Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6
[wrt350n-kernel.git] / arch / powerpc / kernel / head_8xx.S
blobf80a5d0ef24fa91b0df6a194134627319baca7b9
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 <asm/processor.h>
23 #include <asm/page.h>
24 #include <asm/mmu.h>
25 #include <asm/cache.h>
26 #include <asm/pgtable.h>
27 #include <asm/cputable.h>
28 #include <asm/thread_info.h>
29 #include <asm/ppc_asm.h>
30 #include <asm/asm-offsets.h>
32 /* Macro to make the code more readable. */
33 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
34 #define DO_8xx_CPU6(val, reg)   \
35         li      reg, val;       \
36         stw     reg, 12(r0);    \
37         lwz     reg, 12(r0);
38 #else
39 #define DO_8xx_CPU6(val, reg)
40 #endif
41         .section        .text.head, "ax"
42 _ENTRY(_stext);
43 _ENTRY(_start);
45 /* MPC8xx
46  * This port was done on an MBX board with an 860.  Right now I only
47  * support an ELF compressed (zImage) boot from EPPC-Bug because the
48  * code there loads up some registers before calling us:
49  *   r3: ptr to board info data
50  *   r4: initrd_start or if no initrd then 0
51  *   r5: initrd_end - unused if r4 is 0
52  *   r6: Start of command line string
53  *   r7: End of command line string
54  *
55  * I decided to use conditional compilation instead of checking PVR and
56  * adding more processor specific branches around code I don't need.
57  * Since this is an embedded processor, I also appreciate any memory
58  * savings I can get.
59  *
60  * The MPC8xx does not have any BATs, but it supports large page sizes.
61  * We first initialize the MMU to support 8M byte pages, then load one
62  * entry into each of the instruction and data TLBs to map the first
63  * 8M 1:1.  I also mapped an additional I/O space 1:1 so we can get to
64  * the "internal" processor registers before MMU_init is called.
65  *
66  * The TLB code currently contains a major hack.  Since I use the condition
67  * code register, I have to save and restore it.  I am out of registers, so
68  * I just store it in memory location 0 (the TLB handlers are not reentrant).
69  * To avoid making any decisions, I need to use the "segment" valid bit
70  * in the first level table, but that would require many changes to the
71  * Linux page directory/table functions that I don't want to do right now.
72  *
73  * I used to use SPRG2 for a temporary register in the TLB handler, but it
74  * has since been put to other uses.  I now use a hack to save a register
75  * and the CCR at memory location 0.....Someday I'll fix this.....
76  *      -- Dan
77  */
78         .globl  __start
79 __start:
80         mr      r31,r3                  /* save parameters */
81         mr      r30,r4
82         mr      r29,r5
83         mr      r28,r6
84         mr      r27,r7
86         /* We have to turn on the MMU right away so we get cache modes
87          * set correctly.
88          */
89         bl      initial_mmu
91 /* We now have the lower 8 Meg mapped into TLB entries, and the caches
92  * ready to work.
93  */
95 turn_on_mmu:
96         mfmsr   r0
97         ori     r0,r0,MSR_DR|MSR_IR
98         mtspr   SPRN_SRR1,r0
99         lis     r0,start_here@h
100         ori     r0,r0,start_here@l
101         mtspr   SPRN_SRR0,r0
102         SYNC
103         rfi                             /* enables MMU */
106  * Exception entry code.  This code runs with address translation
107  * turned off, i.e. using physical addresses.
108  * We assume sprg3 has the physical address of the current
109  * task's thread_struct.
110  */
111 #define EXCEPTION_PROLOG        \
112         mtspr   SPRN_SPRG0,r10; \
113         mtspr   SPRN_SPRG1,r11; \
114         mfcr    r10;            \
115         EXCEPTION_PROLOG_1;     \
116         EXCEPTION_PROLOG_2
118 #define EXCEPTION_PROLOG_1      \
119         mfspr   r11,SPRN_SRR1;          /* check whether user or kernel */ \
120         andi.   r11,r11,MSR_PR; \
121         tophys(r11,r1);                 /* use tophys(r1) if kernel */ \
122         beq     1f;             \
123         mfspr   r11,SPRN_SPRG3; \
124         lwz     r11,THREAD_INFO-THREAD(r11);    \
125         addi    r11,r11,THREAD_SIZE;    \
126         tophys(r11,r11);        \
127 1:      subi    r11,r11,INT_FRAME_SIZE  /* alloc exc. frame */
130 #define EXCEPTION_PROLOG_2      \
131         CLR_TOP32(r11);         \
132         stw     r10,_CCR(r11);          /* save registers */ \
133         stw     r12,GPR12(r11); \
134         stw     r9,GPR9(r11);   \
135         mfspr   r10,SPRN_SPRG0; \
136         stw     r10,GPR10(r11); \
137         mfspr   r12,SPRN_SPRG1; \
138         stw     r12,GPR11(r11); \
139         mflr    r10;            \
140         stw     r10,_LINK(r11); \
141         mfspr   r12,SPRN_SRR0;  \
142         mfspr   r9,SPRN_SRR1;   \
143         stw     r1,GPR1(r11);   \
144         stw     r1,0(r11);      \
145         tovirt(r1,r11);                 /* set new kernel sp */ \
146         li      r10,MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR); /* can take exceptions */ \
147         MTMSRD(r10);                    /* (except for mach check in rtas) */ \
148         stw     r0,GPR0(r11);   \
149         SAVE_4GPRS(3, r11);     \
150         SAVE_2GPRS(7, r11)
153  * Note: code which follows this uses cr0.eq (set if from kernel),
154  * r11, r12 (SRR0), and r9 (SRR1).
156  * Note2: once we have set r1 we are in a position to take exceptions
157  * again, and we could thus set MSR:RI at that point.
158  */
161  * Exception vectors.
162  */
163 #define EXCEPTION(n, label, hdlr, xfer)         \
164         . = n;                                  \
165 label:                                          \
166         EXCEPTION_PROLOG;                       \
167         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;     \
168         xfer(n, hdlr)
170 #define EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, trap, copyee, tfer, ret)     \
171         li      r10,trap;                                       \
172         stw     r10,_TRAP(r11);                                 \
173         li      r10,MSR_KERNEL;                                 \
174         copyee(r10, r9);                                        \
175         bl      tfer;                                           \
176 i##n:                                                           \
177         .long   hdlr;                                           \
178         .long   ret
180 #define COPY_EE(d, s)           rlwimi d,s,0,16,16
181 #define NOCOPY(d, s)
183 #define EXC_XFER_STD(n, hdlr)           \
184         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n, NOCOPY, transfer_to_handler_full, \
185                           ret_from_except_full)
187 #define EXC_XFER_LITE(n, hdlr)          \
188         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n+1, NOCOPY, transfer_to_handler, \
189                           ret_from_except)
191 #define EXC_XFER_EE(n, hdlr)            \
192         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n, COPY_EE, transfer_to_handler_full, \
193                           ret_from_except_full)
195 #define EXC_XFER_EE_LITE(n, hdlr)       \
196         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n+1, COPY_EE, transfer_to_handler, \
197                           ret_from_except)
199 /* System reset */
200         EXCEPTION(0x100, Reset, unknown_exception, EXC_XFER_STD)
202 /* Machine check */
203         . = 0x200
204 MachineCheck:
205         EXCEPTION_PROLOG
206         mfspr r4,SPRN_DAR
207         stw r4,_DAR(r11)
208         mfspr r5,SPRN_DSISR
209         stw r5,_DSISR(r11)
210         addi r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
211         EXC_XFER_STD(0x200, machine_check_exception)
213 /* Data access exception.
214  * This is "never generated" by the MPC8xx.  We jump to it for other
215  * translation errors.
216  */
217         . = 0x300
218 DataAccess:
219         EXCEPTION_PROLOG
220         mfspr   r10,SPRN_DSISR
221         stw     r10,_DSISR(r11)
222         mr      r5,r10
223         mfspr   r4,SPRN_DAR
224         EXC_XFER_EE_LITE(0x300, handle_page_fault)
226 /* Instruction access exception.
227  * This is "never generated" by the MPC8xx.  We jump to it for other
228  * translation errors.
229  */
230         . = 0x400
231 InstructionAccess:
232         EXCEPTION_PROLOG
233         mr      r4,r12
234         mr      r5,r9
235         EXC_XFER_EE_LITE(0x400, handle_page_fault)
237 /* External interrupt */
238         EXCEPTION(0x500, HardwareInterrupt, do_IRQ, EXC_XFER_LITE)
240 /* Alignment exception */
241         . = 0x600
242 Alignment:
243         EXCEPTION_PROLOG
244         mfspr   r4,SPRN_DAR
245         stw     r4,_DAR(r11)
246         mfspr   r5,SPRN_DSISR
247         stw     r5,_DSISR(r11)
248         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
249         EXC_XFER_EE(0x600, alignment_exception)
251 /* Program check exception */
252         EXCEPTION(0x700, ProgramCheck, program_check_exception, EXC_XFER_STD)
254 /* No FPU on MPC8xx.  This exception is not supposed to happen.
256         EXCEPTION(0x800, FPUnavailable, unknown_exception, EXC_XFER_STD)
258 /* Decrementer */
259         EXCEPTION(0x900, Decrementer, timer_interrupt, EXC_XFER_LITE)
261         EXCEPTION(0xa00, Trap_0a, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
262         EXCEPTION(0xb00, Trap_0b, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
264 /* System call */
265         . = 0xc00
266 SystemCall:
267         EXCEPTION_PROLOG
268         EXC_XFER_EE_LITE(0xc00, DoSyscall)
270 /* Single step - not used on 601 */
271         EXCEPTION(0xd00, SingleStep, single_step_exception, EXC_XFER_STD)
272         EXCEPTION(0xe00, Trap_0e, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
273         EXCEPTION(0xf00, Trap_0f, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
275 /* On the MPC8xx, this is a software emulation interrupt.  It occurs
276  * for all unimplemented and illegal instructions.
277  */
278         EXCEPTION(0x1000, SoftEmu, SoftwareEmulation, EXC_XFER_STD)
280         . = 0x1100
282  * For the MPC8xx, this is a software tablewalk to load the instruction
283  * TLB.  It is modelled after the example in the Motorola manual.  The task
284  * switch loads the M_TWB register with the pointer to the first level table.
285  * If we discover there is no second level table (value is zero) or if there
286  * is an invalid pte, we load that into the TLB, which causes another fault
287  * into the TLB Error interrupt where we can handle such problems.
288  * We have to use the MD_xxx registers for the tablewalk because the
289  * equivalent MI_xxx registers only perform the attribute functions.
290  */
291 InstructionTLBMiss:
292 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
293         stw     r3, 8(r0)
294 #endif
295         DO_8xx_CPU6(0x3f80, r3)
296         mtspr   SPRN_M_TW, r10  /* Save a couple of working registers */
297         mfcr    r10
298         stw     r10, 0(r0)
299         stw     r11, 4(r0)
300         mfspr   r10, SPRN_SRR0  /* Get effective address of fault */
301 #ifdef CONFIG_8xx_CPU15
302         addi    r11, r10, 0x1000
303         tlbie   r11
304         addi    r11, r10, -0x1000
305         tlbie   r11
306 #endif
307         DO_8xx_CPU6(0x3780, r3)
308         mtspr   SPRN_MD_EPN, r10        /* Have to use MD_EPN for walk, MI_EPN can't */
309         mfspr   r10, SPRN_M_TWB /* Get level 1 table entry address */
311         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
312          * kernel page tables.
313          */
314         andi.   r11, r10, 0x0800        /* Address >= 0x80000000 */
315         beq     3f
316         lis     r11, swapper_pg_dir@h
317         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
318         rlwimi  r10, r11, 0, 2, 19
320         lwz     r11, 0(r10)     /* Get the level 1 entry */
321         rlwinm. r10, r11,0,0,19 /* Extract page descriptor page address */
322         beq     2f              /* If zero, don't try to find a pte */
324         /* We have a pte table, so load the MI_TWC with the attributes
325          * for this "segment."
326          */
327         ori     r11,r11,1               /* Set valid bit */
328         DO_8xx_CPU6(0x2b80, r3)
329         mtspr   SPRN_MI_TWC, r11        /* Set segment attributes */
330         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
331         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11        /* Load pte table base address */
332         mfspr   r11, SPRN_MD_TWC        /* ....and get the pte address */
333         lwz     r10, 0(r11)     /* Get the pte */
335 <<<<<<< HEAD:arch/powerpc/kernel/head_8xx.S
336 =======
337 #ifdef CONFIG_SWAP
338         /* do not set the _PAGE_ACCESSED bit of a non-present page */
339         andi.   r11, r10, _PAGE_PRESENT
340         beq     4f
341         ori     r10, r10, _PAGE_ACCESSED
342         mfspr   r11, SPRN_MD_TWC        /* get the pte address again */
343         stw     r10, 0(r11)
345 #else
346 >>>>>>> 264e3e889d86e552b4191d69bb60f4f3b383135a:arch/powerpc/kernel/head_8xx.S
347         ori     r10, r10, _PAGE_ACCESSED
348         stw     r10, 0(r11)
349 <<<<<<< HEAD:arch/powerpc/kernel/head_8xx.S
350 =======
351 #endif
352 >>>>>>> 264e3e889d86e552b4191d69bb60f4f3b383135a:arch/powerpc/kernel/head_8xx.S
354         /* The Linux PTE won't go exactly into the MMU TLB.
355          * Software indicator bits 21, 22 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 2:      li      r11, 0x00f0
361         rlwimi  r10, r11, 0, 24, 28     /* Set 24-27, clear 28 */
362         DO_8xx_CPU6(0x2d80, r3)
363         mtspr   SPRN_MI_RPN, r10        /* Update TLB entry */
365         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
366         lwz     r11, 0(r0)
367         mtcr    r11
368         lwz     r11, 4(r0)
369 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
370         lwz     r3, 8(r0)
371 #endif
372         rfi
374         . = 0x1200
375 DataStoreTLBMiss:
376 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
377         stw     r3, 8(r0)
378 #endif
379         DO_8xx_CPU6(0x3f80, r3)
380         mtspr   SPRN_M_TW, r10  /* Save a couple of working registers */
381         mfcr    r10
382         stw     r10, 0(r0)
383         stw     r11, 4(r0)
384         mfspr   r10, SPRN_M_TWB /* Get level 1 table entry address */
386         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
387          * kernel page tables.
388          */
389         andi.   r11, r10, 0x0800
390         beq     3f
391         lis     r11, swapper_pg_dir@h
392         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
393         rlwimi  r10, r11, 0, 2, 19
395         lwz     r11, 0(r10)     /* Get the level 1 entry */
396         rlwinm. r10, r11,0,0,19 /* Extract page descriptor page address */
397         beq     2f              /* If zero, don't try to find a pte */
399         /* We have a pte table, so load fetch the pte from the table.
400          */
401         ori     r11, r11, 1     /* Set valid bit in physical L2 page */
402         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
403         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11        /* Load pte table base address */
404         mfspr   r10, SPRN_MD_TWC        /* ....and get the pte address */
405         lwz     r10, 0(r10)     /* Get the pte */
407         /* Insert the Guarded flag into the TWC from the Linux PTE.
408          * It is bit 27 of both the Linux PTE and the TWC (at least
409          * I got that right :-).  It will be better when we can put
410          * this into the Linux pgd/pmd and load it in the operation
411          * above.
412          */
413         rlwimi  r11, r10, 0, 27, 27
414         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
415         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11
417 <<<<<<< HEAD:arch/powerpc/kernel/head_8xx.S
418         mfspr   r11, SPRN_MD_TWC        /* get the pte address again */
419 =======
420 #ifdef CONFIG_SWAP
421         /* do not set the _PAGE_ACCESSED bit of a non-present page */
422         andi.   r11, r10, _PAGE_PRESENT
423         beq     4f
424 >>>>>>> 264e3e889d86e552b4191d69bb60f4f3b383135a:arch/powerpc/kernel/head_8xx.S
425         ori     r10, r10, _PAGE_ACCESSED
426 <<<<<<< HEAD:arch/powerpc/kernel/head_8xx.S
427 =======
429         /* and update pte in table */
430 #else
431         ori     r10, r10, _PAGE_ACCESSED
432 #endif
433         mfspr   r11, SPRN_MD_TWC        /* get the pte address again */
434 >>>>>>> 264e3e889d86e552b4191d69bb60f4f3b383135a:arch/powerpc/kernel/head_8xx.S
435         stw     r10, 0(r11)
437         /* The Linux PTE won't go exactly into the MMU TLB.
438          * Software indicator bits 21, 22 and 28 must be clear.
439          * Software indicator bits 24, 25, 26, and 27 must be
440          * set.  All other Linux PTE bits control the behavior
441          * of the MMU.
442          */
443 2:      li      r11, 0x00f0
444         rlwimi  r10, r11, 0, 24, 28     /* Set 24-27, clear 28 */
445         DO_8xx_CPU6(0x3d80, r3)
446         mtspr   SPRN_MD_RPN, r10        /* Update TLB entry */
448         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
449         lwz     r11, 0(r0)
450         mtcr    r11
451         lwz     r11, 4(r0)
452 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
453         lwz     r3, 8(r0)
454 #endif
455         rfi
457 /* This is an instruction TLB error on the MPC8xx.  This could be due
458  * to many reasons, such as executing guarded memory or illegal instruction
459  * addresses.  There is nothing to do but handle a big time error fault.
460  */
461         . = 0x1300
462 InstructionTLBError:
463         b       InstructionAccess
465 /* This is the data TLB error on the MPC8xx.  This could be due to
466  * many reasons, including a dirty update to a pte.  We can catch that
467  * one here, but anything else is an error.  First, we track down the
468  * Linux pte.  If it is valid, write access is allowed, but the
469  * page dirty bit is not set, we will set it and reload the TLB.  For
470  * any other case, we bail out to a higher level function that can
471  * handle it.
472  */
473         . = 0x1400
474 DataTLBError:
475 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
476         stw     r3, 8(r0)
477 #endif
478         DO_8xx_CPU6(0x3f80, r3)
479         mtspr   SPRN_M_TW, r10  /* Save a couple of working registers */
480         mfcr    r10
481         stw     r10, 0(r0)
482         stw     r11, 4(r0)
484         /* First, make sure this was a store operation.
485         */
486         mfspr   r10, SPRN_DSISR
487         andis.  r11, r10, 0x0200        /* If set, indicates store op */
488         beq     2f
490         /* The EA of a data TLB miss is automatically stored in the MD_EPN
491          * register.  The EA of a data TLB error is automatically stored in
492          * the DAR, but not the MD_EPN register.  We must copy the 20 most
493          * significant bits of the EA from the DAR to MD_EPN before we
494          * start walking the page tables.  We also need to copy the CASID
495          * value from the M_CASID register.
496          * Addendum:  The EA of a data TLB error is _supposed_ to be stored
497          * in DAR, but it seems that this doesn't happen in some cases, such
498          * as when the error is due to a dcbi instruction to a page with a
499          * TLB that doesn't have the changed bit set.  In such cases, there
500          * does not appear to be any way  to recover the EA of the error
501          * since it is neither in DAR nor MD_EPN.  As a workaround, the
502          * _PAGE_HWWRITE bit is set for all kernel data pages when the PTEs
503          * are initialized in mapin_ram().  This will avoid the problem,
504          * assuming we only use the dcbi instruction on kernel addresses.
505          */
506         mfspr   r10, SPRN_DAR
507         rlwinm  r11, r10, 0, 0, 19
508         ori     r11, r11, MD_EVALID
509         mfspr   r10, SPRN_M_CASID
510         rlwimi  r11, r10, 0, 28, 31
511         DO_8xx_CPU6(0x3780, r3)
512         mtspr   SPRN_MD_EPN, r11
514         mfspr   r10, SPRN_M_TWB /* Get level 1 table entry address */
516         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
517          * kernel page tables.
518          */
519         andi.   r11, r10, 0x0800
520         beq     3f
521         lis     r11, swapper_pg_dir@h
522         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
523         rlwimi  r10, r11, 0, 2, 19
525         lwz     r11, 0(r10)     /* Get the level 1 entry */
526         rlwinm. r10, r11,0,0,19 /* Extract page descriptor page address */
527         beq     2f              /* If zero, bail */
529         /* We have a pte table, so fetch the pte from the table.
530          */
531         ori     r11, r11, 1             /* Set valid bit in physical L2 page */
532         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
533         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11                /* Load pte table base address */
534         mfspr   r11, SPRN_MD_TWC                /* ....and get the pte address */
535         lwz     r10, 0(r11)             /* Get the pte */
537         andi.   r11, r10, _PAGE_RW      /* Is it writeable? */
538         beq     2f                      /* Bail out if not */
540         /* Update 'changed', among others.
541         */
542 <<<<<<< HEAD:arch/powerpc/kernel/head_8xx.S
543 =======
544 #ifdef CONFIG_SWAP
545         ori     r10, r10, _PAGE_DIRTY|_PAGE_HWWRITE
546         /* do not set the _PAGE_ACCESSED bit of a non-present page */
547         andi.   r11, r10, _PAGE_PRESENT
548         beq     4f
549         ori     r10, r10, _PAGE_ACCESSED
551 #else
552 >>>>>>> 264e3e889d86e552b4191d69bb60f4f3b383135a:arch/powerpc/kernel/head_8xx.S
553         ori     r10, r10, _PAGE_DIRTY|_PAGE_ACCESSED|_PAGE_HWWRITE
554 <<<<<<< HEAD:arch/powerpc/kernel/head_8xx.S
555 =======
556 #endif
557 >>>>>>> 264e3e889d86e552b4191d69bb60f4f3b383135a:arch/powerpc/kernel/head_8xx.S
558         mfspr   r11, SPRN_MD_TWC                /* Get pte address again */
559         stw     r10, 0(r11)             /* and update pte in table */
561         /* The Linux PTE won't go exactly into the MMU TLB.
562          * Software indicator bits 21, 22 and 28 must be clear.
563          * Software indicator bits 24, 25, 26, and 27 must be
564          * set.  All other Linux PTE bits control the behavior
565          * of the MMU.
566          */
567         li      r11, 0x00f0
568         rlwimi  r10, r11, 0, 24, 28     /* Set 24-27, clear 28 */
569         DO_8xx_CPU6(0x3d80, r3)
570         mtspr   SPRN_MD_RPN, r10        /* Update TLB entry */
572         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
573         lwz     r11, 0(r0)
574         mtcr    r11
575         lwz     r11, 4(r0)
576 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
577         lwz     r3, 8(r0)
578 #endif
579         rfi
581         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
582         lwz     r11, 0(r0)
583         mtcr    r11
584         lwz     r11, 4(r0)
585 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
586         lwz     r3, 8(r0)
587 #endif
588         b       DataAccess
590         EXCEPTION(0x1500, Trap_15, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
591         EXCEPTION(0x1600, Trap_16, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
592         EXCEPTION(0x1700, Trap_17, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
593         EXCEPTION(0x1800, Trap_18, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
594         EXCEPTION(0x1900, Trap_19, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
595         EXCEPTION(0x1a00, Trap_1a, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
596         EXCEPTION(0x1b00, Trap_1b, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
598 /* On the MPC8xx, these next four traps are used for development
599  * support of breakpoints and such.  Someday I will get around to
600  * using them.
601  */
602         EXCEPTION(0x1c00, Trap_1c, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
603         EXCEPTION(0x1d00, Trap_1d, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
604         EXCEPTION(0x1e00, Trap_1e, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
605         EXCEPTION(0x1f00, Trap_1f, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
607         . = 0x2000
609         .globl  giveup_fpu
610 giveup_fpu:
611         blr
614  * This is where the main kernel code starts.
615  */
616 start_here:
617         /* ptr to current */
618         lis     r2,init_task@h
619         ori     r2,r2,init_task@l
621         /* ptr to phys current thread */
622         tophys(r4,r2)
623         addi    r4,r4,THREAD    /* init task's THREAD */
624         mtspr   SPRN_SPRG3,r4
625         li      r3,0
626         mtspr   SPRN_SPRG2,r3   /* 0 => r1 has kernel sp */
628         /* stack */
629         lis     r1,init_thread_union@ha
630         addi    r1,r1,init_thread_union@l
631         li      r0,0
632         stwu    r0,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD(r1)
634         bl      early_init      /* We have to do this with MMU on */
637  * Decide what sort of machine this is and initialize the MMU.
638  */
639         mr      r3,r31
640         mr      r4,r30
641         mr      r5,r29
642         mr      r6,r28
643         mr      r7,r27
644         bl      machine_init
645         bl      MMU_init
648  * Go back to running unmapped so we can load up new values
649  * and change to using our exception vectors.
650  * On the 8xx, all we have to do is invalidate the TLB to clear
651  * the old 8M byte TLB mappings and load the page table base register.
652  */
653         /* The right way to do this would be to track it down through
654          * init's THREAD like the context switch code does, but this is
655          * easier......until someone changes init's static structures.
656          */
657         lis     r6, swapper_pg_dir@h
658         ori     r6, r6, swapper_pg_dir@l
659         tophys(r6,r6)
660 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
661         lis     r4, cpu6_errata_word@h
662         ori     r4, r4, cpu6_errata_word@l
663         li      r3, 0x3980
664         stw     r3, 12(r4)
665         lwz     r3, 12(r4)
666 #endif
667         mtspr   SPRN_M_TWB, r6
668         lis     r4,2f@h
669         ori     r4,r4,2f@l
670         tophys(r4,r4)
671         li      r3,MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR)
672         mtspr   SPRN_SRR0,r4
673         mtspr   SPRN_SRR1,r3
674         rfi
675 /* Load up the kernel context */
677         SYNC                    /* Force all PTE updates to finish */
678         tlbia                   /* Clear all TLB entries */
679         sync                    /* wait for tlbia/tlbie to finish */
680         TLBSYNC                 /* ... on all CPUs */
682         /* set up the PTE pointers for the Abatron bdiGDB.
683         */
684         tovirt(r6,r6)
685         lis     r5, abatron_pteptrs@h
686         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
687         stw     r5, 0xf0(r0)    /* Must match your Abatron config file */
688         tophys(r5,r5)
689         stw     r6, 0(r5)
691 /* Now turn on the MMU for real! */
692         li      r4,MSR_KERNEL
693         lis     r3,start_kernel@h
694         ori     r3,r3,start_kernel@l
695         mtspr   SPRN_SRR0,r3
696         mtspr   SPRN_SRR1,r4
697         rfi                     /* enable MMU and jump to start_kernel */
699 /* Set up the initial MMU state so we can do the first level of
700  * kernel initialization.  This maps the first 8 MBytes of memory 1:1
701  * virtual to physical.  Also, set the cache mode since that is defined
702  * by TLB entries and perform any additional mapping (like of the IMMR).
703  * If configured to pin some TLBs, we pin the first 8 Mbytes of kernel,
704  * 24 Mbytes of data, and the 8M IMMR space.  Anything not covered by
705  * these mappings is mapped by page tables.
706  */
707 initial_mmu:
708         tlbia                   /* Invalidate all TLB entries */
709 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
710         lis     r8, MI_RSV4I@h
711         ori     r8, r8, 0x1c00
712 #else
713         li      r8, 0
714 #endif
715         mtspr   SPRN_MI_CTR, r8 /* Set instruction MMU control */
717 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
718         lis     r10, (MD_RSV4I | MD_RESETVAL)@h
719         ori     r10, r10, 0x1c00
720         mr      r8, r10
721 #else
722         lis     r10, MD_RESETVAL@h
723 #endif
724 #ifndef CONFIG_8xx_COPYBACK
725         oris    r10, r10, MD_WTDEF@h
726 #endif
727         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10        /* Set data TLB control */
729         /* Now map the lower 8 Meg into the TLBs.  For this quick hack,
730          * we can load the instruction and data TLB registers with the
731          * same values.
732          */
733         lis     r8, KERNELBASE@h        /* Create vaddr for TLB */
734         ori     r8, r8, MI_EVALID       /* Mark it valid */
735         mtspr   SPRN_MI_EPN, r8
736         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
737         li      r8, MI_PS8MEG           /* Set 8M byte page */
738         ori     r8, r8, MI_SVALID       /* Make it valid */
739         mtspr   SPRN_MI_TWC, r8
740         mtspr   SPRN_MD_TWC, r8
741         li      r8, MI_BOOTINIT         /* Create RPN for address 0 */
742         mtspr   SPRN_MI_RPN, r8         /* Store TLB entry */
743         mtspr   SPRN_MD_RPN, r8
744         lis     r8, MI_Kp@h             /* Set the protection mode */
745         mtspr   SPRN_MI_AP, r8
746         mtspr   SPRN_MD_AP, r8
748         /* Map another 8 MByte at the IMMR to get the processor
749          * internal registers (among other things).
750          */
751 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
752         addi    r10, r10, 0x0100
753         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10
754 #endif
755         mfspr   r9, 638                 /* Get current IMMR */
756         andis.  r9, r9, 0xff80          /* Get 8Mbyte boundary */
758         mr      r8, r9                  /* Create vaddr for TLB */
759         ori     r8, r8, MD_EVALID       /* Mark it valid */
760         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
761         li      r8, MD_PS8MEG           /* Set 8M byte page */
762         ori     r8, r8, MD_SVALID       /* Make it valid */
763         mtspr   SPRN_MD_TWC, r8
764         mr      r8, r9                  /* Create paddr for TLB */
765         ori     r8, r8, MI_BOOTINIT|0x2 /* Inhibit cache -- Cort */
766         mtspr   SPRN_MD_RPN, r8
768 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
769         /* Map two more 8M kernel data pages.
770         */
771         addi    r10, r10, 0x0100
772         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10
774         lis     r8, KERNELBASE@h        /* Create vaddr for TLB */
775         addis   r8, r8, 0x0080          /* Add 8M */
776         ori     r8, r8, MI_EVALID       /* Mark it valid */
777         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
778         li      r9, MI_PS8MEG           /* Set 8M byte page */
779         ori     r9, r9, MI_SVALID       /* Make it valid */
780         mtspr   SPRN_MD_TWC, r9
781         li      r11, MI_BOOTINIT        /* Create RPN for address 0 */
782         addis   r11, r11, 0x0080        /* Add 8M */
783         mtspr   SPRN_MD_RPN, r11
785         addis   r8, r8, 0x0080          /* Add 8M */
786         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
787         mtspr   SPRN_MD_TWC, r9
788         addis   r11, r11, 0x0080        /* Add 8M */
789         mtspr   SPRN_MD_RPN, r11
790 #endif
792         /* Since the cache is enabled according to the information we
793          * just loaded into the TLB, invalidate and enable the caches here.
794          * We should probably check/set other modes....later.
795          */
796         lis     r8, IDC_INVALL@h
797         mtspr   SPRN_IC_CST, r8
798         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
799         lis     r8, IDC_ENABLE@h
800         mtspr   SPRN_IC_CST, r8
801 #ifdef CONFIG_8xx_COPYBACK
802         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
803 #else
804         /* For a debug option, I left this here to easily enable
805          * the write through cache mode
806          */
807         lis     r8, DC_SFWT@h
808         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
809         lis     r8, IDC_ENABLE@h
810         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
811 #endif
812         blr
816  * Set up to use a given MMU context.
817  * r3 is context number, r4 is PGD pointer.
819  * We place the physical address of the new task page directory loaded
820  * into the MMU base register, and set the ASID compare register with
821  * the new "context."
822  */
823 _GLOBAL(set_context)
825 #ifdef CONFIG_BDI_SWITCH
826         /* Context switch the PTE pointer for the Abatron BDI2000.
827          * The PGDIR is passed as second argument.
828          */
829         lis     r5, KERNELBASE@h
830         lwz     r5, 0xf0(r5)
831         stw     r4, 0x4(r5)
832 #endif
834 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
835         lis     r6, cpu6_errata_word@h
836         ori     r6, r6, cpu6_errata_word@l
837         tophys  (r4, r4)
838         li      r7, 0x3980
839         stw     r7, 12(r6)
840         lwz     r7, 12(r6)
841         mtspr   SPRN_M_TWB, r4               /* Update MMU base address */
842         li      r7, 0x3380
843         stw     r7, 12(r6)
844         lwz     r7, 12(r6)
845         mtspr   SPRN_M_CASID, r3             /* Update context */
846 #else
847         mtspr   SPRN_M_CASID,r3         /* Update context */
848         tophys  (r4, r4)
849         mtspr   SPRN_M_TWB, r4          /* and pgd */
850 #endif
851         SYNC
852         blr
854 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
855 /* It's here because it is unique to the 8xx.
856  * It is important we get called with interrupts disabled.  I used to
857  * do that, but it appears that all code that calls this already had
858  * interrupt disabled.
859  */
860         .globl  set_dec_cpu6
861 set_dec_cpu6:
862         lis     r7, cpu6_errata_word@h
863         ori     r7, r7, cpu6_errata_word@l
864         li      r4, 0x2c00
865         stw     r4, 8(r7)
866         lwz     r4, 8(r7)
867         mtspr   22, r3          /* Update Decrementer */
868         SYNC
869         blr
870 #endif
873  * We put a few things here that have to be page-aligned.
874  * This stuff goes at the beginning of the data segment,
875  * which is page-aligned.
876  */
877         .data
878         .globl  sdata
879 sdata:
880         .globl  empty_zero_page
881 empty_zero_page:
882         .space  4096
884         .globl  swapper_pg_dir
885 swapper_pg_dir:
886         .space  4096
888 /* Room for two PTE table poiners, usually the kernel and current user
889  * pointer to their respective root page table (pgdir).
890  */
891 abatron_pteptrs:
892         .space  8
894 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
895         .globl  cpu6_errata_word
896 cpu6_errata_word:
897         .space  16
898 #endif