Linux 2.6.39-rc2
[pohmelfs.git] / arch / powerpc / kernel / head_8xx.S
blob1cbf64e6b416c1139b1f57582597477aef4cd61d
1 /*
2  *  PowerPC version
3  *    Copyright (C) 1995-1996 Gary Thomas (gdt@linuxppc.org)
4  *  Rewritten by Cort Dougan (cort@cs.nmt.edu) for PReP
5  *    Copyright (C) 1996 Cort Dougan <cort@cs.nmt.edu>
6  *  Low-level exception handlers and MMU support
7  *  rewritten by Paul Mackerras.
8  *    Copyright (C) 1996 Paul Mackerras.
9  *  MPC8xx modifications by Dan Malek
10  *    Copyright (C) 1997 Dan Malek (dmalek@jlc.net).
11  *
12  *  This file contains low-level support and setup for PowerPC 8xx
13  *  embedded processors, including trap and interrupt dispatch.
14  *
15  *  This program is free software; you can redistribute it and/or
16  *  modify it under the terms of the GNU General Public License
17  *  as published by the Free Software Foundation; either version
18  *  2 of the License, or (at your option) any later version.
19  *
20  */
22 #include <linux/init.h>
23 #include <asm/processor.h>
24 #include <asm/page.h>
25 #include <asm/mmu.h>
26 #include <asm/cache.h>
27 #include <asm/pgtable.h>
28 #include <asm/cputable.h>
29 #include <asm/thread_info.h>
30 #include <asm/ppc_asm.h>
31 #include <asm/asm-offsets.h>
32 #include <asm/ptrace.h>
34 /* Macro to make the code more readable. */
35 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
36 #define DO_8xx_CPU6(val, reg)   \
37         li      reg, val;       \
38         stw     reg, 12(r0);    \
39         lwz     reg, 12(r0);
40 #else
41 #define DO_8xx_CPU6(val, reg)
42 #endif
43         __HEAD
44 _ENTRY(_stext);
45 _ENTRY(_start);
47 /* MPC8xx
48  * This port was done on an MBX board with an 860.  Right now I only
49  * support an ELF compressed (zImage) boot from EPPC-Bug because the
50  * code there loads up some registers before calling us:
51  *   r3: ptr to board info data
52  *   r4: initrd_start or if no initrd then 0
53  *   r5: initrd_end - unused if r4 is 0
54  *   r6: Start of command line string
55  *   r7: End of command line string
56  *
57  * I decided to use conditional compilation instead of checking PVR and
58  * adding more processor specific branches around code I don't need.
59  * Since this is an embedded processor, I also appreciate any memory
60  * savings I can get.
61  *
62  * The MPC8xx does not have any BATs, but it supports large page sizes.
63  * We first initialize the MMU to support 8M byte pages, then load one
64  * entry into each of the instruction and data TLBs to map the first
65  * 8M 1:1.  I also mapped an additional I/O space 1:1 so we can get to
66  * the "internal" processor registers before MMU_init is called.
67  *
68  * The TLB code currently contains a major hack.  Since I use the condition
69  * code register, I have to save and restore it.  I am out of registers, so
70  * I just store it in memory location 0 (the TLB handlers are not reentrant).
71  * To avoid making any decisions, I need to use the "segment" valid bit
72  * in the first level table, but that would require many changes to the
73  * Linux page directory/table functions that I don't want to do right now.
74  *
75  *      -- Dan
76  */
77         .globl  __start
78 __start:
79         mr      r31,r3                  /* save parameters */
80         mr      r30,r4
81         mr      r29,r5
82         mr      r28,r6
83         mr      r27,r7
85         /* We have to turn on the MMU right away so we get cache modes
86          * set correctly.
87          */
88         bl      initial_mmu
90 /* We now have the lower 8 Meg mapped into TLB entries, and the caches
91  * ready to work.
92  */
94 turn_on_mmu:
95         mfmsr   r0
96         ori     r0,r0,MSR_DR|MSR_IR
97         mtspr   SPRN_SRR1,r0
98         lis     r0,start_here@h
99         ori     r0,r0,start_here@l
100         mtspr   SPRN_SRR0,r0
101         SYNC
102         rfi                             /* enables MMU */
105  * Exception entry code.  This code runs with address translation
106  * turned off, i.e. using physical addresses.
107  * We assume sprg3 has the physical address of the current
108  * task's thread_struct.
109  */
110 #define EXCEPTION_PROLOG        \
111         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH0,r10; \
112         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH1,r11; \
113         mfcr    r10;            \
114         EXCEPTION_PROLOG_1;     \
115         EXCEPTION_PROLOG_2
117 #define EXCEPTION_PROLOG_1      \
118         mfspr   r11,SPRN_SRR1;          /* check whether user or kernel */ \
119         andi.   r11,r11,MSR_PR; \
120         tophys(r11,r1);                 /* use tophys(r1) if kernel */ \
121         beq     1f;             \
122         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD;   \
123         lwz     r11,THREAD_INFO-THREAD(r11);    \
124         addi    r11,r11,THREAD_SIZE;    \
125         tophys(r11,r11);        \
126 1:      subi    r11,r11,INT_FRAME_SIZE  /* alloc exc. frame */
129 #define EXCEPTION_PROLOG_2      \
130         CLR_TOP32(r11);         \
131         stw     r10,_CCR(r11);          /* save registers */ \
132         stw     r12,GPR12(r11); \
133         stw     r9,GPR9(r11);   \
134         mfspr   r10,SPRN_SPRG_SCRATCH0; \
135         stw     r10,GPR10(r11); \
136         mfspr   r12,SPRN_SPRG_SCRATCH1; \
137         stw     r12,GPR11(r11); \
138         mflr    r10;            \
139         stw     r10,_LINK(r11); \
140         mfspr   r12,SPRN_SRR0;  \
141         mfspr   r9,SPRN_SRR1;   \
142         stw     r1,GPR1(r11);   \
143         stw     r1,0(r11);      \
144         tovirt(r1,r11);                 /* set new kernel sp */ \
145         li      r10,MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR); /* can take exceptions */ \
146         MTMSRD(r10);                    /* (except for mach check in rtas) */ \
147         stw     r0,GPR0(r11);   \
148         SAVE_4GPRS(3, r11);     \
149         SAVE_2GPRS(7, r11)
152  * Note: code which follows this uses cr0.eq (set if from kernel),
153  * r11, r12 (SRR0), and r9 (SRR1).
155  * Note2: once we have set r1 we are in a position to take exceptions
156  * again, and we could thus set MSR:RI at that point.
157  */
160  * Exception vectors.
161  */
162 #define EXCEPTION(n, label, hdlr, xfer)         \
163         . = n;                                  \
164 label:                                          \
165         EXCEPTION_PROLOG;                       \
166         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;     \
167         xfer(n, hdlr)
169 #define EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, trap, copyee, tfer, ret)     \
170         li      r10,trap;                                       \
171         stw     r10,_TRAP(r11);                                 \
172         li      r10,MSR_KERNEL;                                 \
173         copyee(r10, r9);                                        \
174         bl      tfer;                                           \
175 i##n:                                                           \
176         .long   hdlr;                                           \
177         .long   ret
179 #define COPY_EE(d, s)           rlwimi d,s,0,16,16
180 #define NOCOPY(d, s)
182 #define EXC_XFER_STD(n, hdlr)           \
183         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n, NOCOPY, transfer_to_handler_full, \
184                           ret_from_except_full)
186 #define EXC_XFER_LITE(n, hdlr)          \
187         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n+1, NOCOPY, transfer_to_handler, \
188                           ret_from_except)
190 #define EXC_XFER_EE(n, hdlr)            \
191         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n, COPY_EE, transfer_to_handler_full, \
192                           ret_from_except_full)
194 #define EXC_XFER_EE_LITE(n, hdlr)       \
195         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n+1, COPY_EE, transfer_to_handler, \
196                           ret_from_except)
198 /* System reset */
199         EXCEPTION(0x100, Reset, unknown_exception, EXC_XFER_STD)
201 /* Machine check */
202         . = 0x200
203 MachineCheck:
204         EXCEPTION_PROLOG
205         mfspr r4,SPRN_DAR
206         stw r4,_DAR(r11)
207         li r5,0x00f0
208         mtspr SPRN_DAR,r5       /* Tag DAR, to be used in DTLB Error */
209         mfspr r5,SPRN_DSISR
210         stw r5,_DSISR(r11)
211         addi r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
212         EXC_XFER_STD(0x200, machine_check_exception)
214 /* Data access exception.
215  * This is "never generated" by the MPC8xx.  We jump to it for other
216  * translation errors.
217  */
218         . = 0x300
219 DataAccess:
220         EXCEPTION_PROLOG
221         mfspr   r10,SPRN_DSISR
222         stw     r10,_DSISR(r11)
223         mr      r5,r10
224         mfspr   r4,SPRN_DAR
225         li      r10,0x00f0
226         mtspr   SPRN_DAR,r10    /* Tag DAR, to be used in DTLB Error */
227         EXC_XFER_EE_LITE(0x300, handle_page_fault)
229 /* Instruction access exception.
230  * This is "never generated" by the MPC8xx.  We jump to it for other
231  * translation errors.
232  */
233         . = 0x400
234 InstructionAccess:
235         EXCEPTION_PROLOG
236         mr      r4,r12
237         mr      r5,r9
238         EXC_XFER_EE_LITE(0x400, handle_page_fault)
240 /* External interrupt */
241         EXCEPTION(0x500, HardwareInterrupt, do_IRQ, EXC_XFER_LITE)
243 /* Alignment exception */
244         . = 0x600
245 Alignment:
246         EXCEPTION_PROLOG
247         mfspr   r4,SPRN_DAR
248         stw     r4,_DAR(r11)
249         li      r5,0x00f0
250         mtspr   SPRN_DAR,r5     /* Tag DAR, to be used in DTLB Error */
251         mfspr   r5,SPRN_DSISR
252         stw     r5,_DSISR(r11)
253         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
254         EXC_XFER_EE(0x600, alignment_exception)
256 /* Program check exception */
257         EXCEPTION(0x700, ProgramCheck, program_check_exception, EXC_XFER_STD)
259 /* No FPU on MPC8xx.  This exception is not supposed to happen.
261         EXCEPTION(0x800, FPUnavailable, unknown_exception, EXC_XFER_STD)
263 /* Decrementer */
264         EXCEPTION(0x900, Decrementer, timer_interrupt, EXC_XFER_LITE)
266         EXCEPTION(0xa00, Trap_0a, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
267         EXCEPTION(0xb00, Trap_0b, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
269 /* System call */
270         . = 0xc00
271 SystemCall:
272         EXCEPTION_PROLOG
273         EXC_XFER_EE_LITE(0xc00, DoSyscall)
275 /* Single step - not used on 601 */
276         EXCEPTION(0xd00, SingleStep, single_step_exception, EXC_XFER_STD)
277         EXCEPTION(0xe00, Trap_0e, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
278         EXCEPTION(0xf00, Trap_0f, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
280 /* On the MPC8xx, this is a software emulation interrupt.  It occurs
281  * for all unimplemented and illegal instructions.
282  */
283         EXCEPTION(0x1000, SoftEmu, SoftwareEmulation, EXC_XFER_STD)
285         . = 0x1100
287  * For the MPC8xx, this is a software tablewalk to load the instruction
288  * TLB.  It is modelled after the example in the Motorola manual.  The task
289  * switch loads the M_TWB register with the pointer to the first level table.
290  * If we discover there is no second level table (value is zero) or if there
291  * is an invalid pte, we load that into the TLB, which causes another fault
292  * into the TLB Error interrupt where we can handle such problems.
293  * We have to use the MD_xxx registers for the tablewalk because the
294  * equivalent MI_xxx registers only perform the attribute functions.
295  */
296 InstructionTLBMiss:
297 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
298         stw     r3, 8(r0)
299 #endif
300         DO_8xx_CPU6(0x3f80, r3)
301         mtspr   SPRN_M_TW, r10  /* Save a couple of working registers */
302         mfcr    r10
303 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
304         stw     r10, 0(r0)
305         stw     r11, 4(r0)
306 #else
307         mtspr   SPRN_DAR, r10
308         mtspr   SPRN_SPRG2, r11
309 #endif
310         mfspr   r10, SPRN_SRR0  /* Get effective address of fault */
311 #ifdef CONFIG_8xx_CPU15
312         addi    r11, r10, 0x1000
313         tlbie   r11
314         addi    r11, r10, -0x1000
315         tlbie   r11
316 #endif
317         DO_8xx_CPU6(0x3780, r3)
318         mtspr   SPRN_MD_EPN, r10        /* Have to use MD_EPN for walk, MI_EPN can't */
319         mfspr   r10, SPRN_M_TWB /* Get level 1 table entry address */
321         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
322          * kernel page tables.
323          */
324 #ifdef CONFIG_MODULES
325         /* Only modules will cause ITLB Misses as we always
326          * pin the first 8MB of kernel memory */
327         andi.   r11, r10, 0x0800        /* Address >= 0x80000000 */
328         beq     3f
329         lis     r11, swapper_pg_dir@h
330         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
331         rlwimi  r10, r11, 0, 2, 19
333 #endif
334         lwz     r11, 0(r10)     /* Get the level 1 entry */
335         rlwinm. r10, r11,0,0,19 /* Extract page descriptor page address */
336         beq     2f              /* If zero, don't try to find a pte */
338         /* We have a pte table, so load the MI_TWC with the attributes
339          * for this "segment."
340          */
341         ori     r11,r11,1               /* Set valid bit */
342         DO_8xx_CPU6(0x2b80, r3)
343         mtspr   SPRN_MI_TWC, r11        /* Set segment attributes */
344         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
345         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11        /* Load pte table base address */
346         mfspr   r11, SPRN_MD_TWC        /* ....and get the pte address */
347         lwz     r10, 0(r11)     /* Get the pte */
349 #ifdef CONFIG_SWAP
350         andi.   r11, r10, _PAGE_ACCESSED | _PAGE_PRESENT
351         cmpwi   cr0, r11, _PAGE_ACCESSED | _PAGE_PRESENT
352         bne-    cr0, 2f
353 #endif
354         /* The Linux PTE won't go exactly into the MMU TLB.
355          * Software indicator bits 21 and 28 must be clear.
356          * Software indicator bits 24, 25, 26, and 27 must be
357          * set.  All other Linux PTE bits control the behavior
358          * of the MMU.
359          */
360         li      r11, 0x00f0
361         rlwimi  r10, r11, 0, 0x07f8     /* Set 24-27, clear 21-23,28 */
362         DO_8xx_CPU6(0x2d80, r3)
363         mtspr   SPRN_MI_RPN, r10        /* Update TLB entry */
365         /* Restore registers */
366 #ifndef CONFIG_8xx_CPU6
367         mfspr   r10, SPRN_DAR
368         mtcr    r10
369         mtspr   SPRN_DAR, r11   /* Tag DAR */
370         mfspr   r11, SPRN_SPRG2
371 #else
372         lwz     r11, 0(r0)
373         mtcr    r11
374         lwz     r11, 4(r0)
375         lwz     r3, 8(r0)
376 #endif
377         mfspr   r10, SPRN_M_TW
378         rfi
380         mfspr   r11, SPRN_SRR1
381         /* clear all error bits as TLB Miss
382          * sets a few unconditionally
383         */
384         rlwinm  r11, r11, 0, 0xffff
385         mtspr   SPRN_SRR1, r11
387         /* Restore registers */
388 #ifndef CONFIG_8xx_CPU6
389         mfspr   r10, SPRN_DAR
390         mtcr    r10
391         li      r11, 0x00f0
392         mtspr   SPRN_DAR, r11   /* Tag DAR */
393         mfspr   r11, SPRN_SPRG2
394 #else
395         lwz     r11, 0(r0)
396         mtcr    r11
397         lwz     r11, 4(r0)
398         lwz     r3, 8(r0)
399 #endif
400         mfspr   r10, SPRN_M_TW
401         b       InstructionAccess
403         . = 0x1200
404 DataStoreTLBMiss:
405 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
406         stw     r3, 8(r0)
407 #endif
408         DO_8xx_CPU6(0x3f80, r3)
409         mtspr   SPRN_M_TW, r10  /* Save a couple of working registers */
410         mfcr    r10
411 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
412         stw     r10, 0(r0)
413         stw     r11, 4(r0)
414 #else
415         mtspr   SPRN_DAR, r10
416         mtspr   SPRN_SPRG2, r11
417 #endif
418         mfspr   r10, SPRN_M_TWB /* Get level 1 table entry address */
420         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
421          * kernel page tables.
422          */
423         andi.   r11, r10, 0x0800
424         beq     3f
425         lis     r11, swapper_pg_dir@h
426         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
427         rlwimi  r10, r11, 0, 2, 19
429         lwz     r11, 0(r10)     /* Get the level 1 entry */
430         rlwinm. r10, r11,0,0,19 /* Extract page descriptor page address */
431         beq     2f              /* If zero, don't try to find a pte */
433         /* We have a pte table, so load fetch the pte from the table.
434          */
435         ori     r11, r11, 1     /* Set valid bit in physical L2 page */
436         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
437         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11        /* Load pte table base address */
438         mfspr   r10, SPRN_MD_TWC        /* ....and get the pte address */
439         lwz     r10, 0(r10)     /* Get the pte */
441         /* Insert the Guarded flag into the TWC from the Linux PTE.
442          * It is bit 27 of both the Linux PTE and the TWC (at least
443          * I got that right :-).  It will be better when we can put
444          * this into the Linux pgd/pmd and load it in the operation
445          * above.
446          */
447         rlwimi  r11, r10, 0, 27, 27
448         /* Insert the WriteThru flag into the TWC from the Linux PTE.
449          * It is bit 25 in the Linux PTE and bit 30 in the TWC
450          */
451         rlwimi  r11, r10, 32-5, 30, 30
452         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
453         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11
455         /* Both _PAGE_ACCESSED and _PAGE_PRESENT has to be set.
456          * We also need to know if the insn is a load/store, so:
457          * Clear _PAGE_PRESENT and load that which will
458          * trap into DTLB Error with store bit set accordinly.
459          */
460         /* PRESENT=0x1, ACCESSED=0x20
461          * r11 = ((r10 & PRESENT) & ((r10 & ACCESSED) >> 5));
462          * r10 = (r10 & ~PRESENT) | r11;
463          */
464 #ifdef CONFIG_SWAP
465         rlwinm  r11, r10, 32-5, _PAGE_PRESENT
466         and     r11, r11, r10
467         rlwimi  r10, r11, 0, _PAGE_PRESENT
468 #endif
469         /* Honour kernel RO, User NA */
470         /* 0x200 == Extended encoding, bit 22 */
471         rlwimi  r10, r10, 32-2, 0x200 /* Copy USER to bit 22, 0x200 */
472         /* r11 =  (r10 & _PAGE_RW) >> 1 */
473         rlwinm  r11, r10, 32-1, 0x200
474         or      r10, r11, r10
475         /* invert RW and 0x200 bits */
476         xori    r10, r10, _PAGE_RW | 0x200
478         /* The Linux PTE won't go exactly into the MMU TLB.
479          * Software indicator bits 22 and 28 must be clear.
480          * Software indicator bits 24, 25, 26, and 27 must be
481          * set.  All other Linux PTE bits control the behavior
482          * of the MMU.
483          */
484 2:      li      r11, 0x00f0
485         rlwimi  r10, r11, 0, 24, 28     /* Set 24-27, clear 28 */
486         DO_8xx_CPU6(0x3d80, r3)
487         mtspr   SPRN_MD_RPN, r10        /* Update TLB entry */
489         /* Restore registers */
490 #ifndef CONFIG_8xx_CPU6
491         mfspr   r10, SPRN_DAR
492         mtcr    r10
493         mtspr   SPRN_DAR, r11   /* Tag DAR */
494         mfspr   r11, SPRN_SPRG2
495 #else
496         mtspr   SPRN_DAR, r11   /* Tag DAR */
497         lwz     r11, 0(r0)
498         mtcr    r11
499         lwz     r11, 4(r0)
500         lwz     r3, 8(r0)
501 #endif
502         mfspr   r10, SPRN_M_TW
503         rfi
505 /* This is an instruction TLB error on the MPC8xx.  This could be due
506  * to many reasons, such as executing guarded memory or illegal instruction
507  * addresses.  There is nothing to do but handle a big time error fault.
508  */
509         . = 0x1300
510 InstructionTLBError:
511         b       InstructionAccess
513 /* This is the data TLB error on the MPC8xx.  This could be due to
514  * many reasons, including a dirty update to a pte.  We can catch that
515  * one here, but anything else is an error.  First, we track down the
516  * Linux pte.  If it is valid, write access is allowed, but the
517  * page dirty bit is not set, we will set it and reload the TLB.  For
518  * any other case, we bail out to a higher level function that can
519  * handle it.
520  */
521         . = 0x1400
522 DataTLBError:
523 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
524         stw     r3, 8(r0)
525 #endif
526         DO_8xx_CPU6(0x3f80, r3)
527         mtspr   SPRN_M_TW, r10  /* Save a couple of working registers */
528         mfcr    r10
529         stw     r10, 0(r0)
530         stw     r11, 4(r0)
532         mfspr   r10, SPRN_DAR
533         cmpwi   cr0, r10, 0x00f0
534         beq-    FixupDAR        /* must be a buggy dcbX, icbi insn. */
535 DARFixed:/* Return from dcbx instruction bug workaround, r10 holds value of DAR */
536         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
537         lwz     r11, 0(r0)
538         mtcr    r11
539         lwz     r11, 4(r0)
540 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
541         lwz     r3, 8(r0)
542 #endif
543         b       DataAccess
545         EXCEPTION(0x1500, Trap_15, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
546         EXCEPTION(0x1600, Trap_16, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
547         EXCEPTION(0x1700, Trap_17, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
548         EXCEPTION(0x1800, Trap_18, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
549         EXCEPTION(0x1900, Trap_19, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
550         EXCEPTION(0x1a00, Trap_1a, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
551         EXCEPTION(0x1b00, Trap_1b, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
553 /* On the MPC8xx, these next four traps are used for development
554  * support of breakpoints and such.  Someday I will get around to
555  * using them.
556  */
557         EXCEPTION(0x1c00, Trap_1c, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
558         EXCEPTION(0x1d00, Trap_1d, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
559         EXCEPTION(0x1e00, Trap_1e, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
560         EXCEPTION(0x1f00, Trap_1f, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
562         . = 0x2000
564 /* This is the procedure to calculate the data EA for buggy dcbx,dcbi instructions
565  * by decoding the registers used by the dcbx instruction and adding them.
566  * DAR is set to the calculated address and r10 also holds the EA on exit.
567  */
568  /* define if you don't want to use self modifying code */
569 #define NO_SELF_MODIFYING_CODE
570 FixupDAR:/* Entry point for dcbx workaround. */
571         /* fetch instruction from memory. */
572         mfspr   r10, SPRN_SRR0
573         andis.  r11, r10, 0x8000        /* Address >= 0x80000000 */
574         DO_8xx_CPU6(0x3780, r3)
575         mtspr   SPRN_MD_EPN, r10
576         mfspr   r11, SPRN_M_TWB /* Get level 1 table entry address */
577         beq-    3f              /* Branch if user space */
578         lis     r11, (swapper_pg_dir-PAGE_OFFSET)@h
579         ori     r11, r11, (swapper_pg_dir-PAGE_OFFSET)@l
580         rlwimi  r11, r10, 32-20, 0xffc /* r11 = r11&~0xffc|(r10>>20)&0xffc */
581 3:      lwz     r11, 0(r11)     /* Get the level 1 entry */
582         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
583         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11        /* Load pte table base address */
584         mfspr   r11, SPRN_MD_TWC        /* ....and get the pte address */
585         lwz     r11, 0(r11)     /* Get the pte */
586         /* concat physical page address(r11) and page offset(r10) */
587         rlwimi  r11, r10, 0, 20, 31
588         lwz     r11,0(r11)
589 /* Check if it really is a dcbx instruction. */
590 /* dcbt and dcbtst does not generate DTLB Misses/Errors,
591  * no need to include them here */
592         srwi    r10, r11, 26    /* check if major OP code is 31 */
593         cmpwi   cr0, r10, 31
594         bne-    141f
595         rlwinm  r10, r11, 0, 21, 30
596         cmpwi   cr0, r10, 2028  /* Is dcbz? */
597         beq+    142f
598         cmpwi   cr0, r10, 940   /* Is dcbi? */
599         beq+    142f
600         cmpwi   cr0, r10, 108   /* Is dcbst? */
601         beq+    144f            /* Fix up store bit! */
602         cmpwi   cr0, r10, 172   /* Is dcbf? */
603         beq+    142f
604         cmpwi   cr0, r10, 1964  /* Is icbi? */
605         beq+    142f
606 141:    mfspr   r10, SPRN_DAR   /* r10 must hold DAR at exit */
607         b       DARFixed        /* Nope, go back to normal TLB processing */
609 144:    mfspr   r10, SPRN_DSISR
610         rlwinm  r10, r10,0,7,5  /* Clear store bit for buggy dcbst insn */
611         mtspr   SPRN_DSISR, r10
612 142:    /* continue, it was a dcbx, dcbi instruction. */
613 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
614         lwz     r3, 8(r0)       /* restore r3 from memory */
615 #endif
616 #ifndef NO_SELF_MODIFYING_CODE
617         andis.  r10,r11,0x1f    /* test if reg RA is r0 */
618         li      r10,modified_instr@l
619         dcbtst  r0,r10          /* touch for store */
620         rlwinm  r11,r11,0,0,20  /* Zero lower 10 bits */
621         oris    r11,r11,640     /* Transform instr. to a "add r10,RA,RB" */
622         ori     r11,r11,532
623         stw     r11,0(r10)      /* store add/and instruction */
624         dcbf    0,r10           /* flush new instr. to memory. */
625         icbi    0,r10           /* invalidate instr. cache line */
626         lwz     r11, 4(r0)      /* restore r11 from memory */
627         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* restore r10 from M_TW */
628         isync                   /* Wait until new instr is loaded from memory */
629 modified_instr:
630         .space  4               /* this is where the add instr. is stored */
631         bne+    143f
632         subf    r10,r0,r10      /* r10=r10-r0, only if reg RA is r0 */
633 143:    mtdar   r10             /* store faulting EA in DAR */
634         b       DARFixed        /* Go back to normal TLB handling */
635 #else
636         mfctr   r10
637         mtdar   r10                     /* save ctr reg in DAR */
638         rlwinm  r10, r11, 24, 24, 28    /* offset into jump table for reg RB */
639         addi    r10, r10, 150f@l        /* add start of table */
640         mtctr   r10                     /* load ctr with jump address */
641         xor     r10, r10, r10           /* sum starts at zero */
642         bctr                            /* jump into table */
643 150:
644         add     r10, r10, r0    ;b      151f
645         add     r10, r10, r1    ;b      151f
646         add     r10, r10, r2    ;b      151f
647         add     r10, r10, r3    ;b      151f
648         add     r10, r10, r4    ;b      151f
649         add     r10, r10, r5    ;b      151f
650         add     r10, r10, r6    ;b      151f
651         add     r10, r10, r7    ;b      151f
652         add     r10, r10, r8    ;b      151f
653         add     r10, r10, r9    ;b      151f
654         mtctr   r11     ;b      154f    /* r10 needs special handling */
655         mtctr   r11     ;b      153f    /* r11 needs special handling */
656         add     r10, r10, r12   ;b      151f
657         add     r10, r10, r13   ;b      151f
658         add     r10, r10, r14   ;b      151f
659         add     r10, r10, r15   ;b      151f
660         add     r10, r10, r16   ;b      151f
661         add     r10, r10, r17   ;b      151f
662         add     r10, r10, r18   ;b      151f
663         add     r10, r10, r19   ;b      151f
664         add     r10, r10, r20   ;b      151f
665         add     r10, r10, r21   ;b      151f
666         add     r10, r10, r22   ;b      151f
667         add     r10, r10, r23   ;b      151f
668         add     r10, r10, r24   ;b      151f
669         add     r10, r10, r25   ;b      151f
670         add     r10, r10, r26   ;b      151f
671         add     r10, r10, r27   ;b      151f
672         add     r10, r10, r28   ;b      151f
673         add     r10, r10, r29   ;b      151f
674         add     r10, r10, r30   ;b      151f
675         add     r10, r10, r31
676 151:
677         rlwinm. r11,r11,19,24,28        /* offset into jump table for reg RA */
678         beq     152f                    /* if reg RA is zero, don't add it */
679         addi    r11, r11, 150b@l        /* add start of table */
680         mtctr   r11                     /* load ctr with jump address */
681         rlwinm  r11,r11,0,16,10         /* make sure we don't execute this more than once */
682         bctr                            /* jump into table */
683 152:
684         mfdar   r11
685         mtctr   r11                     /* restore ctr reg from DAR */
686         mtdar   r10                     /* save fault EA to DAR */
687         b       DARFixed                /* Go back to normal TLB handling */
689         /* special handling for r10,r11 since these are modified already */
690 153:    lwz     r11, 4(r0)      /* load r11 from memory */
691         b       155f
692 154:    mfspr   r11, SPRN_M_TW  /* load r10 from M_TW */
693 155:    add     r10, r10, r11   /* add it */
694         mfctr   r11             /* restore r11 */
695         b       151b
696 #endif
698         .globl  giveup_fpu
699 giveup_fpu:
700         blr
703  * This is where the main kernel code starts.
704  */
705 start_here:
706         /* ptr to current */
707         lis     r2,init_task@h
708         ori     r2,r2,init_task@l
710         /* ptr to phys current thread */
711         tophys(r4,r2)
712         addi    r4,r4,THREAD    /* init task's THREAD */
713         mtspr   SPRN_SPRG_THREAD,r4
715         /* stack */
716         lis     r1,init_thread_union@ha
717         addi    r1,r1,init_thread_union@l
718         li      r0,0
719         stwu    r0,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD(r1)
721         bl      early_init      /* We have to do this with MMU on */
724  * Decide what sort of machine this is and initialize the MMU.
725  */
726         mr      r3,r31
727         mr      r4,r30
728         mr      r5,r29
729         mr      r6,r28
730         mr      r7,r27
731         bl      machine_init
732         bl      MMU_init
735  * Go back to running unmapped so we can load up new values
736  * and change to using our exception vectors.
737  * On the 8xx, all we have to do is invalidate the TLB to clear
738  * the old 8M byte TLB mappings and load the page table base register.
739  */
740         /* The right way to do this would be to track it down through
741          * init's THREAD like the context switch code does, but this is
742          * easier......until someone changes init's static structures.
743          */
744         lis     r6, swapper_pg_dir@h
745         ori     r6, r6, swapper_pg_dir@l
746         tophys(r6,r6)
747 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
748         lis     r4, cpu6_errata_word@h
749         ori     r4, r4, cpu6_errata_word@l
750         li      r3, 0x3980
751         stw     r3, 12(r4)
752         lwz     r3, 12(r4)
753 #endif
754         mtspr   SPRN_M_TWB, r6
755         lis     r4,2f@h
756         ori     r4,r4,2f@l
757         tophys(r4,r4)
758         li      r3,MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR)
759         mtspr   SPRN_SRR0,r4
760         mtspr   SPRN_SRR1,r3
761         rfi
762 /* Load up the kernel context */
764         SYNC                    /* Force all PTE updates to finish */
765         tlbia                   /* Clear all TLB entries */
766         sync                    /* wait for tlbia/tlbie to finish */
767         TLBSYNC                 /* ... on all CPUs */
769         /* set up the PTE pointers for the Abatron bdiGDB.
770         */
771         tovirt(r6,r6)
772         lis     r5, abatron_pteptrs@h
773         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
774         stw     r5, 0xf0(r0)    /* Must match your Abatron config file */
775         tophys(r5,r5)
776         stw     r6, 0(r5)
778 /* Now turn on the MMU for real! */
779         li      r4,MSR_KERNEL
780         lis     r3,start_kernel@h
781         ori     r3,r3,start_kernel@l
782         mtspr   SPRN_SRR0,r3
783         mtspr   SPRN_SRR1,r4
784         rfi                     /* enable MMU and jump to start_kernel */
786 /* Set up the initial MMU state so we can do the first level of
787  * kernel initialization.  This maps the first 8 MBytes of memory 1:1
788  * virtual to physical.  Also, set the cache mode since that is defined
789  * by TLB entries and perform any additional mapping (like of the IMMR).
790  * If configured to pin some TLBs, we pin the first 8 Mbytes of kernel,
791  * 24 Mbytes of data, and the 8M IMMR space.  Anything not covered by
792  * these mappings is mapped by page tables.
793  */
794 initial_mmu:
795         tlbia                   /* Invalidate all TLB entries */
796 /* Always pin the first 8 MB ITLB to prevent ITLB
797    misses while mucking around with SRR0/SRR1 in asm
799         lis     r8, MI_RSV4I@h
800         ori     r8, r8, 0x1c00
802         mtspr   SPRN_MI_CTR, r8 /* Set instruction MMU control */
804 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
805         lis     r10, (MD_RSV4I | MD_RESETVAL)@h
806         ori     r10, r10, 0x1c00
807         mr      r8, r10
808 #else
809         lis     r10, MD_RESETVAL@h
810 #endif
811 #ifndef CONFIG_8xx_COPYBACK
812         oris    r10, r10, MD_WTDEF@h
813 #endif
814         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10        /* Set data TLB control */
816         /* Now map the lower 8 Meg into the TLBs.  For this quick hack,
817          * we can load the instruction and data TLB registers with the
818          * same values.
819          */
820         lis     r8, KERNELBASE@h        /* Create vaddr for TLB */
821         ori     r8, r8, MI_EVALID       /* Mark it valid */
822         mtspr   SPRN_MI_EPN, r8
823         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
824         li      r8, MI_PS8MEG           /* Set 8M byte page */
825         ori     r8, r8, MI_SVALID       /* Make it valid */
826         mtspr   SPRN_MI_TWC, r8
827         mtspr   SPRN_MD_TWC, r8
828         li      r8, MI_BOOTINIT         /* Create RPN for address 0 */
829         mtspr   SPRN_MI_RPN, r8         /* Store TLB entry */
830         mtspr   SPRN_MD_RPN, r8
831         lis     r8, MI_Kp@h             /* Set the protection mode */
832         mtspr   SPRN_MI_AP, r8
833         mtspr   SPRN_MD_AP, r8
835         /* Map another 8 MByte at the IMMR to get the processor
836          * internal registers (among other things).
837          */
838 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
839         addi    r10, r10, 0x0100
840         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10
841 #endif
842         mfspr   r9, 638                 /* Get current IMMR */
843         andis.  r9, r9, 0xff80          /* Get 8Mbyte boundary */
845         mr      r8, r9                  /* Create vaddr for TLB */
846         ori     r8, r8, MD_EVALID       /* Mark it valid */
847         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
848         li      r8, MD_PS8MEG           /* Set 8M byte page */
849         ori     r8, r8, MD_SVALID       /* Make it valid */
850         mtspr   SPRN_MD_TWC, r8
851         mr      r8, r9                  /* Create paddr for TLB */
852         ori     r8, r8, MI_BOOTINIT|0x2 /* Inhibit cache -- Cort */
853         mtspr   SPRN_MD_RPN, r8
855 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
856         /* Map two more 8M kernel data pages.
857         */
858         addi    r10, r10, 0x0100
859         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10
861         lis     r8, KERNELBASE@h        /* Create vaddr for TLB */
862         addis   r8, r8, 0x0080          /* Add 8M */
863         ori     r8, r8, MI_EVALID       /* Mark it valid */
864         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
865         li      r9, MI_PS8MEG           /* Set 8M byte page */
866         ori     r9, r9, MI_SVALID       /* Make it valid */
867         mtspr   SPRN_MD_TWC, r9
868         li      r11, MI_BOOTINIT        /* Create RPN for address 0 */
869         addis   r11, r11, 0x0080        /* Add 8M */
870         mtspr   SPRN_MD_RPN, r11
872         addis   r8, r8, 0x0080          /* Add 8M */
873         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
874         mtspr   SPRN_MD_TWC, r9
875         addis   r11, r11, 0x0080        /* Add 8M */
876         mtspr   SPRN_MD_RPN, r11
877 #endif
879         /* Since the cache is enabled according to the information we
880          * just loaded into the TLB, invalidate and enable the caches here.
881          * We should probably check/set other modes....later.
882          */
883         lis     r8, IDC_INVALL@h
884         mtspr   SPRN_IC_CST, r8
885         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
886         lis     r8, IDC_ENABLE@h
887         mtspr   SPRN_IC_CST, r8
888 #ifdef CONFIG_8xx_COPYBACK
889         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
890 #else
891         /* For a debug option, I left this here to easily enable
892          * the write through cache mode
893          */
894         lis     r8, DC_SFWT@h
895         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
896         lis     r8, IDC_ENABLE@h
897         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
898 #endif
899         blr
903  * Set up to use a given MMU context.
904  * r3 is context number, r4 is PGD pointer.
906  * We place the physical address of the new task page directory loaded
907  * into the MMU base register, and set the ASID compare register with
908  * the new "context."
909  */
910 _GLOBAL(set_context)
912 #ifdef CONFIG_BDI_SWITCH
913         /* Context switch the PTE pointer for the Abatron BDI2000.
914          * The PGDIR is passed as second argument.
915          */
916         lis     r5, KERNELBASE@h
917         lwz     r5, 0xf0(r5)
918         stw     r4, 0x4(r5)
919 #endif
921 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
922         lis     r6, cpu6_errata_word@h
923         ori     r6, r6, cpu6_errata_word@l
924         tophys  (r4, r4)
925         li      r7, 0x3980
926         stw     r7, 12(r6)
927         lwz     r7, 12(r6)
928         mtspr   SPRN_M_TWB, r4               /* Update MMU base address */
929         li      r7, 0x3380
930         stw     r7, 12(r6)
931         lwz     r7, 12(r6)
932         mtspr   SPRN_M_CASID, r3             /* Update context */
933 #else
934         mtspr   SPRN_M_CASID,r3         /* Update context */
935         tophys  (r4, r4)
936         mtspr   SPRN_M_TWB, r4          /* and pgd */
937 #endif
938         SYNC
939         blr
941 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
942 /* It's here because it is unique to the 8xx.
943  * It is important we get called with interrupts disabled.  I used to
944  * do that, but it appears that all code that calls this already had
945  * interrupt disabled.
946  */
947         .globl  set_dec_cpu6
948 set_dec_cpu6:
949         lis     r7, cpu6_errata_word@h
950         ori     r7, r7, cpu6_errata_word@l
951         li      r4, 0x2c00
952         stw     r4, 8(r7)
953         lwz     r4, 8(r7)
954         mtspr   22, r3          /* Update Decrementer */
955         SYNC
956         blr
957 #endif
960  * We put a few things here that have to be page-aligned.
961  * This stuff goes at the beginning of the data segment,
962  * which is page-aligned.
963  */
964         .data
965         .globl  sdata
966 sdata:
967         .globl  empty_zero_page
968 empty_zero_page:
969         .space  4096
971         .globl  swapper_pg_dir
972 swapper_pg_dir:
973         .space  4096
975 /* Room for two PTE table poiners, usually the kernel and current user
976  * pointer to their respective root page table (pgdir).
977  */
978 abatron_pteptrs:
979         .space  8
981 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
982         .globl  cpu6_errata_word
983 cpu6_errata_word:
984         .space  16
985 #endif