASE and WINDOWSTART to the condition when
1431  * we entered the spill routine and jump to the user exception handler.
1433  * Note that we only need to restore the bits in windowstart that have not
1434  * been spilled yet by the _spill_register routine. Luckily, a3 contains a
1435  * rotated windowstart with only those bits set for frames that haven't been
1436  * spilled yet. Because a3 is rotated such that bit 0 represents the register
1437  * frame for the current windowbase - 1, we need to rotate a3 left by the
1438  * value of the current windowbase + 1 and move it to windowstart.
1440  * a0: value of depc, original value in depc
1441  * a2: trashed, original value in EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE
1442  * a3: exctable, original value in excsave1
1443  */
1445 ENTRY(fast_syscall_spill_registers_fixup)
1447         rsr     a2, windowbase  # get current windowbase (a2 is saved)
1448         xsr     a0, depc        # restore depc and a0
1449         ssl     a2              # set shift (32 - WB)
1451         /* We need to make sure the current registers (a0-a3) are preserved.
1452          * To do this, we simply set the bit for the current window frame
1453          * in WS, so that the exception handlers save them to the task stack.
1454          *
1455          * Note: we use a3 to set the windowbase, so we take a special care
1456          * of it, saving it in the original _spill_registers frame across
1457          * the exception handler call.
1458          */
1460         xsr     a3, excsave1    # get spill-mask
1461         slli    a3, a3, 1       # shift left by one
1462         addi    a3, a3, 1       # set the bit for the current window frame
1464         slli    a2, a3, 32-WSBITS
1465         src     a2, a3, a2      # a2 = xxwww1yyxxxwww1yy......
1466         wsr     a2, windowstart # set corrected windowstart
1468         srli    a3, a3, 1
1469         rsr     a2, excsave1
1470         l32i    a2, a2, EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE   # restore a2
1471         xsr     a2, excsave1
1472         s32i    a3, a2, EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE   # save a3
1473         l32i    a3, a2, EXC_TABLE_PARAM # original WB (in user task)
1474         xsr     a2, excsave1
1476         /* Return to the original (user task) WINDOWBASE.
1477          * We leave the following frame behind:
1478          * a0, a1, a2   same
1479          * a3:          trashed (saved in EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE)
1480          * depc:        depc (we have to return to that address)
1481          * excsave_1:   exctable
1482          */
1484         wsr     a3, windowbase
1485         rsync
1487         /* We are now in the original frame when we entered _spill_registers:
1488          *  a0: return address
1489          *  a1: used, stack pointer
1490          *  a2: kernel stack pointer
1491          *  a3: available
1492          *  depc: exception address
1493          *  excsave: exctable
1494          * Note: This frame might be the same as above.
1495          */
1497         /* Setup stack pointer. */
1499         addi    a2, a2, -PT_USER_SIZE
1500         s32i    a0, a2, PT_AREG0
1502         /* Make sure we return to this fixup handler. */
1504         movi    a3, fast_syscall_spill_registers_fixup_return
1505         s32i    a3, a2, PT_DEPC         # setup depc
1507         /* Jump to the exception handler. */
1509         rsr     a3, excsave1
1510         rsr     a0, exccause
1511         addx4   a0, a0, a3                      # find entry in table
1512         l32i    a0, a0, EXC_TABLE_FAST_USER     # load handler
1513         l32i    a3, a3, EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE
1514         jx      a0
1516 ENDPROC(fast_syscall_spill_registers_fixup)
1518 ENTRY(fast_syscall_spill_registers_fixup_return)
1520         /* When we return here, all registers have been restored (a2: DEPC) */
1522         wsr     a2, depc                # exception address
1524         /* Restore fixup handler. */
1526         rsr     a2, excsave1
1527         s32i    a3, a2, EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE
1528         movi    a3, fast_syscall_spill_registers_fixup
1529         s32i    a3, a2, EXC_TABLE_FIXUP
1530         rsr     a3, windowbase
1531         s32i    a3, a2, EXC_TABLE_PARAM
1532         l32i    a2, a2, EXC_TABLE_KSTK
1534         /* Load WB at the time the exception occurred. */
1536         rsr     a3, sar                 # WB is still in SAR
1537         neg     a3, a3
1538         wsr     a3, windowbase
1539         rsync
1541         rsr     a3, excsave1
1542         l32i    a3, a3, EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE
1544         rfde
1546 ENDPROC(fast_syscall_spill_registers_fixup_return)
1548 #else /* CONFIG_FAST_SYSCALL_SPILL_REGISTERS */
1550 ENTRY(fast_syscall_spill_registers)
1552         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1553         movi    a2, -ENOSYS
1554         rfe
1556 ENDPROC(fast_syscall_spill_registers)
1558 #endif /* CONFIG_FAST_SYSCALL_SPILL_REGISTERS */
1560 #ifdef CONFIG_MMU
1562  * We should never get here. Bail out!
1563  */
1565 ENTRY(fast_second_level_miss_double_kernel)
1567 1:      movi    a0, unrecoverable_exception
1568         callx0  a0              # should not return
1569 1:      j       1b
1571 ENDPROC(fast_second_level_miss_double_kernel)
1573 /* First-level entry handler for user, kernel, and double 2nd-level
1574  * TLB miss exceptions.  Note that for now, user and kernel miss
1575  * exceptions share the same entry point and are handled identically.
1577  * An old, less-efficient C version of this function used to exist.
1578  * We include it below, interleaved as comments, for reference.
1580  * Entry condition:
1582  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
1583  *   a1:        a1
1584  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
1585  *   a3:        a3
1586  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
1587  *   excsave_1: dispatch table
1589  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
1590  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
1591  */
1593 ENTRY(fast_second_level_miss)
1595         /* Save a1 and a3. Note: we don't expect a double exception. */
1597         s32i    a1, a2, PT_AREG1
1598         s32i    a3, a2, PT_AREG3
1600         /* We need to map the page of PTEs for the user task.  Find
1601          * the pointer to that page.  Also, it's possible for tsk->mm
1602          * to be NULL while tsk->active_mm is nonzero if we faulted on
1603          * a vmalloc address.  In that rare case, we must use
1604          * active_mm instead to avoid a fault in this handler.  See
1605          *
1606          * http://mail.nl.linux.org/linux-mm/2002-08/msg00258.html
1607          *   (or search Internet on "mm vs. active_mm")
1608          *
1609          *      if (!mm)
1610          *              mm = tsk->active_mm;
1611          *      pgd = pgd_offset (mm, regs->excvaddr);
1612          *      pmd = pmd_offset (pgd, regs->excvaddr);
1613          *      pmdval = *pmd;
1614          */
1616         GET_CURRENT(a1,a2)
1617         l32i    a0, a1, TASK_MM         # tsk->mm
1618         beqz    a0, 9f
1620 8:      rsr     a3, excvaddr            # fault address
1621         _PGD_OFFSET(a0, a3, a1)
1622         l32i    a0, a0, 0               # read pmdval
1623         beqz    a0, 2f
1625         /* Read ptevaddr and convert to top of page-table page.
1626          *
1627          *      vpnval = read_ptevaddr_register() & PAGE_MASK;
1628          *      vpnval += DTLB_WAY_PGTABLE;
1629          *      pteval = mk_pte (virt_to_page(pmd_val(pmdval)), PAGE_KERNEL);
1630          *      write_dtlb_entry (pteval, vpnval);
1631          *
1632          * The messy computation for 'pteval' above really simplifies
1633          * into the following:
1634          *
1635          * pteval = ((pmdval - PAGE_OFFSET + PHYS_OFFSET) & PAGE_MASK)
1636          *                 | PAGE_DIRECTORY
1637          */
1639         movi    a1, (PHYS_OFFSET - PAGE_OFFSET) & 0xffffffff
1640         add     a0, a0, a1              # pmdval - PAGE_OFFSET
1641         extui   a1, a0, 0, PAGE_SHIFT   # ... & PAGE_MASK
1642         xor     a0, a0, a1
1644         movi    a1, _PAGE_DIRECTORY
1645         or      a0, a0, a1              # ... | PAGE_DIRECTORY
1647         /*
1648          * We utilize all three wired-ways (7-9) to hold pmd translations.
1649          * Memory regions are mapped to the DTLBs according to bits 28 and 29.
1650          * This allows to map the three most common regions to three different
1651          * DTLBs:
1652          *  0,1 -> way 7        program (0040.0000) and virtual (c000.0000)
1653          *  2   -> way 8        shared libaries (2000.0000)
1654          *  3   -> way 0        stack (3000.0000)
1655          */
1657         extui   a3, a3, 28, 2           # addr. bit 28 and 29   0,1,2,3
1658         rsr     a1, ptevaddr
1659         addx2   a3, a3, a3              # ->                    0,3,6,9
1660         srli    a1, a1, PAGE_SHIFT
1661         extui   a3, a3, 2, 2            # ->                    0,0,1,2
1662         slli    a1, a1, PAGE_SHIFT      # ptevaddr & PAGE_MASK
1663         addi    a3, a3, DTLB_WAY_PGD
1664         add     a1, a1, a3              # ... + way_number
1666 3:      wdtlb   a0, a1
1667         dsync
1669         /* Exit critical section. */
1671 4:      rsr     a3, excsave1
1672         movi    a0, 0
1673         s32i    a0, a3, EXC_TABLE_FIXUP
1675         /* Restore the working registers, and return. */
1677         l32i    a0, a2, PT_AREG0
1678         l32i    a1, a2, PT_AREG1
1679         l32i    a3, a2, PT_AREG3
1680         l32i    a2, a2, PT_DEPC
1682         bgeui   a2, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 1f
1684         /* Restore excsave1 and return. */
1686         rsr     a2, depc
1687         rfe
1689         /* Return from double exception. */
1691 1:      xsr     a2, depc
1692         esync
1693         rfde
1695 9:      l32i    a0, a1, TASK_ACTIVE_MM  # unlikely case mm == 0
1696         bnez    a0, 8b
1698         /* Even more unlikely case active_mm == 0.
1699          * We can get here with NMI in the middle of context_switch that
1700          * touches vmalloc area.
1701          */
1702         movi    a0, init_mm
1703         j       8b
1705 #if (DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE)
1707 2:      /* Special case for cache aliasing.
1708          * We (should) only get here if a clear_user_page, copy_user_page
1709          * or the aliased cache flush functions got preemptively interrupted 
1710          * by another task. Re-establish temporary mapping to the 
1711          * TLBTEMP_BASE areas.
1712          */
1714         /* We shouldn't be in a double exception */
1716         l32i    a0, a2, PT_DEPC
1717         bgeui   a0, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 2f
1719         /* Make sure the exception originated in the special functions */
1721         movi    a0, __tlbtemp_mapping_start
1722         rsr     a3, epc1
1723         bltu    a3, a0, 2f
1724         movi    a0, __tlbtemp_mapping_end
1725         bgeu    a3, a0, 2f
1727         /* Check if excvaddr was in one of the TLBTEMP_BASE areas. */
1729         movi    a3, TLBTEMP_BASE_1
1730         rsr     a0, excvaddr
1731         bltu    a0, a3, 2f
1733         addi    a1, a0, -TLBTEMP_SIZE
1734         bgeu    a1, a3, 2f
1736         /* Check if we have to restore an ITLB mapping. */
1738         movi    a1, __tlbtemp_mapping_itlb
1739         rsr     a3, epc1
1740         sub     a3, a3, a1
1742         /* Calculate VPN */
1744         movi    a1, PAGE_MASK
1745         and     a1, a1, a0
1747         /* Jump for ITLB entry */
1749         bgez    a3, 1f
1751         /* We can use up to two TLBTEMP areas, one for src and one for dst. */
1753         extui   a3, a0, PAGE_SHIFT + DCACHE_ALIAS_ORDER, 1
1754         add     a1, a3, a1
1756         /* PPN is in a6 for the first TLBTEMP area and in a7 for the second. */
1758         mov     a0, a6
1759         movnez  a0, a7, a3
1760         j       3b
1762         /* ITLB entry. We only use dst in a6. */
1764 1:      witlb   a6, a1
1765         isync
1766         j       4b
1769 #endif  // DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE
1772 2:      /* Invalid PGD, default exception handling */
1774         rsr     a1, depc
1775         s32i    a1, a2, PT_AREG2
1776         mov     a1, a2
1778         rsr     a2, ps
1779         bbsi.l  a2, PS_UM_BIT, 1f
1780         j       _kernel_exception
1781 1:      j       _user_exception
1783 ENDPROC(fast_second_level_miss)
1786  * StoreProhibitedException
1788  * Update the pte and invalidate the itlb mapping for this pte.
1790  * Entry condition:
1792  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
1793  *   a1:        a1
1794  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
1795  *   a3:        a3
1796  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
1797  *   excsave_1: dispatch table
1799  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
1800  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
1801  */
1803 ENTRY(fast_store_prohibited)
1805         /* Save a1 and a3. */
1807         s32i    a1, a2, PT_AREG1
1808         s32i    a3, a2, PT_AREG3
1810         GET_CURRENT(a1,a2)
1811         l32i    a0, a1, TASK_MM         # tsk->mm
1812         beqz    a0, 9f
1814 8:      rsr     a1, excvaddr            # fault address
1815         _PGD_OFFSET(a0, a1, a3)
1816         l32i    a0, a0, 0
1817         beqz    a0, 2f
1819         /*
1820          * Note that we test _PAGE_WRITABLE_BIT only if PTE is present
1821          * and is not PAGE_NONE. See pgtable.h for possible PTE layouts.
1822          */
1824         _PTE_OFFSET(a0, a1, a3)
1825         l32i    a3, a0, 0               # read pteval
1826         movi    a1, _PAGE_CA_INVALID
1827         ball    a3, a1, 2f
1828         bbci.l  a3, _PAGE_WRITABLE_BIT, 2f
1830         movi    a1, _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY | _PAGE_HW_WRITE
1831         or      a3, a3, a1
1832         rsr     a1, excvaddr
1833         s32i    a3, a0, 0
1835         /* We need to flush the cache if we have page coloring. */
1836 #if (DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE) && XCHAL_DCACHE_IS_WRITEBACK
1837         dhwb    a0, 0
1838 #endif
1839         pdtlb   a0, a1
1840         wdtlb   a3, a0
1842         /* Exit critical section. */
1844         movi    a0, 0
1845         rsr     a3, excsave1
1846         s32i    a0, a3, EXC_TABLE_FIXUP
1848         /* Restore the working registers, and return. */
1850         l32i    a3, a2, PT_AREG3
1851         l32i    a1, a2, PT_AREG1
1852         l32i    a0, a2, PT_AREG0
1853         l32i    a2, a2, PT_DEPC
1855         bgeui   a2, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 1f
1857         rsr     a2, depc
1858         rfe
1860         /* Double exception. Restore FIXUP handler and return. */
1862 1:      xsr     a2, depc
1863         esync
1864         rfde
1866 9:      l32i    a0, a1, TASK_ACTIVE_MM  # unlikely case mm == 0
1867         j       8b
1869 2:      /* If there was a problem, handle fault in C */
1871         rsr     a3, depc        # still holds a2
1872         s32i    a3, a2, PT_AREG2
1873         mov     a1, a2
1875         rsr     a2, ps
1876         bbsi.l  a2, PS_UM_BIT, 1f
1877         j       _kernel_exception
1878 1:      j       _user_exception
1880 ENDPROC(fast_store_prohibited)
1882 #endif /* CONFIG_MMU */
1885  * System Calls.
1887  * void system_call (struct pt_regs* regs, int exccause)
1888  *                            a2                 a3
1889  */
1891 ENTRY(system_call)
1893         entry   a1, 32
1895         /* regs->syscall = regs->areg[2] */
1897         l32i    a3, a2, PT_AREG2
1898         mov     a6, a2
1899         movi    a4, do_syscall_trace_enter
1900         s32i    a3, a2, PT_SYSCALL
1901         callx4  a4
1902         mov     a3, a6
1904         /* syscall = sys_call_table[syscall_nr] */
1906         movi    a4, sys_call_table
1907         movi    a5, __NR_syscall_count
1908         movi    a6, -ENOSYS
1909         bgeu    a3, a5, 1f
1911         addx4   a4, a3, a4
1912         l32i    a4, a4, 0
1913         movi    a5, sys_ni_syscall;
1914         beq     a4, a5, 1f
1916         /* Load args: arg0 - arg5 are passed via regs. */
1918         l32i    a6, a2, PT_AREG6
1919         l32i    a7, a2, PT_AREG3
1920         l32i    a8, a2, PT_AREG4
1921         l32i    a9, a2, PT_AREG5
1922         l32i    a10, a2, PT_AREG8
1923         l32i    a11, a2, PT_AREG9
1925         /* Pass one additional argument to the syscall: pt_regs (on stack) */
1926         s32i    a2, a1, 0
1928         callx4  a4
1930 1:      /* regs->areg[2] = return_value */
1932         s32i    a6, a2, PT_AREG2
1933         movi    a4, do_syscall_trace_leave
1934         mov     a6, a2
1935         callx4  a4
1936         retw
1938 ENDPROC(system_call)
1941  * Spill live registers on the kernel stack macro.
1943  * Entry condition: ps.woe is set, ps.excm is cleared
1944  * Exit condition: windowstart has single bit set
1945  * May clobber: a12, a13
1946  */
1947         .macro  spill_registers_kernel
1949 #if XCHAL_NUM_AREGS > 16
1950         call12  1f
1951         _j      2f
1952         retw
1953         .align  4
1955         _entry  a1, 48
1956         addi    a12, a0, 3
1957 #if XCHAL_NUM_AREGS > 32
1958         .rept   (XCHAL_NUM_AREGS - 32) / 12
1959         _entry  a1, 48
1960         mov     a12, a0
1961         .endr
1962 #endif
1963         _entry  a1, 16
1964 #if XCHAL_NUM_AREGS % 12 == 0
1965         mov     a8, a8
1966 #elif XCHAL_NUM_AREGS % 12 == 4
1967         mov     a12, a12
1968 #elif XCHAL_NUM_AREGS % 12 == 8
1969         mov     a4, a4
1970 #endif
1971         retw
1973 #else
1974         mov     a12, a12
1975 #endif
1976         .endm
1979  * Task switch.
1981  * struct task*  _switch_to (struct task* prev, struct task* next)
1982  *         a2                              a2                 a3
1983  */
1985 ENTRY(_switch_to)
1987         entry   a1, 48
1989         mov     a11, a3                 # and 'next' (a3)
1991         l32i    a4, a2, TASK_THREAD_INFO
1992         l32i    a5, a3, TASK_THREAD_INFO
1994         save_xtregs_user a4 a6 a8 a9 a12 a13 THREAD_XTREGS_USER
1996 #if THREAD_RA > 1020 || THREAD_SP > 1020
1997         addi    a10, a2, TASK_THREAD
1998         s32i    a0, a10, THREAD_RA - TASK_THREAD        # save return address
1999         s32i    a1, a10, THREAD_SP - TASK_THREAD        # save stack pointer
2000 #else
2001         s32i    a0, a2, THREAD_RA       # save return address
2002         s32i    a1, a2, THREAD_SP       # save stack pointer
2003 #endif
2005         /* Disable ints while we manipulate the stack pointer. */
2007         irq_save a14, a3
2008         rsync
2010         /* Switch CPENABLE */
2012 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
2013         l32i    a3, a5, THREAD_CPENABLE
2014         xsr     a3, cpenable
2015         s32i    a3, a4, THREAD_CPENABLE
2016 #endif
2018         /* Flush register file. */
2020         spill_registers_kernel
2022         /* Set kernel stack (and leave critical section)
2023          * Note: It's save to set it here. The stack will not be overwritten
2024          *       because the kernel stack will only be loaded again after
2025          *       we return from kernel space.
2026          */
2028         rsr     a3, excsave1            # exc_table
2029         addi    a7, a5, PT_REGS_OFFSET
2030         s32i    a7, a3, EXC_TABLE_KSTK
2032         /* restore context of the task 'next' */
2034         l32i    a0, a11, THREAD_RA      # restore return address
2035         l32i    a1, a11, THREAD_SP      # restore stack pointer
2037         load_xtregs_user a5 a6 a8 a9 a12 a13 THREAD_XTREGS_USER
2039         wsr     a14, ps
2040         rsync
2042         retw
2044 ENDPROC(_switch_to)
2046 ENTRY(ret_from_fork)
2048         /* void schedule_tail (struct task_struct *prev)
2049          * Note: prev is still in a6 (return value from fake call4 frame)
2050          */
2051         movi    a4, schedule_tail
2052         callx4  a4
2054         movi    a4, do_syscall_trace_leave
2055         mov     a6, a1
2056         callx4  a4
2058         j       common_exception_return
2060 ENDPROC(ret_from_fork)
2063  * Kernel thread creation helper
2064  * On entry, set up by copy_thread: a2 = thread_fn, a3 = thread_fn arg
2065  *           left from _switch_to: a6 = prev
2066  */
2067 ENTRY(ret_from_kernel_thread)
2069         call4   schedule_tail
2070         mov     a6, a3
2071         callx4  a2
2072         j       common_exception_return
2074 ENDPROC(ret_from_kernel_thread)