Linux 2.6.39-rc2
[pohmelfs.git] / arch / powerpc / kernel / head_44x.S
blobcbb3436b592d066f5bda450cfd96e82e51dfff95
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
65  * Save parameters we are passed
66  */
67         mr      r31,r3
68         mr      r30,r4
69         mr      r29,r5
70         mr      r28,r6
71         mr      r27,r7
72         li      r24,0           /* CPU number */
74         bl      init_cpu_state
76         /*
77          * This is where the main kernel code starts.
78          */
80         /* ptr to current */
81         lis     r2,init_task@h
82         ori     r2,r2,init_task@l
84         /* ptr to current thread */
85         addi    r4,r2,THREAD    /* init task's THREAD */
86         mtspr   SPRN_SPRG_THREAD,r4
88         /* stack */
89         lis     r1,init_thread_union@h
90         ori     r1,r1,init_thread_union@l
91         li      r0,0
92         stwu    r0,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD(r1)
94         bl      early_init
97  * Decide what sort of machine this is and initialize the MMU.
98  */
99         mr      r3,r31
100         mr      r4,r30
101         mr      r5,r29
102         mr      r6,r28
103         mr      r7,r27
104         bl      machine_init
105         bl      MMU_init
107         /* Setup PTE pointers for the Abatron bdiGDB */
108         lis     r6, swapper_pg_dir@h
109         ori     r6, r6, swapper_pg_dir@l
110         lis     r5, abatron_pteptrs@h
111         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
112         lis     r4, KERNELBASE@h
113         ori     r4, r4, KERNELBASE@l
114         stw     r5, 0(r4)       /* Save abatron_pteptrs at a fixed location */
115         stw     r6, 0(r5)
117         /* Clear the Machine Check Syndrome Register */
118         li      r0,0
119         mtspr   SPRN_MCSR,r0
121         /* Let's move on */
122         lis     r4,start_kernel@h
123         ori     r4,r4,start_kernel@l
124         lis     r3,MSR_KERNEL@h
125         ori     r3,r3,MSR_KERNEL@l
126         mtspr   SPRN_SRR0,r4
127         mtspr   SPRN_SRR1,r3
128         rfi                     /* change context and jump to start_kernel */
131  * Interrupt vector entry code
133  * The Book E MMUs are always on so we don't need to handle
134  * interrupts in real mode as with previous PPC processors. In
135  * this case we handle interrupts in the kernel virtual address
136  * space.
138  * Interrupt vectors are dynamically placed relative to the
139  * interrupt prefix as determined by the address of interrupt_base.
140  * The interrupt vectors offsets are programmed using the labels
141  * for each interrupt vector entry.
143  * Interrupt vectors must be aligned on a 16 byte boundary.
144  * We align on a 32 byte cache line boundary for good measure.
145  */
147 interrupt_base:
148         /* Critical Input Interrupt */
149         CRITICAL_EXCEPTION(0x0100, CriticalInput, unknown_exception)
151         /* Machine Check Interrupt */
152         CRITICAL_EXCEPTION(0x0200, MachineCheck, machine_check_exception)
153         MCHECK_EXCEPTION(0x0210, MachineCheckA, machine_check_exception)
155         /* Data Storage Interrupt */
156         DATA_STORAGE_EXCEPTION
158                 /* Instruction Storage Interrupt */
159         INSTRUCTION_STORAGE_EXCEPTION
161         /* External Input Interrupt */
162         EXCEPTION(0x0500, ExternalInput, do_IRQ, EXC_XFER_LITE)
164         /* Alignment Interrupt */
165         ALIGNMENT_EXCEPTION
167         /* Program Interrupt */
168         PROGRAM_EXCEPTION
170         /* Floating Point Unavailable Interrupt */
171 #ifdef CONFIG_PPC_FPU
172         FP_UNAVAILABLE_EXCEPTION
173 #else
174         EXCEPTION(0x2010, FloatingPointUnavailable, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
175 #endif
176         /* System Call Interrupt */
177         START_EXCEPTION(SystemCall)
178         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
179         EXC_XFER_EE_LITE(0x0c00, DoSyscall)
181         /* Auxillary Processor Unavailable Interrupt */
182         EXCEPTION(0x2020, AuxillaryProcessorUnavailable, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
184         /* Decrementer Interrupt */
185         DECREMENTER_EXCEPTION
187         /* Fixed Internal Timer Interrupt */
188         /* TODO: Add FIT support */
189         EXCEPTION(0x1010, FixedIntervalTimer, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
191         /* Watchdog Timer Interrupt */
192         /* TODO: Add watchdog support */
193 #ifdef CONFIG_BOOKE_WDT
194         CRITICAL_EXCEPTION(0x1020, WatchdogTimer, WatchdogException)
195 #else
196         CRITICAL_EXCEPTION(0x1020, WatchdogTimer, unknown_exception)
197 #endif
199         /* Data TLB Error Interrupt */
200         START_EXCEPTION(DataTLBError44x)
201         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH0, r10                /* Save some working registers */
202         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH1, r11
203         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH2, r12
204         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH3, r13
205         mfcr    r11
206         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH4, r11
207         mfspr   r10, SPRN_DEAR          /* Get faulting address */
209         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
210          * kernel page tables.
211          */
212         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
213         cmplw   r10, r11
214         blt+    3f
215         lis     r11, swapper_pg_dir@h
216         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
218         mfspr   r12,SPRN_MMUCR
219         rlwinm  r12,r12,0,0,23          /* Clear TID */
221         b       4f
223         /* Get the PGD for the current thread */
225         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
226         lwz     r11,PGDIR(r11)
228         /* Load PID into MMUCR TID */
229         mfspr   r12,SPRN_MMUCR
230         mfspr   r13,SPRN_PID            /* Get PID */
231         rlwimi  r12,r13,0,24,31         /* Set TID */
234         mtspr   SPRN_MMUCR,r12
236         /* Mask of required permission bits. Note that while we
237          * do copy ESR:ST to _PAGE_RW position as trying to write
238          * to an RO page is pretty common, we don't do it with
239          * _PAGE_DIRTY. We could do it, but it's a fairly rare
240          * event so I'd rather take the overhead when it happens
241          * rather than adding an instruction here. We should measure
242          * whether the whole thing is worth it in the first place
243          * as we could avoid loading SPRN_ESR completely in the first
244          * place...
245          *
246          * TODO: Is it worth doing that mfspr & rlwimi in the first
247          *       place or can we save a couple of instructions here ?
248          */
249         mfspr   r12,SPRN_ESR
250         li      r13,_PAGE_PRESENT|_PAGE_ACCESSED
251         rlwimi  r13,r12,10,30,30
253         /* Load the PTE */
254         /* Compute pgdir/pmd offset */
255         rlwinm  r12, r10, PPC44x_PGD_OFF_SHIFT, PPC44x_PGD_OFF_MASK_BIT, 29
256         lwzx    r11, r12, r11           /* Get pgd/pmd entry */
257         rlwinm. r12, r11, 0, 0, 20      /* Extract pt base address */
258         beq     2f                      /* Bail if no table */
260         /* Compute pte address */
261         rlwimi  r12, r10, PPC44x_PTE_ADD_SHIFT, PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT, 28
262         lwz     r11, 0(r12)             /* Get high word of pte entry */
263         lwz     r12, 4(r12)             /* Get low word of pte entry */
265         lis     r10,tlb_44x_index@ha
267         andc.   r13,r13,r12             /* Check permission */
269         /* Load the next available TLB index */
270         lwz     r13,tlb_44x_index@l(r10)
272         bne     2f                      /* Bail if permission mismach */
274         /* Increment, rollover, and store TLB index */
275         addi    r13,r13,1
277         /* Compare with watermark (instruction gets patched) */
278         .globl tlb_44x_patch_hwater_D
279 tlb_44x_patch_hwater_D:
280         cmpwi   0,r13,1                 /* reserve entries */
281         ble     5f
282         li      r13,0
284         /* Store the next available TLB index */
285         stw     r13,tlb_44x_index@l(r10)
287         /* Re-load the faulting address */
288         mfspr   r10,SPRN_DEAR
290          /* Jump to common tlb load */
291         b       finish_tlb_load_44x
294         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
295          * and call the heavyweights to help us out.
296          */
297         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
298         mtcr    r11
299         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
300         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
301         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
302         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
303         b       DataStorage
305         /* Instruction TLB Error Interrupt */
306         /*
307          * Nearly the same as above, except we get our
308          * information from different registers and bailout
309          * to a different point.
310          */
311         START_EXCEPTION(InstructionTLBError44x)
312         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH0, r10 /* Save some working registers */
313         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH1, r11
314         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH2, r12
315         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH3, r13
316         mfcr    r11
317         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH4, r11
318         mfspr   r10, SPRN_SRR0          /* Get faulting address */
320         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
321          * kernel page tables.
322          */
323         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
324         cmplw   r10, r11
325         blt+    3f
326         lis     r11, swapper_pg_dir@h
327         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
329         mfspr   r12,SPRN_MMUCR
330         rlwinm  r12,r12,0,0,23          /* Clear TID */
332         b       4f
334         /* Get the PGD for the current thread */
336         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
337         lwz     r11,PGDIR(r11)
339         /* Load PID into MMUCR TID */
340         mfspr   r12,SPRN_MMUCR
341         mfspr   r13,SPRN_PID            /* Get PID */
342         rlwimi  r12,r13,0,24,31         /* Set TID */
345         mtspr   SPRN_MMUCR,r12
347         /* Make up the required permissions */
348         li      r13,_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_EXEC
350         /* Compute pgdir/pmd offset */
351         rlwinm  r12, r10, PPC44x_PGD_OFF_SHIFT, PPC44x_PGD_OFF_MASK_BIT, 29
352         lwzx    r11, r12, r11           /* Get pgd/pmd entry */
353         rlwinm. r12, r11, 0, 0, 20      /* Extract pt base address */
354         beq     2f                      /* Bail if no table */
356         /* Compute pte address */
357         rlwimi  r12, r10, PPC44x_PTE_ADD_SHIFT, PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT, 28
358         lwz     r11, 0(r12)             /* Get high word of pte entry */
359         lwz     r12, 4(r12)             /* Get low word of pte entry */
361         lis     r10,tlb_44x_index@ha
363         andc.   r13,r13,r12             /* Check permission */
365         /* Load the next available TLB index */
366         lwz     r13,tlb_44x_index@l(r10)
368         bne     2f                      /* Bail if permission mismach */
370         /* Increment, rollover, and store TLB index */
371         addi    r13,r13,1
373         /* Compare with watermark (instruction gets patched) */
374         .globl tlb_44x_patch_hwater_I
375 tlb_44x_patch_hwater_I:
376         cmpwi   0,r13,1                 /* reserve entries */
377         ble     5f
378         li      r13,0
380         /* Store the next available TLB index */
381         stw     r13,tlb_44x_index@l(r10)
383         /* Re-load the faulting address */
384         mfspr   r10,SPRN_SRR0
386         /* Jump to common TLB load point */
387         b       finish_tlb_load_44x
390         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
391          * and call the heavyweights to help us out.
392          */
393         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
394         mtcr    r11
395         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
396         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
397         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
398         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
399         b       InstructionStorage
402  * Both the instruction and data TLB miss get to this
403  * point to load the TLB.
404  *      r10 - EA of fault
405  *      r11 - PTE high word value
406  *      r12 - PTE low word value
407  *      r13 - TLB index
408  *      MMUCR - loaded with proper value when we get here
409  *      Upon exit, we reload everything and RFI.
410  */
411 finish_tlb_load_44x:
412         /* Combine RPN & ERPN an write WS 0 */
413         rlwimi  r11,r12,0,0,31-PAGE_SHIFT
414         tlbwe   r11,r13,PPC44x_TLB_XLAT
416         /*
417          * Create WS1. This is the faulting address (EPN),
418          * page size, and valid flag.
419          */
420         li      r11,PPC44x_TLB_VALID | PPC44x_TLBE_SIZE
421         /* Insert valid and page size */
422         rlwimi  r10,r11,0,PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT,31
423         tlbwe   r10,r13,PPC44x_TLB_PAGEID       /* Write PAGEID */
425         /* And WS 2 */
426         li      r10,0xf85                       /* Mask to apply from PTE */
427         rlwimi  r10,r12,29,30,30                /* DIRTY -> SW position */
428         and     r11,r12,r10                     /* Mask PTE bits to keep */
429         andi.   r10,r12,_PAGE_USER              /* User page ? */
430         beq     1f                              /* nope, leave U bits empty */
431         rlwimi  r11,r11,3,26,28                 /* yes, copy S bits to U */
432 1:      tlbwe   r11,r13,PPC44x_TLB_ATTRIB       /* Write ATTRIB */
434         /* Done...restore registers and get out of here.
435         */
436         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
437         mtcr    r11
438         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
439         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
440         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
441         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
442         rfi                                     /* Force context change */
444 /* TLB error interrupts for 476
445  */
446 #ifdef CONFIG_PPC_47x
447         START_EXCEPTION(DataTLBError47x)
448         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH0,r10 /* Save some working registers */
449         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH1,r11
450         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH2,r12
451         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH3,r13
452         mfcr    r11
453         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH4,r11
454         mfspr   r10,SPRN_DEAR           /* Get faulting address */
456         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
457          * kernel page tables.
458          */
459         lis     r11,PAGE_OFFSET@h
460         cmplw   cr0,r10,r11
461         blt+    3f
462         lis     r11,swapper_pg_dir@h
463         ori     r11,r11, swapper_pg_dir@l
464         li      r12,0                   /* MMUCR = 0 */
465         b       4f
467         /* Get the PGD for the current thread and setup MMUCR */
468 3:      mfspr   r11,SPRN_SPRG3
469         lwz     r11,PGDIR(r11)
470         mfspr   r12,SPRN_PID            /* Get PID */
471 4:      mtspr   SPRN_MMUCR,r12          /* Set MMUCR */
473         /* Mask of required permission bits. Note that while we
474          * do copy ESR:ST to _PAGE_RW position as trying to write
475          * to an RO page is pretty common, we don't do it with
476          * _PAGE_DIRTY. We could do it, but it's a fairly rare
477          * event so I'd rather take the overhead when it happens
478          * rather than adding an instruction here. We should measure
479          * whether the whole thing is worth it in the first place
480          * as we could avoid loading SPRN_ESR completely in the first
481          * place...
482          *
483          * TODO: Is it worth doing that mfspr & rlwimi in the first
484          *       place or can we save a couple of instructions here ?
485          */
486         mfspr   r12,SPRN_ESR
487         li      r13,_PAGE_PRESENT|_PAGE_ACCESSED
488         rlwimi  r13,r12,10,30,30
490         /* Load the PTE */
491         /* Compute pgdir/pmd offset */
492         rlwinm  r12,r10,PPC44x_PGD_OFF_SHIFT,PPC44x_PGD_OFF_MASK_BIT,29
493         lwzx    r11,r12,r11             /* Get pgd/pmd entry */
495         /* Word 0 is EPN,V,TS,DSIZ */
496         li      r12,PPC47x_TLB0_VALID | PPC47x_TLBE_SIZE
497         rlwimi  r10,r12,0,32-PAGE_SHIFT,31      /* Insert valid and page size*/
498         li      r12,0
499         tlbwe   r10,r12,0
501         /* XXX can we do better ? Need to make sure tlbwe has established
502          * latch V bit in MMUCR0 before the PTE is loaded further down */
503 #ifdef CONFIG_SMP
504         isync
505 #endif
507         rlwinm. r12,r11,0,0,20          /* Extract pt base address */
508         /* Compute pte address */
509         rlwimi  r12,r10,PPC44x_PTE_ADD_SHIFT,PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT,28
510         beq     2f                      /* Bail if no table */
511         lwz     r11,0(r12)              /* Get high word of pte entry */
513         /* XXX can we do better ? maybe insert a known 0 bit from r11 into the
514          * bottom of r12 to create a data dependency... We can also use r10
515          * as destination nowadays
516          */
517 #ifdef CONFIG_SMP
518         lwsync
519 #endif
520         lwz     r12,4(r12)              /* Get low word of pte entry */
522         andc.   r13,r13,r12             /* Check permission */
524          /* Jump to common tlb load */
525         beq     finish_tlb_load_47x
527 2:      /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
528          * and call the heavyweights to help us out.
529          */
530         mfspr   r11,SPRN_SPRG_RSCRATCH4
531         mtcr    r11
532         mfspr   r13,SPRN_SPRG_RSCRATCH3
533         mfspr   r12,SPRN_SPRG_RSCRATCH2
534         mfspr   r11,SPRN_SPRG_RSCRATCH1
535         mfspr   r10,SPRN_SPRG_RSCRATCH0
536         b       DataStorage
538         /* Instruction TLB Error Interrupt */
539         /*
540          * Nearly the same as above, except we get our
541          * information from different registers and bailout
542          * to a different point.
543          */
544         START_EXCEPTION(InstructionTLBError47x)
545         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH0,r10 /* Save some working registers */
546         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH1,r11
547         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH2,r12
548         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH3,r13
549         mfcr    r11
550         mtspr   SPRN_SPRG_WSCRATCH4,r11
551         mfspr   r10,SPRN_SRR0           /* Get faulting address */
553         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
554          * kernel page tables.
555          */
556         lis     r11,PAGE_OFFSET@h
557         cmplw   cr0,r10,r11
558         blt+    3f
559         lis     r11,swapper_pg_dir@h
560         ori     r11,r11, swapper_pg_dir@l
561         li      r12,0                   /* MMUCR = 0 */
562         b       4f
564         /* Get the PGD for the current thread and setup MMUCR */
565 3:      mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD
566         lwz     r11,PGDIR(r11)
567         mfspr   r12,SPRN_PID            /* Get PID */
568 4:      mtspr   SPRN_MMUCR,r12          /* Set MMUCR */
570         /* Make up the required permissions */
571         li      r13,_PAGE_PRESENT | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_EXEC
573         /* Load PTE */
574         /* Compute pgdir/pmd offset */
575         rlwinm  r12,r10,PPC44x_PGD_OFF_SHIFT,PPC44x_PGD_OFF_MASK_BIT,29
576         lwzx    r11,r12,r11             /* Get pgd/pmd entry */
578         /* Word 0 is EPN,V,TS,DSIZ */
579         li      r12,PPC47x_TLB0_VALID | PPC47x_TLBE_SIZE
580         rlwimi  r10,r12,0,32-PAGE_SHIFT,31      /* Insert valid and page size*/
581         li      r12,0
582         tlbwe   r10,r12,0
584         /* XXX can we do better ? Need to make sure tlbwe has established
585          * latch V bit in MMUCR0 before the PTE is loaded further down */
586 #ifdef CONFIG_SMP
587         isync
588 #endif
590         rlwinm. r12,r11,0,0,20          /* Extract pt base address */
591         /* Compute pte address */
592         rlwimi  r12,r10,PPC44x_PTE_ADD_SHIFT,PPC44x_PTE_ADD_MASK_BIT,28
593         beq     2f                      /* Bail if no table */
595         lwz     r11,0(r12)              /* Get high word of pte entry */
596         /* XXX can we do better ? maybe insert a known 0 bit from r11 into the
597          * bottom of r12 to create a data dependency... We can also use r10
598          * as destination nowadays
599          */
600 #ifdef CONFIG_SMP
601         lwsync
602 #endif
603         lwz     r12,4(r12)              /* Get low word of pte entry */
605         andc.   r13,r13,r12             /* Check permission */
607         /* Jump to common TLB load point */
608         beq     finish_tlb_load_47x
610 2:      /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
611          * and call the heavyweights to help us out.
612          */
613         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
614         mtcr    r11
615         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
616         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
617         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
618         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
619         b       InstructionStorage
622  * Both the instruction and data TLB miss get to this
623  * point to load the TLB.
624  *      r10 - free to use
625  *      r11 - PTE high word value
626  *      r12 - PTE low word value
627  *      r13 - free to use
628  *      MMUCR - loaded with proper value when we get here
629  *      Upon exit, we reload everything and RFI.
630  */
631 finish_tlb_load_47x:
632         /* Combine RPN & ERPN an write WS 1 */
633         rlwimi  r11,r12,0,0,31-PAGE_SHIFT
634         tlbwe   r11,r13,1
636         /* And make up word 2 */
637         li      r10,0xf85                       /* Mask to apply from PTE */
638         rlwimi  r10,r12,29,30,30                /* DIRTY -> SW position */
639         and     r11,r12,r10                     /* Mask PTE bits to keep */
640         andi.   r10,r12,_PAGE_USER              /* User page ? */
641         beq     1f                              /* nope, leave U bits empty */
642         rlwimi  r11,r11,3,26,28                 /* yes, copy S bits to U */
643 1:      tlbwe   r11,r13,2
645         /* Done...restore registers and get out of here.
646         */
647         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH4
648         mtcr    r11
649         mfspr   r13, SPRN_SPRG_RSCRATCH3
650         mfspr   r12, SPRN_SPRG_RSCRATCH2
651         mfspr   r11, SPRN_SPRG_RSCRATCH1
652         mfspr   r10, SPRN_SPRG_RSCRATCH0
653         rfi
655 #endif /* CONFIG_PPC_47x */
657         /* Debug Interrupt */
658         /*
659          * This statement needs to exist at the end of the IVPR
660          * definition just in case you end up taking a debug
661          * exception within another exception.
662          */
663         DEBUG_CRIT_EXCEPTION
666  * Global functions
667  */
670  * Adjust the machine check IVOR on 440A cores
671  */
672 _GLOBAL(__fixup_440A_mcheck)
673         li      r3,MachineCheckA@l
674         mtspr   SPRN_IVOR1,r3
675         sync
676         blr
679  * extern void giveup_altivec(struct task_struct *prev)
681  * The 44x core does not have an AltiVec unit.
682  */
683 _GLOBAL(giveup_altivec)
684         blr
687  * extern void giveup_fpu(struct task_struct *prev)
689  * The 44x core does not have an FPU.
690  */
691 #ifndef CONFIG_PPC_FPU
692 _GLOBAL(giveup_fpu)
693         blr
694 #endif
696 _GLOBAL(set_context)
698 #ifdef CONFIG_BDI_SWITCH
699         /* Context switch the PTE pointer for the Abatron BDI2000.
700          * The PGDIR is the second parameter.
701          */
702         lis     r5, abatron_pteptrs@h
703         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
704         stw     r4, 0x4(r5)
705 #endif
706         mtspr   SPRN_PID,r3
707         isync                   /* Force context change */
708         blr
711  * Init CPU state. This is called at boot time or for secondary CPUs
712  * to setup initial TLB entries, setup IVORs, etc...
714  */
715 _GLOBAL(init_cpu_state)
716         mflr    r22
717 #ifdef CONFIG_PPC_47x
718         /* We use the PVR to differenciate 44x cores from 476 */
719         mfspr   r3,SPRN_PVR
720         srwi    r3,r3,16
721         cmplwi  cr0,r3,PVR_476@h
722         beq     head_start_47x
723         cmplwi  cr0,r3,PVR_476_ISS@h
724         beq     head_start_47x
725 #endif /* CONFIG_PPC_47x */
728  * In case the firmware didn't do it, we apply some workarounds
729  * that are good for all 440 core variants here
730  */
731         mfspr   r3,SPRN_CCR0
732         rlwinm  r3,r3,0,0,27    /* disable icache prefetch */
733         isync
734         mtspr   SPRN_CCR0,r3
735         isync
736         sync
739  * Set up the initial MMU state for 44x
741  * We are still executing code at the virtual address
742  * mappings set by the firmware for the base of RAM.
744  * We first invalidate all TLB entries but the one
745  * we are running from.  We then load the KERNELBASE
746  * mappings so we can begin to use kernel addresses
747  * natively and so the interrupt vector locations are
748  * permanently pinned (necessary since Book E
749  * implementations always have translation enabled).
751  * TODO: Use the known TLB entry we are running from to
752  *       determine which physical region we are located
753  *       in.  This can be used to determine where in RAM
754  *       (on a shared CPU system) or PCI memory space
755  *       (on a DRAMless system) we are located.
756  *       For now, we assume a perfect world which means
757  *       we are located at the base of DRAM (physical 0).
758  */
761  * Search TLB for entry that we are currently using.
762  * Invalidate all entries but the one we are using.
763  */
764         /* Load our current PID->MMUCR TID and MSR IS->MMUCR STS */
765         mfspr   r3,SPRN_PID                     /* Get PID */
766         mfmsr   r4                              /* Get MSR */
767         andi.   r4,r4,MSR_IS@l                  /* TS=1? */
768         beq     wmmucr                          /* If not, leave STS=0 */
769         oris    r3,r3,PPC44x_MMUCR_STS@h        /* Set STS=1 */
770 wmmucr: mtspr   SPRN_MMUCR,r3                   /* Put MMUCR */
771         sync
773         bl      invstr                          /* Find our address */
774 invstr: mflr    r5                              /* Make it accessible */
775         tlbsx   r23,0,r5                        /* Find entry we are in */
776         li      r4,0                            /* Start at TLB entry 0 */
777         li      r3,0                            /* Set PAGEID inval value */
778 1:      cmpw    r23,r4                          /* Is this our entry? */
779         beq     skpinv                          /* If so, skip the inval */
780         tlbwe   r3,r4,PPC44x_TLB_PAGEID         /* If not, inval the entry */
781 skpinv: addi    r4,r4,1                         /* Increment */
782         cmpwi   r4,64                           /* Are we done? */
783         bne     1b                              /* If not, repeat */
784         isync                                   /* If so, context change */
787  * Configure and load pinned entry into TLB slot 63.
788  */
790         lis     r3,PAGE_OFFSET@h
791         ori     r3,r3,PAGE_OFFSET@l
793         /* Kernel is at the base of RAM */
794         li r4, 0                        /* Load the kernel physical address */
796         /* Load the kernel PID = 0 */
797         li      r0,0
798         mtspr   SPRN_PID,r0
799         sync
801         /* Initialize MMUCR */
802         li      r5,0
803         mtspr   SPRN_MMUCR,r5
804         sync
806         /* pageid fields */
807         clrrwi  r3,r3,10                /* Mask off the effective page number */
808         ori     r3,r3,PPC44x_TLB_VALID | PPC44x_TLB_256M
810         /* xlat fields */
811         clrrwi  r4,r4,10                /* Mask off the real page number */
812                                         /* ERPN is 0 for first 4GB page */
814         /* attrib fields */
815         /* Added guarded bit to protect against speculative loads/stores */
816         li      r5,0
817         ori     r5,r5,(PPC44x_TLB_SW | PPC44x_TLB_SR | PPC44x_TLB_SX | PPC44x_TLB_G)
819         li      r0,63                    /* TLB slot 63 */
821         tlbwe   r3,r0,PPC44x_TLB_PAGEID /* Load the pageid fields */
822         tlbwe   r4,r0,PPC44x_TLB_XLAT   /* Load the translation fields */
823         tlbwe   r5,r0,PPC44x_TLB_ATTRIB /* Load the attrib/access fields */
825         /* Force context change */
826         mfmsr   r0
827         mtspr   SPRN_SRR1, r0
828         lis     r0,3f@h
829         ori     r0,r0,3f@l
830         mtspr   SPRN_SRR0,r0
831         sync
832         rfi
834         /* If necessary, invalidate original entry we used */
835 3:      cmpwi   r23,63
836         beq     4f
837         li      r6,0
838         tlbwe   r6,r23,PPC44x_TLB_PAGEID
839         isync
842 #ifdef CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x
843         /* Add UART mapping for early debug. */
845         /* pageid fields */
846         lis     r3,PPC44x_EARLY_DEBUG_VIRTADDR@h
847         ori     r3,r3,PPC44x_TLB_VALID|PPC44x_TLB_TS|PPC44x_TLB_64K
849         /* xlat fields */
850         lis     r4,CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x_PHYSLOW@h
851         ori     r4,r4,CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x_PHYSHIGH
853         /* attrib fields */
854         li      r5,(PPC44x_TLB_SW|PPC44x_TLB_SR|PPC44x_TLB_I|PPC44x_TLB_G)
855         li      r0,62                    /* TLB slot 0 */
857         tlbwe   r3,r0,PPC44x_TLB_PAGEID
858         tlbwe   r4,r0,PPC44x_TLB_XLAT
859         tlbwe   r5,r0,PPC44x_TLB_ATTRIB
861         /* Force context change */
862         isync
863 #endif /* CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x */
865         /* Establish the interrupt vector offsets */
866         SET_IVOR(0,  CriticalInput);
867         SET_IVOR(1,  MachineCheck);
868         SET_IVOR(2,  DataStorage);
869         SET_IVOR(3,  InstructionStorage);
870         SET_IVOR(4,  ExternalInput);
871         SET_IVOR(5,  Alignment);
872         SET_IVOR(6,  Program);
873         SET_IVOR(7,  FloatingPointUnavailable);
874         SET_IVOR(8,  SystemCall);
875         SET_IVOR(9,  AuxillaryProcessorUnavailable);
876         SET_IVOR(10, Decrementer);
877         SET_IVOR(11, FixedIntervalTimer);
878         SET_IVOR(12, WatchdogTimer);
879         SET_IVOR(13, DataTLBError44x);
880         SET_IVOR(14, InstructionTLBError44x);
881         SET_IVOR(15, DebugCrit);
883         b       head_start_common
886 #ifdef CONFIG_PPC_47x
888 #ifdef CONFIG_SMP
890 /* Entry point for secondary 47x processors */
891 _GLOBAL(start_secondary_47x)
892         mr      r24,r3          /* CPU number */
894         bl      init_cpu_state
896         /* Now we need to bolt the rest of kernel memory which
897          * is done in C code. We must be careful because our task
898          * struct or our stack can (and will probably) be out
899          * of reach of the initial 256M TLB entry, so we use a
900          * small temporary stack in .bss for that. This works
901          * because only one CPU at a time can be in this code
902          */
903         lis     r1,temp_boot_stack@h
904         ori     r1,r1,temp_boot_stack@l
905         addi    r1,r1,1024-STACK_FRAME_OVERHEAD
906         li      r0,0
907         stw     r0,0(r1)
908         bl      mmu_init_secondary
910         /* Now we can get our task struct and real stack pointer */
912         /* Get current_thread_info and current */
913         lis     r1,secondary_ti@ha
914         lwz     r1,secondary_ti@l(r1)
915         lwz     r2,TI_TASK(r1)
917         /* Current stack pointer */
918         addi    r1,r1,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD
919         li      r0,0
920         stw     r0,0(r1)
922         /* Kernel stack for exception entry in SPRG3 */
923         addi    r4,r2,THREAD    /* init task's THREAD */
924         mtspr   SPRN_SPRG3,r4
926         b       start_secondary
928 #endif /* CONFIG_SMP */
931  * Set up the initial MMU state for 44x
933  * We are still executing code at the virtual address
934  * mappings set by the firmware for the base of RAM.
935  */
937 head_start_47x:
938         /* Load our current PID->MMUCR TID and MSR IS->MMUCR STS */
939         mfspr   r3,SPRN_PID                     /* Get PID */
940         mfmsr   r4                              /* Get MSR */
941         andi.   r4,r4,MSR_IS@l                  /* TS=1? */
942         beq     1f                              /* If not, leave STS=0 */
943         oris    r3,r3,PPC47x_MMUCR_STS@h        /* Set STS=1 */
944 1:      mtspr   SPRN_MMUCR,r3                   /* Put MMUCR */
945         sync
947         /* Find the entry we are running from */
948         bl      1f
949 1:      mflr    r23
950         tlbsx   r23,0,r23
951         tlbre   r24,r23,0
952         tlbre   r25,r23,1
953         tlbre   r26,r23,2
956  * Cleanup time
957  */
959         /* Initialize MMUCR */
960         li      r5,0
961         mtspr   SPRN_MMUCR,r5
962         sync
964 clear_all_utlb_entries:
966         #; Set initial values.
968         addis           r3,0,0x8000
969         addi            r4,0,0
970         addi            r5,0,0
971         b               clear_utlb_entry
973         #; Align the loop to speed things up.
975         .align          6
977 clear_utlb_entry:
979         tlbwe           r4,r3,0
980         tlbwe           r5,r3,1
981         tlbwe           r5,r3,2
982         addis           r3,r3,0x2000
983         cmpwi           r3,0
984         bne             clear_utlb_entry
985         addis           r3,0,0x8000
986         addis           r4,r4,0x100
987         cmpwi           r4,0
988         bne             clear_utlb_entry
990         #; Restore original entry.
992         oris    r23,r23,0x8000  /* specify the way */
993         tlbwe           r24,r23,0
994         tlbwe           r25,r23,1
995         tlbwe           r26,r23,2
998  * Configure and load pinned entry into TLB for the kernel core
999  */
1001         lis     r3,PAGE_OFFSET@h
1002         ori     r3,r3,PAGE_OFFSET@l
1004         /* Kernel is at the base of RAM */
1005         li r4, 0                        /* Load the kernel physical address */
1007         /* Load the kernel PID = 0 */
1008         li      r0,0
1009         mtspr   SPRN_PID,r0
1010         sync
1012         /* Word 0 */
1013         clrrwi  r3,r3,12                /* Mask off the effective page number */
1014         ori     r3,r3,PPC47x_TLB0_VALID | PPC47x_TLB0_256M
1016         /* Word 1 */
1017         clrrwi  r4,r4,12                /* Mask off the real page number */
1018                                         /* ERPN is 0 for first 4GB page */
1019         /* Word 2 */
1020         li      r5,0
1021         ori     r5,r5,PPC47x_TLB2_S_RWX
1022 #ifdef CONFIG_SMP
1023         ori     r5,r5,PPC47x_TLB2_M
1024 #endif
1026         /* We write to way 0 and bolted 0 */
1027         lis     r0,0x8800
1028         tlbwe   r3,r0,0
1029         tlbwe   r4,r0,1
1030         tlbwe   r5,r0,2
1033  * Configure SSPCR, ISPCR and USPCR for now to search everything, we can fix
1034  * them up later
1035  */
1036         LOAD_REG_IMMEDIATE(r3, 0x9abcdef0)
1037         mtspr   SPRN_SSPCR,r3
1038         mtspr   SPRN_USPCR,r3
1039         LOAD_REG_IMMEDIATE(r3, 0x12345670)
1040         mtspr   SPRN_ISPCR,r3
1042         /* Force context change */
1043         mfmsr   r0
1044         mtspr   SPRN_SRR1, r0
1045         lis     r0,3f@h
1046         ori     r0,r0,3f@l
1047         mtspr   SPRN_SRR0,r0
1048         sync
1049         rfi
1051         /* Invalidate original entry we used */
1053         rlwinm  r24,r24,0,21,19 /* clear the "valid" bit */
1054         tlbwe   r24,r23,0
1055         addi    r24,0,0
1056         tlbwe   r24,r23,1
1057         tlbwe   r24,r23,2
1058         isync                   /* Clear out the shadow TLB entries */
1060 #ifdef CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x
1061         /* Add UART mapping for early debug. */
1063         /* Word 0 */
1064         lis     r3,PPC44x_EARLY_DEBUG_VIRTADDR@h
1065         ori     r3,r3,PPC47x_TLB0_VALID | PPC47x_TLB0_TS | PPC47x_TLB0_1M
1067         /* Word 1 */
1068         lis     r4,CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x_PHYSLOW@h
1069         ori     r4,r4,CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x_PHYSHIGH
1071         /* Word 2 */
1072         li      r5,(PPC47x_TLB2_S_RW | PPC47x_TLB2_IMG)
1074         /* Bolted in way 0, bolt slot 5, we -hope- we don't hit the same
1075          * congruence class as the kernel, we need to make sure of it at
1076          * some point
1077          */
1078         lis     r0,0x8d00
1079         tlbwe   r3,r0,0
1080         tlbwe   r4,r0,1
1081         tlbwe   r5,r0,2
1083         /* Force context change */
1084         isync
1085 #endif /* CONFIG_PPC_EARLY_DEBUG_44x */
1087         /* Establish the interrupt vector offsets */
1088         SET_IVOR(0,  CriticalInput);
1089         SET_IVOR(1,  MachineCheckA);
1090         SET_IVOR(2,  DataStorage);
1091         SET_IVOR(3,  InstructionStorage);
1092         SET_IVOR(4,  ExternalInput);
1093         SET_IVOR(5,  Alignment);
1094         SET_IVOR(6,  Program);
1095         SET_IVOR(7,  FloatingPointUnavailable);
1096         SET_IVOR(8,  SystemCall);
1097         SET_IVOR(9,  AuxillaryProcessorUnavailable);
1098         SET_IVOR(10, Decrementer);
1099         SET_IVOR(11, FixedIntervalTimer);
1100         SET_IVOR(12, WatchdogTimer);
1101         SET_IVOR(13, DataTLBError47x);
1102         SET_IVOR(14, InstructionTLBError47x);
1103         SET_IVOR(15, DebugCrit);
1105         /* We configure icbi to invalidate 128 bytes at a time since the
1106          * current 32-bit kernel code isn't too happy with icache != dcache
1107          * block size
1108          */
1109         mfspr   r3,SPRN_CCR0
1110         oris    r3,r3,0x0020
1111         mtspr   SPRN_CCR0,r3
1112         isync
1114 #endif /* CONFIG_PPC_47x */
1117  * Here we are back to code that is common between 44x and 47x
1119  * We proceed to further kernel initialization and return to the
1120  * main kernel entry
1121  */
1122 head_start_common:
1123         /* Establish the interrupt vector base */
1124         lis     r4,interrupt_base@h     /* IVPR only uses the high 16-bits */
1125         mtspr   SPRN_IVPR,r4
1127         addis   r22,r22,KERNELBASE@h
1128         mtlr    r22
1129         isync
1130         blr
1133  * We put a few things here that have to be page-aligned. This stuff
1134  * goes at the beginning of the data segment, which is page-aligned.
1135  */
1136         .data
1137         .align  PAGE_SHIFT
1138         .globl  sdata
1139 sdata:
1140         .globl  empty_zero_page
1141 empty_zero_page:
1142         .space  PAGE_SIZE
1145  * To support >32-bit physical addresses, we use an 8KB pgdir.
1146  */
1147         .globl  swapper_pg_dir
1148 swapper_pg_dir:
1149         .space  PGD_TABLE_SIZE
1152  * Room for two PTE pointers, usually the kernel and current user pointers
1153  * to their respective root page table.
1154  */
1155 abatron_pteptrs:
1156         .space  8
1158 #ifdef CONFIG_SMP
1159         .align  12
1160 temp_boot_stack:
1161         .space  1024
1162 #endif /* CONFIG_SMP */