powerpc/8xx: Fixup DAR from buggy dcbX instructions.
[linux-2.6/linux-acpi-2.6/ibm-acpi-2.6.git] / arch / powerpc / kernel / head_8xx.S
blobc00120d56f8f38cc61f2c5fd80014f740b395e60
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>
33 /* Macro to make the code more readable. */
34 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
35 #define DO_8xx_CPU6(val, reg)   \
36         li      reg, val;       \
37         stw     reg, 12(r0);    \
38         lwz     reg, 12(r0);
39 #else
40 #define DO_8xx_CPU6(val, reg)
41 #endif
42         __HEAD
43 _ENTRY(_stext);
44 _ENTRY(_start);
46 /* MPC8xx
47  * This port was done on an MBX board with an 860.  Right now I only
48  * support an ELF compressed (zImage) boot from EPPC-Bug because the
49  * code there loads up some registers before calling us:
50  *   r3: ptr to board info data
51  *   r4: initrd_start or if no initrd then 0
52  *   r5: initrd_end - unused if r4 is 0
53  *   r6: Start of command line string
54  *   r7: End of command line string
55  *
56  * I decided to use conditional compilation instead of checking PVR and
57  * adding more processor specific branches around code I don't need.
58  * Since this is an embedded processor, I also appreciate any memory
59  * savings I can get.
60  *
61  * The MPC8xx does not have any BATs, but it supports large page sizes.
62  * We first initialize the MMU to support 8M byte pages, then load one
63  * entry into each of the instruction and data TLBs to map the first
64  * 8M 1:1.  I also mapped an additional I/O space 1:1 so we can get to
65  * the "internal" processor registers before MMU_init is called.
66  *
67  * The TLB code currently contains a major hack.  Since I use the condition
68  * code register, I have to save and restore it.  I am out of registers, so
69  * I just store it in memory location 0 (the TLB handlers are not reentrant).
70  * To avoid making any decisions, I need to use the "segment" valid bit
71  * in the first level table, but that would require many changes to the
72  * Linux page directory/table functions that I don't want to do right now.
73  *
74  * I used to use SPRG2 for a temporary register in the TLB handler, but it
75  * has since been put to other uses.  I now use a hack to save a register
76  * and the CCR at memory location 0.....Someday I'll fix this.....
77  *      -- Dan
78  */
79         .globl  __start
80 __start:
81         mr      r31,r3                  /* save parameters */
82         mr      r30,r4
83         mr      r29,r5
84         mr      r28,r6
85         mr      r27,r7
87         /* We have to turn on the MMU right away so we get cache modes
88          * set correctly.
89          */
90         bl      initial_mmu
92 /* We now have the lower 8 Meg mapped into TLB entries, and the caches
93  * ready to work.
94  */
96 turn_on_mmu:
97         mfmsr   r0
98         ori     r0,r0,MSR_DR|MSR_IR
99         mtspr   SPRN_SRR1,r0
100         lis     r0,start_here@h
101         ori     r0,r0,start_here@l
102         mtspr   SPRN_SRR0,r0
103         SYNC
104         rfi                             /* enables MMU */
107  * Exception entry code.  This code runs with address translation
108  * turned off, i.e. using physical addresses.
109  * We assume sprg3 has the physical address of the current
110  * task's thread_struct.
111  */
112 #define EXCEPTION_PROLOG        \
113         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH0,r10; \
114         mtspr   SPRN_SPRG_SCRATCH1,r11; \
115         mfcr    r10;            \
116         EXCEPTION_PROLOG_1;     \
117         EXCEPTION_PROLOG_2
119 #define EXCEPTION_PROLOG_1      \
120         mfspr   r11,SPRN_SRR1;          /* check whether user or kernel */ \
121         andi.   r11,r11,MSR_PR; \
122         tophys(r11,r1);                 /* use tophys(r1) if kernel */ \
123         beq     1f;             \
124         mfspr   r11,SPRN_SPRG_THREAD;   \
125         lwz     r11,THREAD_INFO-THREAD(r11);    \
126         addi    r11,r11,THREAD_SIZE;    \
127         tophys(r11,r11);        \
128 1:      subi    r11,r11,INT_FRAME_SIZE  /* alloc exc. frame */
131 #define EXCEPTION_PROLOG_2      \
132         CLR_TOP32(r11);         \
133         stw     r10,_CCR(r11);          /* save registers */ \
134         stw     r12,GPR12(r11); \
135         stw     r9,GPR9(r11);   \
136         mfspr   r10,SPRN_SPRG_SCRATCH0; \
137         stw     r10,GPR10(r11); \
138         mfspr   r12,SPRN_SPRG_SCRATCH1; \
139         stw     r12,GPR11(r11); \
140         mflr    r10;            \
141         stw     r10,_LINK(r11); \
142         mfspr   r12,SPRN_SRR0;  \
143         mfspr   r9,SPRN_SRR1;   \
144         stw     r1,GPR1(r11);   \
145         stw     r1,0(r11);      \
146         tovirt(r1,r11);                 /* set new kernel sp */ \
147         li      r10,MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR); /* can take exceptions */ \
148         MTMSRD(r10);                    /* (except for mach check in rtas) */ \
149         stw     r0,GPR0(r11);   \
150         SAVE_4GPRS(3, r11);     \
151         SAVE_2GPRS(7, r11)
154  * Note: code which follows this uses cr0.eq (set if from kernel),
155  * r11, r12 (SRR0), and r9 (SRR1).
157  * Note2: once we have set r1 we are in a position to take exceptions
158  * again, and we could thus set MSR:RI at that point.
159  */
162  * Exception vectors.
163  */
164 #define EXCEPTION(n, label, hdlr, xfer)         \
165         . = n;                                  \
166 label:                                          \
167         EXCEPTION_PROLOG;                       \
168         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;     \
169         xfer(n, hdlr)
171 #define EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, trap, copyee, tfer, ret)     \
172         li      r10,trap;                                       \
173         stw     r10,_TRAP(r11);                                 \
174         li      r10,MSR_KERNEL;                                 \
175         copyee(r10, r9);                                        \
176         bl      tfer;                                           \
177 i##n:                                                           \
178         .long   hdlr;                                           \
179         .long   ret
181 #define COPY_EE(d, s)           rlwimi d,s,0,16,16
182 #define NOCOPY(d, s)
184 #define EXC_XFER_STD(n, hdlr)           \
185         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n, NOCOPY, transfer_to_handler_full, \
186                           ret_from_except_full)
188 #define EXC_XFER_LITE(n, hdlr)          \
189         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n+1, NOCOPY, transfer_to_handler, \
190                           ret_from_except)
192 #define EXC_XFER_EE(n, hdlr)            \
193         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n, COPY_EE, transfer_to_handler_full, \
194                           ret_from_except_full)
196 #define EXC_XFER_EE_LITE(n, hdlr)       \
197         EXC_XFER_TEMPLATE(n, hdlr, n+1, COPY_EE, transfer_to_handler, \
198                           ret_from_except)
200 /* System reset */
201         EXCEPTION(0x100, Reset, unknown_exception, EXC_XFER_STD)
203 /* Machine check */
204         . = 0x200
205 MachineCheck:
206         EXCEPTION_PROLOG
207         mfspr r4,SPRN_DAR
208         stw r4,_DAR(r11)
209         li r5,0x00f0
210         mtspr SPRN_DAR,r5       /* Tag DAR, to be used in DTLB Error */
211         mfspr r5,SPRN_DSISR
212         stw r5,_DSISR(r11)
213         addi r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
214         EXC_XFER_STD(0x200, machine_check_exception)
216 /* Data access exception.
217  * This is "never generated" by the MPC8xx.  We jump to it for other
218  * translation errors.
219  */
220         . = 0x300
221 DataAccess:
222         EXCEPTION_PROLOG
223         mfspr   r10,SPRN_DSISR
224         stw     r10,_DSISR(r11)
225         mr      r5,r10
226         mfspr   r4,SPRN_DAR
227         li      r10,0x00f0
228         mtspr   SPRN_DAR,r10    /* Tag DAR, to be used in DTLB Error */
229         EXC_XFER_EE_LITE(0x300, handle_page_fault)
231 /* Instruction access exception.
232  * This is "never generated" by the MPC8xx.  We jump to it for other
233  * translation errors.
234  */
235         . = 0x400
236 InstructionAccess:
237         EXCEPTION_PROLOG
238         mr      r4,r12
239         mr      r5,r9
240         EXC_XFER_EE_LITE(0x400, handle_page_fault)
242 /* External interrupt */
243         EXCEPTION(0x500, HardwareInterrupt, do_IRQ, EXC_XFER_LITE)
245 /* Alignment exception */
246         . = 0x600
247 Alignment:
248         EXCEPTION_PROLOG
249         mfspr   r4,SPRN_DAR
250         stw     r4,_DAR(r11)
251         li      r5,0x00f0
252         mtspr   SPRN_DAR,r5     /* Tag DAR, to be used in DTLB Error */
253         mfspr   r5,SPRN_DSISR
254         stw     r5,_DSISR(r11)
255         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
256         EXC_XFER_EE(0x600, alignment_exception)
258 /* Program check exception */
259         EXCEPTION(0x700, ProgramCheck, program_check_exception, EXC_XFER_STD)
261 /* No FPU on MPC8xx.  This exception is not supposed to happen.
263         EXCEPTION(0x800, FPUnavailable, unknown_exception, EXC_XFER_STD)
265 /* Decrementer */
266         EXCEPTION(0x900, Decrementer, timer_interrupt, EXC_XFER_LITE)
268         EXCEPTION(0xa00, Trap_0a, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
269         EXCEPTION(0xb00, Trap_0b, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
271 /* System call */
272         . = 0xc00
273 SystemCall:
274         EXCEPTION_PROLOG
275         EXC_XFER_EE_LITE(0xc00, DoSyscall)
277 /* Single step - not used on 601 */
278         EXCEPTION(0xd00, SingleStep, single_step_exception, EXC_XFER_STD)
279         EXCEPTION(0xe00, Trap_0e, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
280         EXCEPTION(0xf00, Trap_0f, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
282 /* On the MPC8xx, this is a software emulation interrupt.  It occurs
283  * for all unimplemented and illegal instructions.
284  */
285         EXCEPTION(0x1000, SoftEmu, SoftwareEmulation, EXC_XFER_STD)
287         . = 0x1100
289  * For the MPC8xx, this is a software tablewalk to load the instruction
290  * TLB.  It is modelled after the example in the Motorola manual.  The task
291  * switch loads the M_TWB register with the pointer to the first level table.
292  * If we discover there is no second level table (value is zero) or if there
293  * is an invalid pte, we load that into the TLB, which causes another fault
294  * into the TLB Error interrupt where we can handle such problems.
295  * We have to use the MD_xxx registers for the tablewalk because the
296  * equivalent MI_xxx registers only perform the attribute functions.
297  */
298 InstructionTLBMiss:
299 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
300         stw     r3, 8(r0)
301 #endif
302         DO_8xx_CPU6(0x3f80, r3)
303         mtspr   SPRN_M_TW, r10  /* Save a couple of working registers */
304         mfcr    r10
305         stw     r10, 0(r0)
306         stw     r11, 4(r0)
307         mfspr   r10, SPRN_SRR0  /* Get effective address of fault */
308 #ifdef CONFIG_8xx_CPU15
309         addi    r11, r10, 0x1000
310         tlbie   r11
311         addi    r11, r10, -0x1000
312         tlbie   r11
313 #endif
314         DO_8xx_CPU6(0x3780, r3)
315         mtspr   SPRN_MD_EPN, r10        /* Have to use MD_EPN for walk, MI_EPN can't */
316         mfspr   r10, SPRN_M_TWB /* Get level 1 table entry address */
318         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
319          * kernel page tables.
320          */
321         andi.   r11, r10, 0x0800        /* Address >= 0x80000000 */
322         beq     3f
323         lis     r11, swapper_pg_dir@h
324         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
325         rlwimi  r10, r11, 0, 2, 19
327         lwz     r11, 0(r10)     /* Get the level 1 entry */
328         rlwinm. r10, r11,0,0,19 /* Extract page descriptor page address */
329         beq     2f              /* If zero, don't try to find a pte */
331         /* We have a pte table, so load the MI_TWC with the attributes
332          * for this "segment."
333          */
334         ori     r11,r11,1               /* Set valid bit */
335         DO_8xx_CPU6(0x2b80, r3)
336         mtspr   SPRN_MI_TWC, r11        /* Set segment attributes */
337         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
338         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11        /* Load pte table base address */
339         mfspr   r11, SPRN_MD_TWC        /* ....and get the pte address */
340         lwz     r10, 0(r11)     /* Get the pte */
342         andi.   r11, r10, _PAGE_ACCESSED | _PAGE_PRESENT
343         cmpwi   cr0, r11, _PAGE_ACCESSED | _PAGE_PRESENT
344         bne-    cr0, 2f
346         /* Clear PP lsb, 0x400 */
347         rlwinm  r10, r10, 0, 22, 20
349         /* The Linux PTE won't go exactly into the MMU TLB.
350          * Software indicator bits 22 and 28 must be clear.
351          * Software indicator bits 24, 25, 26, and 27 must be
352          * set.  All other Linux PTE bits control the behavior
353          * of the MMU.
354          */
355         li      r11, 0x00f0
356         rlwimi  r10, r11, 0, 24, 28     /* Set 24-27, clear 28 */
357         DO_8xx_CPU6(0x2d80, r3)
358         mtspr   SPRN_MI_RPN, r10        /* Update TLB entry */
360         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
361         lwz     r11, 0(r0)
362         mtcr    r11
363         lwz     r11, 4(r0)
364 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
365         lwz     r3, 8(r0)
366 #endif
367         rfi
369         mfspr   r11, SPRN_SRR1
370         /* clear all error bits as TLB Miss
371          * sets a few unconditionally
372         */
373         rlwinm  r11, r11, 0, 0xffff
374         mtspr   SPRN_SRR1, r11
376         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
377         lwz     r11, 0(r0)
378         mtcr    r11
379         lwz     r11, 4(r0)
380 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
381         lwz     r3, 8(r0)
382 #endif
383         b       InstructionAccess
385         . = 0x1200
386 DataStoreTLBMiss:
387 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
388         stw     r3, 8(r0)
389 #endif
390         DO_8xx_CPU6(0x3f80, r3)
391         mtspr   SPRN_M_TW, r10  /* Save a couple of working registers */
392         mfcr    r10
393         stw     r10, 0(r0)
394         stw     r11, 4(r0)
395         mfspr   r10, SPRN_M_TWB /* Get level 1 table entry address */
397         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
398          * kernel page tables.
399          */
400         andi.   r11, r10, 0x0800
401         beq     3f
402         lis     r11, swapper_pg_dir@h
403         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
404         rlwimi  r10, r11, 0, 2, 19
406         lwz     r11, 0(r10)     /* Get the level 1 entry */
407         rlwinm. r10, r11,0,0,19 /* Extract page descriptor page address */
408         beq     2f              /* If zero, don't try to find a pte */
410         /* We have a pte table, so load fetch the pte from the table.
411          */
412         ori     r11, r11, 1     /* Set valid bit in physical L2 page */
413         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
414         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11        /* Load pte table base address */
415         mfspr   r10, SPRN_MD_TWC        /* ....and get the pte address */
416         lwz     r10, 0(r10)     /* Get the pte */
418         /* Insert the Guarded flag into the TWC from the Linux PTE.
419          * It is bit 27 of both the Linux PTE and the TWC (at least
420          * I got that right :-).  It will be better when we can put
421          * this into the Linux pgd/pmd and load it in the operation
422          * above.
423          */
424         rlwimi  r11, r10, 0, 27, 27
425         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
426         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11
428         /* Both _PAGE_ACCESSED and _PAGE_PRESENT has to be set.
429          * We also need to know if the insn is a load/store, so:
430          * Clear _PAGE_PRESENT and load that which will
431          * trap into DTLB Error with store bit set accordinly.
432          */
433         /* PRESENT=0x1, ACCESSED=0x20
434          * r11 = ((r10 & PRESENT) & ((r10 & ACCESSED) >> 5));
435          * r10 = (r10 & ~PRESENT) | r11;
436          */
437         rlwinm  r11, r10, 32-5, 31, 31
438         and     r11, r11, r10
439         rlwimi  r10, r11, 0, 31, 31
441         /* Honour kernel RO, User NA */
442         andi.   r11, r10, _PAGE_USER | _PAGE_RW
443         bne-    cr0, 5f
444         ori     r10,r10, 0x200 /* Extended encoding, bit 22 */
445 5:      xori    r10, r10, _PAGE_RW  /* invert RW bit */
447         /* The Linux PTE won't go exactly into the MMU TLB.
448          * Software indicator bits 22 and 28 must be clear.
449          * Software indicator bits 24, 25, 26, and 27 must be
450          * set.  All other Linux PTE bits control the behavior
451          * of the MMU.
452          */
453 2:      li      r11, 0x00f0
454         mtspr   SPRN_DAR,r11    /* Tag DAR */
455         rlwimi  r10, r11, 0, 24, 28     /* Set 24-27, clear 28 */
456         DO_8xx_CPU6(0x3d80, r3)
457         mtspr   SPRN_MD_RPN, r10        /* Update TLB entry */
459         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
460         lwz     r11, 0(r0)
461         mtcr    r11
462         lwz     r11, 4(r0)
463 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
464         lwz     r3, 8(r0)
465 #endif
466         rfi
468 /* This is an instruction TLB error on the MPC8xx.  This could be due
469  * to many reasons, such as executing guarded memory or illegal instruction
470  * addresses.  There is nothing to do but handle a big time error fault.
471  */
472         . = 0x1300
473 InstructionTLBError:
474         b       InstructionAccess
476 /* This is the data TLB error on the MPC8xx.  This could be due to
477  * many reasons, including a dirty update to a pte.  We can catch that
478  * one here, but anything else is an error.  First, we track down the
479  * Linux pte.  If it is valid, write access is allowed, but the
480  * page dirty bit is not set, we will set it and reload the TLB.  For
481  * any other case, we bail out to a higher level function that can
482  * handle it.
483  */
484         . = 0x1400
485 DataTLBError:
486 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
487         stw     r3, 8(r0)
488 #endif
489         DO_8xx_CPU6(0x3f80, r3)
490         mtspr   SPRN_M_TW, r10  /* Save a couple of working registers */
491         mfcr    r10
492         stw     r10, 0(r0)
493         stw     r11, 4(r0)
495         mfspr   r10, SPRN_DAR
496         cmpwi   cr0, r10, 0x00f0
497         beq-    FixupDAR        /* must be a buggy dcbX, icbi insn. */
498 DARFixed:/* Return from dcbx instruction bug workaround, r10 holds value of DAR */
499         mfspr   r11, SPRN_DSISR
500         /* As the DAR fixup may clear store we may have all 3 states zero.
501          * Make sure only 0x0200(store) falls down into DIRTY handling
502          */
503         andis.  r11, r11, 0x4a00        /* !translation, protection or store */
504         srwi    r11, r11, 16
505         cmpwi   cr0, r11, 0x0200        /* just store ? */
506         bne     2f
507         /* Only Change bit left now, do it here as it is faster
508          * than trapping to the C fault handler.
509         */
511         /* The EA of a data TLB miss is automatically stored in the MD_EPN
512          * register.  The EA of a data TLB error is automatically stored in
513          * the DAR, but not the MD_EPN register.  We must copy the 20 most
514          * significant bits of the EA from the DAR to MD_EPN before we
515          * start walking the page tables.  We also need to copy the CASID
516          * value from the M_CASID register.
517          * Addendum:  The EA of a data TLB error is _supposed_ to be stored
518          * in DAR, but it seems that this doesn't happen in some cases, such
519          * as when the error is due to a dcbi instruction to a page with a
520          * TLB that doesn't have the changed bit set.  In such cases, there
521          * does not appear to be any way  to recover the EA of the error
522          * since it is neither in DAR nor MD_EPN.  As a workaround, the
523          * _PAGE_HWWRITE bit is set for all kernel data pages when the PTEs
524          * are initialized in mapin_ram().  This will avoid the problem,
525          * assuming we only use the dcbi instruction on kernel addresses.
526          */
528         /* DAR is in r10 already */
529         rlwinm  r11, r10, 0, 0, 19
530         ori     r11, r11, MD_EVALID
531         mfspr   r10, SPRN_M_CASID
532         rlwimi  r11, r10, 0, 28, 31
533         DO_8xx_CPU6(0x3780, r3)
534         mtspr   SPRN_MD_EPN, r11
536         mfspr   r10, SPRN_M_TWB /* Get level 1 table entry address */
538         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
539          * kernel page tables.
540          */
541         andi.   r11, r10, 0x0800
542         beq     3f
543         lis     r11, swapper_pg_dir@h
544         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
545         rlwimi  r10, r11, 0, 2, 19
547         lwz     r11, 0(r10)     /* Get the level 1 entry */
548         rlwinm. r10, r11,0,0,19 /* Extract page descriptor page address */
549         beq     2f              /* If zero, bail */
551         /* We have a pte table, so fetch the pte from the table.
552          */
553         ori     r11, r11, 1             /* Set valid bit in physical L2 page */
554         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
555         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11                /* Load pte table base address */
556         mfspr   r11, SPRN_MD_TWC                /* ....and get the pte address */
557         lwz     r10, 0(r11)             /* Get the pte */
559         ori     r10, r10, _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_HWWRITE
560         stw     r10, 0(r11)             /* and update pte in table */
561         xori    r10, r10, _PAGE_RW      /* RW bit is inverted */
563         /* The Linux PTE won't go exactly into the MMU TLB.
564          * Software indicator bits 22 and 28 must be clear.
565          * Software indicator bits 24, 25, 26, and 27 must be
566          * set.  All other Linux PTE bits control the behavior
567          * of the MMU.
568          */
569         li      r11, 0x00f0
570         mtspr   SPRN_DAR,r11    /* Tag DAR */
571         rlwimi  r10, r11, 0, 24, 28     /* Set 24-27, clear 28 */
572         DO_8xx_CPU6(0x3d80, r3)
573         mtspr   SPRN_MD_RPN, r10        /* Update TLB entry */
575         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
576         lwz     r11, 0(r0)
577         mtcr    r11
578         lwz     r11, 4(r0)
579 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
580         lwz     r3, 8(r0)
581 #endif
582         rfi
584         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
585         lwz     r11, 0(r0)
586         mtcr    r11
587         lwz     r11, 4(r0)
588 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
589         lwz     r3, 8(r0)
590 #endif
591         b       DataAccess
593         EXCEPTION(0x1500, Trap_15, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
594         EXCEPTION(0x1600, Trap_16, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
595         EXCEPTION(0x1700, Trap_17, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
596         EXCEPTION(0x1800, Trap_18, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
597         EXCEPTION(0x1900, Trap_19, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
598         EXCEPTION(0x1a00, Trap_1a, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
599         EXCEPTION(0x1b00, Trap_1b, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
601 /* On the MPC8xx, these next four traps are used for development
602  * support of breakpoints and such.  Someday I will get around to
603  * using them.
604  */
605         EXCEPTION(0x1c00, Trap_1c, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
606         EXCEPTION(0x1d00, Trap_1d, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
607         EXCEPTION(0x1e00, Trap_1e, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
608         EXCEPTION(0x1f00, Trap_1f, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
610         . = 0x2000
612 /* This is the procedure to calculate the data EA for buggy dcbx,dcbi instructions
613  * by decoding the registers used by the dcbx instruction and adding them.
614  * DAR is set to the calculated address and r10 also holds the EA on exit.
615  */
616  /* define if you don't want to use self modifying code */
617 #define NO_SELF_MODIFYING_CODE
618 FixupDAR:/* Entry point for dcbx workaround. */
619         /* fetch instruction from memory. */
620         mfspr   r10, SPRN_SRR0
621         DO_8xx_CPU6(0x3780, r3)
622         mtspr   SPRN_MD_EPN, r10
623         mfspr   r11, SPRN_M_TWB /* Get level 1 table entry address */
624         cmplwi  cr0, r11, 0x0800
625         blt-    3f              /* Branch if user space */
626         lis     r11, (swapper_pg_dir-PAGE_OFFSET)@h
627         ori     r11, r11, (swapper_pg_dir-PAGE_OFFSET)@l
628         rlwimi  r11, r10, 32-20, 0xffc /* r11 = r11&~0xffc|(r10>>20)&0xffc */
629 3:      lwz     r11, 0(r11)     /* Get the level 1 entry */
630         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
631         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11        /* Load pte table base address */
632         mfspr   r11, SPRN_MD_TWC        /* ....and get the pte address */
633         lwz     r11, 0(r11)     /* Get the pte */
634         /* concat physical page address(r11) and page offset(r10) */
635         rlwimi  r11, r10, 0, 20, 31
636         lwz     r11,0(r11)
637 /* Check if it really is a dcbx instruction. */
638 /* dcbt and dcbtst does not generate DTLB Misses/Errors,
639  * no need to include them here */
640         srwi    r10, r11, 26    /* check if major OP code is 31 */
641         cmpwi   cr0, r10, 31
642         bne-    141f
643         rlwinm  r10, r11, 0, 21, 30
644         cmpwi   cr0, r10, 2028  /* Is dcbz? */
645         beq+    142f
646         cmpwi   cr0, r10, 940   /* Is dcbi? */
647         beq+    142f
648         cmpwi   cr0, r10, 108   /* Is dcbst? */
649         beq+    144f            /* Fix up store bit! */
650         cmpwi   cr0, r10, 172   /* Is dcbf? */
651         beq+    142f
652         cmpwi   cr0, r10, 1964  /* Is icbi? */
653         beq+    142f
654 141:    mfspr   r10, SPRN_DAR   /* r10 must hold DAR at exit */
655         b       DARFixed        /* Nope, go back to normal TLB processing */
657 144:    mfspr   r10, SPRN_DSISR
658         rlwinm  r10, r10,0,7,5  /* Clear store bit for buggy dcbst insn */
659         mtspr   SPRN_DSISR, r10
660 142:    /* continue, it was a dcbx, dcbi instruction. */
661 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
662         lwz     r3, 8(r0)       /* restore r3 from memory */
663 #endif
664 #ifndef NO_SELF_MODIFYING_CODE
665         andis.  r10,r11,0x1f    /* test if reg RA is r0 */
666         li      r10,modified_instr@l
667         dcbtst  r0,r10          /* touch for store */
668         rlwinm  r11,r11,0,0,20  /* Zero lower 10 bits */
669         oris    r11,r11,640     /* Transform instr. to a "add r10,RA,RB" */
670         ori     r11,r11,532
671         stw     r11,0(r10)      /* store add/and instruction */
672         dcbf    0,r10           /* flush new instr. to memory. */
673         icbi    0,r10           /* invalidate instr. cache line */
674         lwz     r11, 4(r0)      /* restore r11 from memory */
675         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* restore r10 from M_TW */
676         isync                   /* Wait until new instr is loaded from memory */
677 modified_instr:
678         .space  4               /* this is where the add instr. is stored */
679         bne+    143f
680         subf    r10,r0,r10      /* r10=r10-r0, only if reg RA is r0 */
681 143:    mtdar   r10             /* store faulting EA in DAR */
682         b       DARFixed        /* Go back to normal TLB handling */
683 #else
684         mfctr   r10
685         mtdar   r10                     /* save ctr reg in DAR */
686         rlwinm  r10, r11, 24, 24, 28    /* offset into jump table for reg RB */
687         addi    r10, r10, 150f@l        /* add start of table */
688         mtctr   r10                     /* load ctr with jump address */
689         xor     r10, r10, r10           /* sum starts at zero */
690         bctr                            /* jump into table */
691 150:
692         add     r10, r10, r0    ;b      151f
693         add     r10, r10, r1    ;b      151f
694         add     r10, r10, r2    ;b      151f
695         add     r10, r10, r3    ;b      151f
696         add     r10, r10, r4    ;b      151f
697         add     r10, r10, r5    ;b      151f
698         add     r10, r10, r6    ;b      151f
699         add     r10, r10, r7    ;b      151f
700         add     r10, r10, r8    ;b      151f
701         add     r10, r10, r9    ;b      151f
702         mtctr   r11     ;b      154f    /* r10 needs special handling */
703         mtctr   r11     ;b      153f    /* r11 needs special handling */
704         add     r10, r10, r12   ;b      151f
705         add     r10, r10, r13   ;b      151f
706         add     r10, r10, r14   ;b      151f
707         add     r10, r10, r15   ;b      151f
708         add     r10, r10, r16   ;b      151f
709         add     r10, r10, r17   ;b      151f
710         add     r10, r10, r18   ;b      151f
711         add     r10, r10, r19   ;b      151f
712         add     r10, r10, r20   ;b      151f
713         add     r10, r10, r21   ;b      151f
714         add     r10, r10, r22   ;b      151f
715         add     r10, r10, r23   ;b      151f
716         add     r10, r10, r24   ;b      151f
717         add     r10, r10, r25   ;b      151f
718         add     r10, r10, r26   ;b      151f
719         add     r10, r10, r27   ;b      151f
720         add     r10, r10, r28   ;b      151f
721         add     r10, r10, r29   ;b      151f
722         add     r10, r10, r30   ;b      151f
723         add     r10, r10, r31
724 151:
725         rlwinm. r11,r11,19,24,28        /* offset into jump table for reg RA */
726         beq     152f                    /* if reg RA is zero, don't add it */
727         addi    r11, r11, 150b@l        /* add start of table */
728         mtctr   r11                     /* load ctr with jump address */
729         rlwinm  r11,r11,0,16,10         /* make sure we don't execute this more than once */
730         bctr                            /* jump into table */
731 152:
732         mfdar   r11
733         mtctr   r11                     /* restore ctr reg from DAR */
734         mtdar   r10                     /* save fault EA to DAR */
735         b       DARFixed                /* Go back to normal TLB handling */
737         /* special handling for r10,r11 since these are modified already */
738 153:    lwz     r11, 4(r0)      /* load r11 from memory */
739         b       155f
740 154:    mfspr   r11, SPRN_M_TW  /* load r10 from M_TW */
741 155:    add     r10, r10, r11   /* add it */
742         mfctr   r11             /* restore r11 */
743         b       151b
744 #endif
746         .globl  giveup_fpu
747 giveup_fpu:
748         blr
751  * This is where the main kernel code starts.
752  */
753 start_here:
754         /* ptr to current */
755         lis     r2,init_task@h
756         ori     r2,r2,init_task@l
758         /* ptr to phys current thread */
759         tophys(r4,r2)
760         addi    r4,r4,THREAD    /* init task's THREAD */
761         mtspr   SPRN_SPRG_THREAD,r4
762         li      r3,0
763         /* XXX What is that for ? SPRG2 appears otherwise unused on 8xx */
764         mtspr   SPRN_SPRG2,r3   /* 0 => r1 has kernel sp */
766         /* stack */
767         lis     r1,init_thread_union@ha
768         addi    r1,r1,init_thread_union@l
769         li      r0,0
770         stwu    r0,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD(r1)
772         bl      early_init      /* We have to do this with MMU on */
775  * Decide what sort of machine this is and initialize the MMU.
776  */
777         mr      r3,r31
778         mr      r4,r30
779         mr      r5,r29
780         mr      r6,r28
781         mr      r7,r27
782         bl      machine_init
783         bl      MMU_init
786  * Go back to running unmapped so we can load up new values
787  * and change to using our exception vectors.
788  * On the 8xx, all we have to do is invalidate the TLB to clear
789  * the old 8M byte TLB mappings and load the page table base register.
790  */
791         /* The right way to do this would be to track it down through
792          * init's THREAD like the context switch code does, but this is
793          * easier......until someone changes init's static structures.
794          */
795         lis     r6, swapper_pg_dir@h
796         ori     r6, r6, swapper_pg_dir@l
797         tophys(r6,r6)
798 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
799         lis     r4, cpu6_errata_word@h
800         ori     r4, r4, cpu6_errata_word@l
801         li      r3, 0x3980
802         stw     r3, 12(r4)
803         lwz     r3, 12(r4)
804 #endif
805         mtspr   SPRN_M_TWB, r6
806         lis     r4,2f@h
807         ori     r4,r4,2f@l
808         tophys(r4,r4)
809         li      r3,MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR)
810         mtspr   SPRN_SRR0,r4
811         mtspr   SPRN_SRR1,r3
812         rfi
813 /* Load up the kernel context */
815         SYNC                    /* Force all PTE updates to finish */
816         tlbia                   /* Clear all TLB entries */
817         sync                    /* wait for tlbia/tlbie to finish */
818         TLBSYNC                 /* ... on all CPUs */
820         /* set up the PTE pointers for the Abatron bdiGDB.
821         */
822         tovirt(r6,r6)
823         lis     r5, abatron_pteptrs@h
824         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
825         stw     r5, 0xf0(r0)    /* Must match your Abatron config file */
826         tophys(r5,r5)
827         stw     r6, 0(r5)
829 /* Now turn on the MMU for real! */
830         li      r4,MSR_KERNEL
831         lis     r3,start_kernel@h
832         ori     r3,r3,start_kernel@l
833         mtspr   SPRN_SRR0,r3
834         mtspr   SPRN_SRR1,r4
835         rfi                     /* enable MMU and jump to start_kernel */
837 /* Set up the initial MMU state so we can do the first level of
838  * kernel initialization.  This maps the first 8 MBytes of memory 1:1
839  * virtual to physical.  Also, set the cache mode since that is defined
840  * by TLB entries and perform any additional mapping (like of the IMMR).
841  * If configured to pin some TLBs, we pin the first 8 Mbytes of kernel,
842  * 24 Mbytes of data, and the 8M IMMR space.  Anything not covered by
843  * these mappings is mapped by page tables.
844  */
845 initial_mmu:
846         tlbia                   /* Invalidate all TLB entries */
847 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
848         lis     r8, MI_RSV4I@h
849         ori     r8, r8, 0x1c00
850 #else
851         li      r8, 0
852 #endif
853         mtspr   SPRN_MI_CTR, r8 /* Set instruction MMU control */
855 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
856         lis     r10, (MD_RSV4I | MD_RESETVAL)@h
857         ori     r10, r10, 0x1c00
858         mr      r8, r10
859 #else
860         lis     r10, MD_RESETVAL@h
861 #endif
862 #ifndef CONFIG_8xx_COPYBACK
863         oris    r10, r10, MD_WTDEF@h
864 #endif
865         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10        /* Set data TLB control */
867         /* Now map the lower 8 Meg into the TLBs.  For this quick hack,
868          * we can load the instruction and data TLB registers with the
869          * same values.
870          */
871         lis     r8, KERNELBASE@h        /* Create vaddr for TLB */
872         ori     r8, r8, MI_EVALID       /* Mark it valid */
873         mtspr   SPRN_MI_EPN, r8
874         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
875         li      r8, MI_PS8MEG           /* Set 8M byte page */
876         ori     r8, r8, MI_SVALID       /* Make it valid */
877         mtspr   SPRN_MI_TWC, r8
878         mtspr   SPRN_MD_TWC, r8
879         li      r8, MI_BOOTINIT         /* Create RPN for address 0 */
880         mtspr   SPRN_MI_RPN, r8         /* Store TLB entry */
881         mtspr   SPRN_MD_RPN, r8
882         lis     r8, MI_Kp@h             /* Set the protection mode */
883         mtspr   SPRN_MI_AP, r8
884         mtspr   SPRN_MD_AP, r8
886         /* Map another 8 MByte at the IMMR to get the processor
887          * internal registers (among other things).
888          */
889 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
890         addi    r10, r10, 0x0100
891         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10
892 #endif
893         mfspr   r9, 638                 /* Get current IMMR */
894         andis.  r9, r9, 0xff80          /* Get 8Mbyte boundary */
896         mr      r8, r9                  /* Create vaddr for TLB */
897         ori     r8, r8, MD_EVALID       /* Mark it valid */
898         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
899         li      r8, MD_PS8MEG           /* Set 8M byte page */
900         ori     r8, r8, MD_SVALID       /* Make it valid */
901         mtspr   SPRN_MD_TWC, r8
902         mr      r8, r9                  /* Create paddr for TLB */
903         ori     r8, r8, MI_BOOTINIT|0x2 /* Inhibit cache -- Cort */
904         mtspr   SPRN_MD_RPN, r8
906 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
907         /* Map two more 8M kernel data pages.
908         */
909         addi    r10, r10, 0x0100
910         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10
912         lis     r8, KERNELBASE@h        /* Create vaddr for TLB */
913         addis   r8, r8, 0x0080          /* Add 8M */
914         ori     r8, r8, MI_EVALID       /* Mark it valid */
915         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
916         li      r9, MI_PS8MEG           /* Set 8M byte page */
917         ori     r9, r9, MI_SVALID       /* Make it valid */
918         mtspr   SPRN_MD_TWC, r9
919         li      r11, MI_BOOTINIT        /* Create RPN for address 0 */
920         addis   r11, r11, 0x0080        /* Add 8M */
921         mtspr   SPRN_MD_RPN, r11
923         addis   r8, r8, 0x0080          /* Add 8M */
924         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
925         mtspr   SPRN_MD_TWC, r9
926         addis   r11, r11, 0x0080        /* Add 8M */
927         mtspr   SPRN_MD_RPN, r11
928 #endif
930         /* Since the cache is enabled according to the information we
931          * just loaded into the TLB, invalidate and enable the caches here.
932          * We should probably check/set other modes....later.
933          */
934         lis     r8, IDC_INVALL@h
935         mtspr   SPRN_IC_CST, r8
936         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
937         lis     r8, IDC_ENABLE@h
938         mtspr   SPRN_IC_CST, r8
939 #ifdef CONFIG_8xx_COPYBACK
940         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
941 #else
942         /* For a debug option, I left this here to easily enable
943          * the write through cache mode
944          */
945         lis     r8, DC_SFWT@h
946         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
947         lis     r8, IDC_ENABLE@h
948         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
949 #endif
950         blr
954  * Set up to use a given MMU context.
955  * r3 is context number, r4 is PGD pointer.
957  * We place the physical address of the new task page directory loaded
958  * into the MMU base register, and set the ASID compare register with
959  * the new "context."
960  */
961 _GLOBAL(set_context)
963 #ifdef CONFIG_BDI_SWITCH
964         /* Context switch the PTE pointer for the Abatron BDI2000.
965          * The PGDIR is passed as second argument.
966          */
967         lis     r5, KERNELBASE@h
968         lwz     r5, 0xf0(r5)
969         stw     r4, 0x4(r5)
970 #endif
972 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
973         lis     r6, cpu6_errata_word@h
974         ori     r6, r6, cpu6_errata_word@l
975         tophys  (r4, r4)
976         li      r7, 0x3980
977         stw     r7, 12(r6)
978         lwz     r7, 12(r6)
979         mtspr   SPRN_M_TWB, r4               /* Update MMU base address */
980         li      r7, 0x3380
981         stw     r7, 12(r6)
982         lwz     r7, 12(r6)
983         mtspr   SPRN_M_CASID, r3             /* Update context */
984 #else
985         mtspr   SPRN_M_CASID,r3         /* Update context */
986         tophys  (r4, r4)
987         mtspr   SPRN_M_TWB, r4          /* and pgd */
988 #endif
989         SYNC
990         blr
992 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
993 /* It's here because it is unique to the 8xx.
994  * It is important we get called with interrupts disabled.  I used to
995  * do that, but it appears that all code that calls this already had
996  * interrupt disabled.
997  */
998         .globl  set_dec_cpu6
999 set_dec_cpu6:
1000         lis     r7, cpu6_errata_word@h
1001         ori     r7, r7, cpu6_errata_word@l
1002         li      r4, 0x2c00
1003         stw     r4, 8(r7)
1004         lwz     r4, 8(r7)
1005         mtspr   22, r3          /* Update Decrementer */
1006         SYNC
1007         blr
1008 #endif
1011  * We put a few things here that have to be page-aligned.
1012  * This stuff goes at the beginning of the data segment,
1013  * which is page-aligned.
1014  */
1015         .data
1016         .globl  sdata
1017 sdata:
1018         .globl  empty_zero_page
1019 empty_zero_page:
1020         .space  4096
1022         .globl  swapper_pg_dir
1023 swapper_pg_dir:
1024         .space  4096
1026 /* Room for two PTE table poiners, usually the kernel and current user
1027  * pointer to their respective root page table (pgdir).
1028  */
1029 abatron_pteptrs:
1030         .space  8
1032 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
1033         .globl  cpu6_errata_word
1034 cpu6_errata_word:
1035         .space  16
1036 #endif