Linux-2.6.12-rc2
[linux-2.6/linux-acpi-2.6/ibm-acpi-2.6.git] / arch / ppc / kernel / head_4xx.S
blob6f5d380e234503bb4e48aadc5549cfae9e25bb8e
1 /*
2  *    Copyright (c) 1995-1996 Gary Thomas <gdt@linuxppc.org>
3  *      Initial PowerPC version.
4  *    Copyright (c) 1996 Cort Dougan <cort@cs.nmt.edu>
5  *      Rewritten for PReP
6  *    Copyright (c) 1996 Paul Mackerras <paulus@cs.anu.edu.au>
7  *      Low-level exception handers, MMU support, and rewrite.
8  *    Copyright (c) 1997 Dan Malek <dmalek@jlc.net>
9  *      PowerPC 8xx modifications.
10  *    Copyright (c) 1998-1999 TiVo, Inc.
11  *      PowerPC 403GCX modifications.
12  *    Copyright (c) 1999 Grant Erickson <grant@lcse.umn.edu>
13  *      PowerPC 403GCX/405GP modifications.
14  *    Copyright 2000 MontaVista Software Inc.
15  *      PPC405 modifications
16  *      PowerPC 403GCX/405GP modifications.
17  *      Author: MontaVista Software, Inc.
18  *              frank_rowand@mvista.com or source@mvista.com
19  *              debbie_chu@mvista.com
20  *
21  *
22  *    Module name: head_4xx.S
23  *
24  *    Description:
25  *      Kernel execution entry point code.
26  *
27  *    This program is free software; you can redistribute it and/or
28  *    modify it under the terms of the GNU General Public License
29  *    as published by the Free Software Foundation; either version
30  *    2 of the License, or (at your option) any later version.
31  *
32  */
34 #include <linux/config.h>
35 #include <asm/processor.h>
36 #include <asm/page.h>
37 #include <asm/mmu.h>
38 #include <asm/pgtable.h>
39 #include <asm/ibm4xx.h>
40 #include <asm/cputable.h>
41 #include <asm/thread_info.h>
42 #include <asm/ppc_asm.h>
43 #include <asm/offsets.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=96m")
53  *   r7 - End of kernel command line string
54  *
55  * This is all going to change RSN when we add bi_recs.......  -- Dan
56  */
57         .text
58 _GLOBAL(_stext)
59 _GLOBAL(_start)
61         /* Save parameters we are passed.
62         */
63         mr      r31,r3
64         mr      r30,r4
65         mr      r29,r5
66         mr      r28,r6
67         mr      r27,r7
69         /* We have to turn on the MMU right away so we get cache modes
70          * set correctly.
71          */
72         bl      initial_mmu
74 /* We now have the lower 16 Meg mapped into TLB entries, and the caches
75  * ready to work.
76  */
77 turn_on_mmu:
78         lis     r0,MSR_KERNEL@h
79         ori     r0,r0,MSR_KERNEL@l
80         mtspr   SPRN_SRR1,r0
81         lis     r0,start_here@h
82         ori     r0,r0,start_here@l
83         mtspr   SPRN_SRR0,r0
84         SYNC
85         rfi                             /* enables MMU */
86         b       .                       /* prevent prefetch past rfi */
89  * This area is used for temporarily saving registers during the
90  * critical exception prolog.
91  */
92         . = 0xc0
93 crit_save:
94 _GLOBAL(crit_r10)
95         .space  4
96 _GLOBAL(crit_r11)
97         .space  4
100  * Exception vector entry code. This code runs with address translation
101  * turned off (i.e. using physical addresses). We assume SPRG3 has the
102  * physical address of the current task thread_struct.
103  * Note that we have to have decremented r1 before we write to any fields
104  * of the exception frame, since a critical interrupt could occur at any
105  * time, and it will write to the area immediately below the current r1.
106  */
107 #define NORMAL_EXCEPTION_PROLOG                                              \
108         mtspr   SPRN_SPRG0,r10;         /* save two registers to work with */\
109         mtspr   SPRN_SPRG1,r11;                                              \
110         mtspr   SPRN_SPRG2,r1;                                               \
111         mfcr    r10;                    /* save CR in r10 for now          */\
112         mfspr   r11,SPRN_SRR1;          /* check whether user or kernel    */\
113         andi.   r11,r11,MSR_PR;                                              \
114         beq     1f;                                                          \
115         mfspr   r1,SPRN_SPRG3;          /* if from user, start at top of   */\
116         lwz     r1,THREAD_INFO-THREAD(r1); /* this thread's kernel stack   */\
117         addi    r1,r1,THREAD_SIZE;                                           \
118 1:      subi    r1,r1,INT_FRAME_SIZE;   /* Allocate an exception frame     */\
119         tophys(r11,r1);                                                      \
120         stw     r10,_CCR(r11);          /* save various registers          */\
121         stw     r12,GPR12(r11);                                              \
122         stw     r9,GPR9(r11);                                                \
123         mfspr   r10,SPRN_SPRG0;                                              \
124         stw     r10,GPR10(r11);                                              \
125         mfspr   r12,SPRN_SPRG1;                                              \
126         stw     r12,GPR11(r11);                                              \
127         mflr    r10;                                                         \
128         stw     r10,_LINK(r11);                                              \
129         mfspr   r10,SPRN_SPRG2;                                              \
130         mfspr   r12,SPRN_SRR0;                                               \
131         stw     r10,GPR1(r11);                                               \
132         mfspr   r9,SPRN_SRR1;                                                \
133         stw     r10,0(r11);                                                  \
134         rlwinm  r9,r9,0,14,12;          /* clear MSR_WE (necessary?)       */\
135         stw     r0,GPR0(r11);                                                \
136         SAVE_4GPRS(3, r11);                                                  \
137         SAVE_2GPRS(7, r11)
140  * Exception prolog for critical exceptions.  This is a little different
141  * from the normal exception prolog above since a critical exception
142  * can potentially occur at any point during normal exception processing.
143  * Thus we cannot use the same SPRG registers as the normal prolog above.
144  * Instead we use a couple of words of memory at low physical addresses.
145  * This is OK since we don't support SMP on these processors.
146  */
147 #define CRITICAL_EXCEPTION_PROLOG                                            \
148         stw     r10,crit_r10@l(0);      /* save two registers to work with */\
149         stw     r11,crit_r11@l(0);                                           \
150         mfcr    r10;                    /* save CR in r10 for now          */\
151         mfspr   r11,SPRN_SRR3;          /* check whether user or kernel    */\
152         andi.   r11,r11,MSR_PR;                                              \
153         lis     r11,critical_stack_top@h;                                    \
154         ori     r11,r11,critical_stack_top@l;                                \
155         beq     1f;                                                          \
156         /* COMING FROM USER MODE */                                          \
157         mfspr   r11,SPRN_SPRG3;         /* if from user, start at top of   */\
158         lwz     r11,THREAD_INFO-THREAD(r11); /* this thread's kernel stack */\
159         addi    r11,r11,THREAD_SIZE;                                         \
160 1:      subi    r11,r11,INT_FRAME_SIZE; /* Allocate an exception frame     */\
161         tophys(r11,r11);                                                     \
162         stw     r10,_CCR(r11);          /* save various registers          */\
163         stw     r12,GPR12(r11);                                              \
164         stw     r9,GPR9(r11);                                                \
165         mflr    r10;                                                         \
166         stw     r10,_LINK(r11);                                              \
167         mfspr   r12,SPRN_DEAR;          /* save DEAR and ESR in the frame  */\
168         stw     r12,_DEAR(r11);         /* since they may have had stuff   */\
169         mfspr   r9,SPRN_ESR;            /* in them at the point where the  */\
170         stw     r9,_ESR(r11);           /* exception was taken             */\
171         mfspr   r12,SPRN_SRR2;                                               \
172         stw     r1,GPR1(r11);                                                \
173         mfspr   r9,SPRN_SRR3;                                                \
174         stw     r1,0(r11);                                                   \
175         tovirt(r1,r11);                                                      \
176         rlwinm  r9,r9,0,14,12;          /* clear MSR_WE (necessary?)       */\
177         stw     r0,GPR0(r11);                                                \
178         SAVE_4GPRS(3, r11);                                                  \
179         SAVE_2GPRS(7, r11)
181         /*
182          * State at this point:
183          * r9 saved in stack frame, now saved SRR3 & ~MSR_WE
184          * r10 saved in crit_r10 and in stack frame, trashed
185          * r11 saved in crit_r11 and in stack frame,
186          *      now phys stack/exception frame pointer
187          * r12 saved in stack frame, now saved SRR2
188          * CR saved in stack frame, CR0.EQ = !SRR3.PR
189          * LR, DEAR, ESR in stack frame
190          * r1 saved in stack frame, now virt stack/excframe pointer
191          * r0, r3-r8 saved in stack frame
192          */
195  * Exception vectors.
196  */
197 #define START_EXCEPTION(n, label)                                            \
198         . = n;                                                               \
199 label:
201 #define EXCEPTION(n, label, hdlr, xfer)                         \
202         START_EXCEPTION(n, label);                              \
203         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG;                                \
204         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;                     \
205         xfer(n, hdlr)
207 #define CRITICAL_EXCEPTION(n, label, hdlr)                      \
208         START_EXCEPTION(n, label);                              \
209         CRITICAL_EXCEPTION_PROLOG;                              \
210         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;                     \
211         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n+2, (MSR_KERNEL & ~(MSR_ME|MSR_DE|MSR_CE)), \
212                           NOCOPY, crit_transfer_to_handler,     \
213                           ret_from_crit_exc)
215 #define EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, trap, msr, copyee, tfer, ret)   \
216         li      r10,trap;                                       \
217         stw     r10,TRAP(r11);                                  \
218         lis     r10,msr@h;                                      \
219         ori     r10,r10,msr@l;                                  \
220         copyee(r10, r9);                                        \
221         bl      tfer;                                           \
222         .long   hdlr;                                           \
223         .long   ret
225 #define COPY_EE(d, s)           rlwimi d,s,0,16,16
226 #define NOCOPY(d, s)
228 #define EXC_XFER_STD(n, hdlr)           \
229         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n, MSR_KERNEL, NOCOPY, transfer_to_handler_full, \
230                           ret_from_except_full)
232 #define EXC_XFER_LITE(n, hdlr)          \
233         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n+1, MSR_KERNEL, NOCOPY, transfer_to_handler, \
234                           ret_from_except)
236 #define EXC_XFER_EE(n, hdlr)            \
237         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n, MSR_KERNEL, COPY_EE, transfer_to_handler_full, \
238                           ret_from_except_full)
240 #define EXC_XFER_EE_LITE(n, hdlr)       \
241         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n+1, MSR_KERNEL, COPY_EE, transfer_to_handler, \
242                           ret_from_except)
246  * 0x0100 - Critical Interrupt Exception
247  */
248         CRITICAL_EXCEPTION(0x0100, CriticalInterrupt, UnknownException)
251  * 0x0200 - Machine Check Exception
252  */
253         CRITICAL_EXCEPTION(0x0200, MachineCheck, MachineCheckException)
256  * 0x0300 - Data Storage Exception
257  * This happens for just a few reasons.  U0 set (but we don't do that),
258  * or zone protection fault (user violation, write to protected page).
259  * If this is just an update of modified status, we do that quickly
260  * and exit.  Otherwise, we call heavywight functions to do the work.
261  */
262         START_EXCEPTION(0x0300, DataStorage)
263         mtspr   SPRN_SPRG0, r10         /* Save some working registers */
264         mtspr   SPRN_SPRG1, r11
265 #ifdef CONFIG_403GCX
266         stw     r12, 0(r0)
267         stw     r9, 4(r0)
268         mfcr    r11
269         mfspr   r12, SPRN_PID
270         stw     r11, 8(r0)
271         stw     r12, 12(r0)
272 #else
273         mtspr   SPRN_SPRG4, r12
274         mtspr   SPRN_SPRG5, r9
275         mfcr    r11
276         mfspr   r12, SPRN_PID
277         mtspr   SPRN_SPRG7, r11
278         mtspr   SPRN_SPRG6, r12
279 #endif
281         /* First, check if it was a zone fault (which means a user
282         * tried to access a kernel or read-protected page - always
283         * a SEGV).  All other faults here must be stores, so no
284         * need to check ESR_DST as well. */
285         mfspr   r10, SPRN_ESR
286         andis.  r10, r10, ESR_DIZ@h
287         bne     2f
289         mfspr   r10, SPRN_DEAR          /* Get faulting address */
291         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
292          * kernel page tables.
293          */
294         andis.  r11, r10, 0x8000
295         beq     3f
296         lis     r11, swapper_pg_dir@h
297         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
298         li      r9, 0
299         mtspr   SPRN_PID, r9            /* TLB will have 0 TID */
300         b       4f
302         /* Get the PGD for the current thread.
303          */
305         mfspr   r11,SPRN_SPRG3
306         lwz     r11,PGDIR(r11)
308         tophys(r11, r11)
309         rlwimi  r11, r10, 12, 20, 29    /* Create L1 (pgdir/pmd) address */
310         lwz     r11, 0(r11)             /* Get L1 entry */
311         rlwinm. r12, r11, 0, 0, 19      /* Extract L2 (pte) base address */
312         beq     2f                      /* Bail if no table */
314         rlwimi  r12, r10, 22, 20, 29    /* Compute PTE address */
315         lwz     r11, 0(r12)             /* Get Linux PTE */
317         andi.   r9, r11, _PAGE_RW       /* Is it writeable? */
318         beq     2f                      /* Bail if not */
320         /* Update 'changed'.
321         */
322         ori     r11, r11, _PAGE_DIRTY|_PAGE_ACCESSED|_PAGE_HWWRITE
323         stw     r11, 0(r12)             /* Update Linux page table */
325         /* Most of the Linux PTE is ready to load into the TLB LO.
326          * We set ZSEL, where only the LS-bit determines user access.
327          * We set execute, because we don't have the granularity to
328          * properly set this at the page level (Linux problem).
329          * If shared is set, we cause a zero PID->TID load.
330          * Many of these bits are software only.  Bits we don't set
331          * here we (properly should) assume have the appropriate value.
332          */
333         li      r12, 0x0ce2
334         andc    r11, r11, r12           /* Make sure 20, 21 are zero */
336         /* find the TLB index that caused the fault.  It has to be here.
337         */
338         tlbsx   r9, 0, r10
340         tlbwe   r11, r9, TLB_DATA               /* Load TLB LO */
342         /* Done...restore registers and get out of here.
343         */
344 #ifdef CONFIG_403GCX
345         lwz     r12, 12(r0)
346         lwz     r11, 8(r0)
347         mtspr   SPRN_PID, r12
348         mtcr    r11
349         lwz     r9, 4(r0)
350         lwz     r12, 0(r0)
351 #else
352         mfspr   r12, SPRN_SPRG6
353         mfspr   r11, SPRN_SPRG7
354         mtspr   SPRN_PID, r12
355         mtcr    r11
356         mfspr   r9, SPRN_SPRG5
357         mfspr   r12, SPRN_SPRG4
358 #endif
359         mfspr   r11, SPRN_SPRG1
360         mfspr   r10, SPRN_SPRG0
361         PPC405_ERR77_SYNC
362         rfi                     /* Should sync shadow TLBs */
363         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
366         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
367          * and call the heavyweights to help us out.
368          */
369 #ifdef CONFIG_403GCX
370         lwz     r12, 12(r0)
371         lwz     r11, 8(r0)
372         mtspr   SPRN_PID, r12
373         mtcr    r11
374         lwz     r9, 4(r0)
375         lwz     r12, 0(r0)
376 #else
377         mfspr   r12, SPRN_SPRG6
378         mfspr   r11, SPRN_SPRG7
379         mtspr   SPRN_PID, r12
380         mtcr    r11
381         mfspr   r9, SPRN_SPRG5
382         mfspr   r12, SPRN_SPRG4
383 #endif
384         mfspr   r11, SPRN_SPRG1
385         mfspr   r10, SPRN_SPRG0
386         b       DataAccess
389  * 0x0400 - Instruction Storage Exception
390  * This is caused by a fetch from non-execute or guarded pages.
391  */
392         START_EXCEPTION(0x0400, InstructionAccess)
393         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
394         mr      r4,r12                  /* Pass SRR0 as arg2 */
395         li      r5,0                    /* Pass zero as arg3 */
396         EXC_XFER_EE_LITE(0x400, handle_page_fault)
398 /* 0x0500 - External Interrupt Exception */
399         EXCEPTION(0x0500, HardwareInterrupt, do_IRQ, EXC_XFER_LITE)
401 /* 0x0600 - Alignment Exception */
402         START_EXCEPTION(0x0600, Alignment)
403         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
404         mfspr   r4,SPRN_DEAR            /* Grab the DEAR and save it */
405         stw     r4,_DEAR(r11)
406         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
407         EXC_XFER_EE(0x600, AlignmentException)
409 /* 0x0700 - Program Exception */
410         START_EXCEPTION(0x0700, ProgramCheck)
411         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
412         mfspr   r4,SPRN_ESR             /* Grab the ESR and save it */
413         stw     r4,_ESR(r11)
414         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
415         EXC_XFER_STD(0x700, ProgramCheckException)
417         EXCEPTION(0x0800, Trap_08, UnknownException, EXC_XFER_EE)
418         EXCEPTION(0x0900, Trap_09, UnknownException, EXC_XFER_EE)
419         EXCEPTION(0x0A00, Trap_0A, UnknownException, EXC_XFER_EE)
420         EXCEPTION(0x0B00, Trap_0B, UnknownException, EXC_XFER_EE)
422 /* 0x0C00 - System Call Exception */
423         START_EXCEPTION(0x0C00, SystemCall)
424         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
425         EXC_XFER_EE_LITE(0xc00, DoSyscall)
427         EXCEPTION(0x0D00, Trap_0D, UnknownException, EXC_XFER_EE)
428         EXCEPTION(0x0E00, Trap_0E, UnknownException, EXC_XFER_EE)
429         EXCEPTION(0x0F00, Trap_0F, UnknownException, EXC_XFER_EE)
431 /* 0x1000 - Programmable Interval Timer (PIT) Exception */
432         START_EXCEPTION(0x1000, Decrementer)
433         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
434         lis     r0,TSR_PIS@h
435         mtspr   SPRN_TSR,r0             /* Clear the PIT exception */
436         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
437         EXC_XFER_LITE(0x1000, timer_interrupt)
439 #if 0
440 /* NOTE:
441  * FIT and WDT handlers are not implemented yet.
442  */
444 /* 0x1010 - Fixed Interval Timer (FIT) Exception
446         STND_EXCEPTION(0x1010,  FITException,           UnknownException)
448 /* 0x1020 - Watchdog Timer (WDT) Exception
451         CRITICAL_EXCEPTION(0x1020, WDTException, UnknownException)
452 #endif
454 /* 0x1100 - Data TLB Miss Exception
455  * As the name implies, translation is not in the MMU, so search the
456  * page tables and fix it.  The only purpose of this function is to
457  * load TLB entries from the page table if they exist.
458  */
459         START_EXCEPTION(0x1100, DTLBMiss)
460         mtspr   SPRN_SPRG0, r10         /* Save some working registers */
461         mtspr   SPRN_SPRG1, r11
462 #ifdef CONFIG_403GCX
463         stw     r12, 0(r0)
464         stw     r9, 4(r0)
465         mfcr    r11
466         mfspr   r12, SPRN_PID
467         stw     r11, 8(r0)
468         stw     r12, 12(r0)
469 #else
470         mtspr   SPRN_SPRG4, r12
471         mtspr   SPRN_SPRG5, r9
472         mfcr    r11
473         mfspr   r12, SPRN_PID
474         mtspr   SPRN_SPRG7, r11
475         mtspr   SPRN_SPRG6, r12
476 #endif
477         mfspr   r10, SPRN_DEAR          /* Get faulting address */
479         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
480          * kernel page tables.
481          */
482         andis.  r11, r10, 0x8000
483         beq     3f
484         lis     r11, swapper_pg_dir@h
485         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
486         li      r9, 0
487         mtspr   SPRN_PID, r9            /* TLB will have 0 TID */
488         b       4f
490         /* Get the PGD for the current thread.
491          */
493         mfspr   r11,SPRN_SPRG3
494         lwz     r11,PGDIR(r11)
496         tophys(r11, r11)
497         rlwimi  r11, r10, 12, 20, 29    /* Create L1 (pgdir/pmd) address */
498         lwz     r12, 0(r11)             /* Get L1 entry */
499         andi.   r9, r12, _PMD_PRESENT   /* Check if it points to a PTE page */
500         beq     2f                      /* Bail if no table */
502         rlwimi  r12, r10, 22, 20, 29    /* Compute PTE address */
503         lwz     r11, 0(r12)             /* Get Linux PTE */
504         andi.   r9, r11, _PAGE_PRESENT
505         beq     5f
507         ori     r11, r11, _PAGE_ACCESSED
508         stw     r11, 0(r12)
510         /* Create TLB tag.  This is the faulting address plus a static
511          * set of bits.  These are size, valid, E, U0.
512         */
513         li      r12, 0x00c0
514         rlwimi  r10, r12, 0, 20, 31
516         b       finish_tlb_load
518 2:      /* Check for possible large-page pmd entry */
519         rlwinm. r9, r12, 2, 22, 24
520         beq     5f
522         /* Create TLB tag.  This is the faulting address, plus a static
523          * set of bits (valid, E, U0) plus the size from the PMD.
524          */
525         ori     r9, r9, 0x40
526         rlwimi  r10, r9, 0, 20, 31
527         mr      r11, r12
529         b       finish_tlb_load
532         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
533          * and call the heavyweights to help us out.
534          */
535 #ifdef CONFIG_403GCX
536         lwz     r12, 12(r0)
537         lwz     r11, 8(r0)
538         mtspr   SPRN_PID, r12
539         mtcr    r11
540         lwz     r9, 4(r0)
541         lwz     r12, 0(r0)
542 #else
543         mfspr   r12, SPRN_SPRG6
544         mfspr   r11, SPRN_SPRG7
545         mtspr   SPRN_PID, r12
546         mtcr    r11
547         mfspr   r9, SPRN_SPRG5
548         mfspr   r12, SPRN_SPRG4
549 #endif
550         mfspr   r11, SPRN_SPRG1
551         mfspr   r10, SPRN_SPRG0
552         b       DataAccess
554 /* 0x1200 - Instruction TLB Miss Exception
555  * Nearly the same as above, except we get our information from different
556  * registers and bailout to a different point.
557  */
558         START_EXCEPTION(0x1200, ITLBMiss)
559         mtspr   SPRN_SPRG0, r10         /* Save some working registers */
560         mtspr   SPRN_SPRG1, r11
561 #ifdef CONFIG_403GCX
562         stw     r12, 0(r0)
563         stw     r9, 4(r0)
564         mfcr    r11
565         mfspr   r12, SPRN_PID
566         stw     r11, 8(r0)
567         stw     r12, 12(r0)
568 #else
569         mtspr   SPRN_SPRG4, r12
570         mtspr   SPRN_SPRG5, r9
571         mfcr    r11
572         mfspr   r12, SPRN_PID
573         mtspr   SPRN_SPRG7, r11
574         mtspr   SPRN_SPRG6, r12
575 #endif
576         mfspr   r10, SPRN_SRR0          /* Get faulting address */
578         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
579          * kernel page tables.
580          */
581         andis.  r11, r10, 0x8000
582         beq     3f
583         lis     r11, swapper_pg_dir@h
584         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
585         li      r9, 0
586         mtspr   SPRN_PID, r9            /* TLB will have 0 TID */
587         b       4f
589         /* Get the PGD for the current thread.
590          */
592         mfspr   r11,SPRN_SPRG3
593         lwz     r11,PGDIR(r11)
595         tophys(r11, r11)
596         rlwimi  r11, r10, 12, 20, 29    /* Create L1 (pgdir/pmd) address */
597         lwz     r12, 0(r11)             /* Get L1 entry */
598         andi.   r9, r12, _PMD_PRESENT   /* Check if it points to a PTE page */
599         beq     2f                      /* Bail if no table */
601         rlwimi  r12, r10, 22, 20, 29    /* Compute PTE address */
602         lwz     r11, 0(r12)             /* Get Linux PTE */
603         andi.   r9, r11, _PAGE_PRESENT
604         beq     5f
606         ori     r11, r11, _PAGE_ACCESSED
607         stw     r11, 0(r12)
609         /* Create TLB tag.  This is the faulting address plus a static
610          * set of bits.  These are size, valid, E, U0.
611         */
612         li      r12, 0x00c0
613         rlwimi  r10, r12, 0, 20, 31
615         b       finish_tlb_load
617 2:      /* Check for possible large-page pmd entry */
618         rlwinm. r9, r12, 2, 22, 24
619         beq     5f
621         /* Create TLB tag.  This is the faulting address, plus a static
622          * set of bits (valid, E, U0) plus the size from the PMD.
623          */
624         ori     r9, r9, 0x40
625         rlwimi  r10, r9, 0, 20, 31
626         mr      r11, r12
628         b       finish_tlb_load
631         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
632          * and call the heavyweights to help us out.
633          */
634 #ifdef CONFIG_403GCX
635         lwz     r12, 12(r0)
636         lwz     r11, 8(r0)
637         mtspr   SPRN_PID, r12
638         mtcr    r11
639         lwz     r9, 4(r0)
640         lwz     r12, 0(r0)
641 #else
642         mfspr   r12, SPRN_SPRG6
643         mfspr   r11, SPRN_SPRG7
644         mtspr   SPRN_PID, r12
645         mtcr    r11
646         mfspr   r9, SPRN_SPRG5
647         mfspr   r12, SPRN_SPRG4
648 #endif
649         mfspr   r11, SPRN_SPRG1
650         mfspr   r10, SPRN_SPRG0
651         b       InstructionAccess
653         EXCEPTION(0x1300, Trap_13, UnknownException, EXC_XFER_EE)
654         EXCEPTION(0x1400, Trap_14, UnknownException, EXC_XFER_EE)
655         EXCEPTION(0x1500, Trap_15, UnknownException, EXC_XFER_EE)
656         EXCEPTION(0x1600, Trap_16, UnknownException, EXC_XFER_EE)
657 #ifdef CONFIG_IBM405_ERR51
658         /* 405GP errata 51 */
659         START_EXCEPTION(0x1700, Trap_17)
660         b DTLBMiss
661 #else
662         EXCEPTION(0x1700, Trap_17, UnknownException, EXC_XFER_EE)
663 #endif
664         EXCEPTION(0x1800, Trap_18, UnknownException, EXC_XFER_EE)
665         EXCEPTION(0x1900, Trap_19, UnknownException, EXC_XFER_EE)
666         EXCEPTION(0x1A00, Trap_1A, UnknownException, EXC_XFER_EE)
667         EXCEPTION(0x1B00, Trap_1B, UnknownException, EXC_XFER_EE)
668         EXCEPTION(0x1C00, Trap_1C, UnknownException, EXC_XFER_EE)
669         EXCEPTION(0x1D00, Trap_1D, UnknownException, EXC_XFER_EE)
670         EXCEPTION(0x1E00, Trap_1E, UnknownException, EXC_XFER_EE)
671         EXCEPTION(0x1F00, Trap_1F, UnknownException, EXC_XFER_EE)
673 /* Check for a single step debug exception while in an exception
674  * handler before state has been saved.  This is to catch the case
675  * where an instruction that we are trying to single step causes
676  * an exception (eg ITLB/DTLB miss) and thus the first instruction of
677  * the exception handler generates a single step debug exception.
679  * If we get a debug trap on the first instruction of an exception handler,
680  * we reset the MSR_DE in the _exception handler's_ MSR (the debug trap is
681  * a critical exception, so we are using SPRN_CSRR1 to manipulate the MSR).
682  * The exception handler was handling a non-critical interrupt, so it will
683  * save (and later restore) the MSR via SPRN_SRR1, which will still have
684  * the MSR_DE bit set.
685  */
686         /* 0x2000 - Debug Exception */
687         START_EXCEPTION(0x2000, DebugTrap)
688         CRITICAL_EXCEPTION_PROLOG
690         /*
691          * If this is a single step or branch-taken exception in an
692          * exception entry sequence, it was probably meant to apply to
693          * the code where the exception occurred (since exception entry
694          * doesn't turn off DE automatically).  We simulate the effect
695          * of turning off DE on entry to an exception handler by turning
696          * off DE in the SRR3 value and clearing the debug status.
697          */
698         mfspr   r10,SPRN_DBSR           /* check single-step/branch taken */
699         andis.  r10,r10,DBSR_IC@h
700         beq+    2f
702         andi.   r10,r9,MSR_IR|MSR_PR    /* check supervisor + MMU off */
703         beq     1f                      /* branch and fix it up */
705         mfspr   r10,SPRN_SRR2           /* Faulting instruction address */
706         cmplwi  r10,0x2100
707         bgt+    2f                      /* address above exception vectors */
709         /* here it looks like we got an inappropriate debug exception. */
710 1:      rlwinm  r9,r9,0,~MSR_DE         /* clear DE in the SRR3 value */
711         lis     r10,DBSR_IC@h           /* clear the IC event */
712         mtspr   SPRN_DBSR,r10
713         /* restore state and get out */
714         lwz     r10,_CCR(r11)
715         lwz     r0,GPR0(r11)
716         lwz     r1,GPR1(r11)
717         mtcrf   0x80,r10
718         mtspr   SPRN_SRR2,r12
719         mtspr   SPRN_SRR3,r9
720         lwz     r9,GPR9(r11)
721         lwz     r12,GPR12(r11)
722         lwz     r10,crit_r10@l(0)
723         lwz     r11,crit_r11@l(0)
724         PPC405_ERR77_SYNC
725         rfci
726         b       .
728         /* continue normal handling for a critical exception... */
729 2:      mfspr   r4,SPRN_DBSR
730         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
731         EXC_XFER_TEMPLATE(DebugException, 0x2002, \
732                 (MSR_KERNEL & ~(MSR_ME|MSR_DE|MSR_CE)), \
733                 NOCOPY, crit_transfer_to_handler, ret_from_crit_exc)
736  * The other Data TLB exceptions bail out to this point
737  * if they can't resolve the lightweight TLB fault.
738  */
739 DataAccess:
740         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
741         mfspr   r5,SPRN_ESR             /* Grab the ESR, save it, pass arg3 */
742         stw     r5,_ESR(r11)
743         mfspr   r4,SPRN_DEAR            /* Grab the DEAR, save it, pass arg2 */
744         EXC_XFER_EE_LITE(0x300, handle_page_fault)
746 /* Other PowerPC processors, namely those derived from the 6xx-series
747  * have vectors from 0x2100 through 0x2F00 defined, but marked as reserved.
748  * However, for the 4xx-series processors these are neither defined nor
749  * reserved.
750  */
752         /* Damn, I came up one instruction too many to fit into the
753          * exception space :-).  Both the instruction and data TLB
754          * miss get to this point to load the TLB.
755          *      r10 - TLB_TAG value
756          *      r11 - Linux PTE
757          *      r12, r9 - avilable to use
758          *      PID - loaded with proper value when we get here
759          *      Upon exit, we reload everything and RFI.
760          * Actually, it will fit now, but oh well.....a common place
761          * to load the TLB.
762          */
763 tlb_4xx_index:
764         .long   0
765 finish_tlb_load:
766         /* load the next available TLB index.
767         */
768         lwz     r9, tlb_4xx_index@l(0)
769         addi    r9, r9, 1
770         andi.   r9, r9, (PPC4XX_TLB_SIZE-1)
771         stw     r9, tlb_4xx_index@l(0)
774         /*
775          * Clear out the software-only bits in the PTE to generate the
776          * TLB_DATA value.  These are the bottom 2 bits of the RPM, the
777          * top 3 bits of the zone field, and M.
778          */
779         li      r12, 0x0ce2
780         andc    r11, r11, r12
782         tlbwe   r11, r9, TLB_DATA               /* Load TLB LO */
783         tlbwe   r10, r9, TLB_TAG                /* Load TLB HI */
785         /* Done...restore registers and get out of here.
786         */
787 #ifdef CONFIG_403GCX
788         lwz     r12, 12(r0)
789         lwz     r11, 8(r0)
790         mtspr   SPRN_PID, r12
791         mtcr    r11
792         lwz     r9, 4(r0)
793         lwz     r12, 0(r0)
794 #else
795         mfspr   r12, SPRN_SPRG6
796         mfspr   r11, SPRN_SPRG7
797         mtspr   SPRN_PID, r12
798         mtcr    r11
799         mfspr   r9, SPRN_SPRG5
800         mfspr   r12, SPRN_SPRG4
801 #endif
802         mfspr   r11, SPRN_SPRG1
803         mfspr   r10, SPRN_SPRG0
804         PPC405_ERR77_SYNC
805         rfi                     /* Should sync shadow TLBs */
806         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
808 /* extern void giveup_fpu(struct task_struct *prev)
810  * The PowerPC 4xx family of processors do not have an FPU, so this just
811  * returns.
812  */
813 _GLOBAL(giveup_fpu)
814         blr
816 /* This is where the main kernel code starts.
817  */
818 start_here:
820         /* ptr to current */
821         lis     r2,init_task@h
822         ori     r2,r2,init_task@l
824         /* ptr to phys current thread */
825         tophys(r4,r2)
826         addi    r4,r4,THREAD    /* init task's THREAD */
827         mtspr   SPRN_SPRG3,r4
829         /* stack */
830         lis     r1,init_thread_union@ha
831         addi    r1,r1,init_thread_union@l
832         li      r0,0
833         stwu    r0,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD(r1)
835         bl      early_init      /* We have to do this with MMU on */
838  * Decide what sort of machine this is and initialize the MMU.
839  */
840         mr      r3,r31
841         mr      r4,r30
842         mr      r5,r29
843         mr      r6,r28
844         mr      r7,r27
845         bl      machine_init
846         bl      MMU_init
848 /* Go back to running unmapped so we can load up new values
849  * and change to using our exception vectors.
850  * On the 4xx, all we have to do is invalidate the TLB to clear
851  * the old 16M byte TLB mappings.
852  */
853         lis     r4,2f@h
854         ori     r4,r4,2f@l
855         tophys(r4,r4)
856         lis     r3,(MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR))@h
857         ori     r3,r3,(MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR))@l
858         mtspr   SPRN_SRR0,r4
859         mtspr   SPRN_SRR1,r3
860         rfi
861         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
863 /* Load up the kernel context */
865         sync                    /* Flush to memory before changing TLB */
866         tlbia
867         isync                   /* Flush shadow TLBs */
869         /* set up the PTE pointers for the Abatron bdiGDB.
870         */
871         lis     r6, swapper_pg_dir@h
872         ori     r6, r6, swapper_pg_dir@l
873         lis     r5, abatron_pteptrs@h
874         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
875         stw     r5, 0xf0(r0)    /* Must match your Abatron config file */
876         tophys(r5,r5)
877         stw     r6, 0(r5)
879 /* Now turn on the MMU for real! */
880         lis     r4,MSR_KERNEL@h
881         ori     r4,r4,MSR_KERNEL@l
882         lis     r3,start_kernel@h
883         ori     r3,r3,start_kernel@l
884         mtspr   SPRN_SRR0,r3
885         mtspr   SPRN_SRR1,r4
886         rfi                     /* enable MMU and jump to start_kernel */
887         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
889 /* Set up the initial MMU state so we can do the first level of
890  * kernel initialization.  This maps the first 16 MBytes of memory 1:1
891  * virtual to physical and more importantly sets the cache mode.
892  */
893 initial_mmu:
894         tlbia                   /* Invalidate all TLB entries */
895         isync
897         /* We should still be executing code at physical address 0x0000xxxx
898          * at this point. However, start_here is at virtual address
899          * 0xC000xxxx. So, set up a TLB mapping to cover this once
900          * translation is enabled.
901          */
903         lis     r3,KERNELBASE@h         /* Load the kernel virtual address */
904         ori     r3,r3,KERNELBASE@l
905         tophys(r4,r3)                   /* Load the kernel physical address */
907         iccci   r0,r3                   /* Invalidate the i-cache before use */
909         /* Load the kernel PID.
910         */
911         li      r0,0
912         mtspr   SPRN_PID,r0
913         sync
915         /* Configure and load two entries into TLB slots 62 and 63.
916          * In case we are pinning TLBs, these are reserved in by the
917          * other TLB functions.  If not reserving, then it doesn't
918          * matter where they are loaded.
919          */
920         clrrwi  r4,r4,10                /* Mask off the real page number */
921         ori     r4,r4,(TLB_WR | TLB_EX) /* Set the write and execute bits */
923         clrrwi  r3,r3,10                /* Mask off the effective page number */
924         ori     r3,r3,(TLB_VALID | TLB_PAGESZ(PAGESZ_16M))
926         li      r0,63                    /* TLB slot 63 */
928         tlbwe   r4,r0,TLB_DATA          /* Load the data portion of the entry */
929         tlbwe   r3,r0,TLB_TAG           /* Load the tag portion of the entry */
931 #if defined(CONFIG_SERIAL_TEXT_DEBUG) && defined(SERIAL_DEBUG_IO_BASE)
933         /* Load a TLB entry for the UART, so that ppc4xx_progress() can use
934          * the UARTs nice and early.  We use a 4k real==virtual mapping. */
936         lis     r3,SERIAL_DEBUG_IO_BASE@h
937         ori     r3,r3,SERIAL_DEBUG_IO_BASE@l
938         mr      r4,r3
939         clrrwi  r4,r4,12
940         ori     r4,r4,(TLB_WR|TLB_I|TLB_M|TLB_G)
942         clrrwi  r3,r3,12
943         ori     r3,r3,(TLB_VALID | TLB_PAGESZ(PAGESZ_4K))
945         li      r0,0                    /* TLB slot 0 */
946         tlbwe   r4,r0,TLB_DATA
947         tlbwe   r3,r0,TLB_TAG
948 #endif /* CONFIG_SERIAL_DEBUG_TEXT && SERIAL_DEBUG_IO_BASE */
950         isync
952         /* Establish the exception vector base
953         */
954         lis     r4,KERNELBASE@h         /* EVPR only uses the high 16-bits */
955         tophys(r0,r4)                   /* Use the physical address */
956         mtspr   SPRN_EVPR,r0
958         blr
960 _GLOBAL(abort)
961         mfspr   r13,SPRN_DBCR0
962         oris    r13,r13,DBCR0_RST_SYSTEM@h
963         mtspr   SPRN_DBCR0,r13
965 _GLOBAL(set_context)
967 #ifdef CONFIG_BDI_SWITCH
968         /* Context switch the PTE pointer for the Abatron BDI2000.
969          * The PGDIR is the second parameter.
970          */
971         lis     r5, KERNELBASE@h
972         lwz     r5, 0xf0(r5)
973         stw     r4, 0x4(r5)
974 #endif
975         sync
976         mtspr   SPRN_PID,r3
977         isync                           /* Need an isync to flush shadow */
978                                         /* TLBs after changing PID */
979         blr
981 /* We put a few things here that have to be page-aligned. This stuff
982  * goes at the beginning of the data segment, which is page-aligned.
983  */
984         .data
985 _GLOBAL(sdata)
986 _GLOBAL(empty_zero_page)
987         .space  4096
988 _GLOBAL(swapper_pg_dir)
989         .space  4096
992 /* Stack for handling critical exceptions from kernel mode */
993         .section .bss
994         .align 12
995 exception_stack_bottom:
996         .space  4096
997 critical_stack_top:
998 _GLOBAL(exception_stack_top)
1000 /* This space gets a copy of optional info passed to us by the bootstrap
1001  * which is used to pass parameters into the kernel like root=/dev/sda1, etc.
1002  */
1003 _GLOBAL(cmd_line)
1004         .space  512
1006 /* Room for two PTE pointers, usually the kernel and current user pointers
1007  * to their respective root page table.
1008  */
1009 abatron_pteptrs:
1010         .space  8