powerpc/8xx: Update TLB asm so it behaves as linux mm expects.
[linux-2.6/linux-acpi-2.6/ibm-acpi-2.6.git] / arch / powerpc / kernel / head_8xx.S
blob97bd523a027853c3bc578bb283ad4a495607f11d
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         mfspr r5,SPRN_DSISR
210         stw r5,_DSISR(r11)
211         addi r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
212         EXC_XFER_STD(0x200, machine_check_exception)
214 /* Data access exception.
215  * This is "never generated" by the MPC8xx.  We jump to it for other
216  * translation errors.
217  */
218         . = 0x300
219 DataAccess:
220         EXCEPTION_PROLOG
221         mfspr   r10,SPRN_DSISR
222         stw     r10,_DSISR(r11)
223         mr      r5,r10
224         mfspr   r4,SPRN_DAR
225         EXC_XFER_EE_LITE(0x300, handle_page_fault)
227 /* Instruction access exception.
228  * This is "never generated" by the MPC8xx.  We jump to it for other
229  * translation errors.
230  */
231         . = 0x400
232 InstructionAccess:
233         EXCEPTION_PROLOG
234         mr      r4,r12
235         mr      r5,r9
236         EXC_XFER_EE_LITE(0x400, handle_page_fault)
238 /* External interrupt */
239         EXCEPTION(0x500, HardwareInterrupt, do_IRQ, EXC_XFER_LITE)
241 /* Alignment exception */
242         . = 0x600
243 Alignment:
244         EXCEPTION_PROLOG
245         mfspr   r4,SPRN_DAR
246         stw     r4,_DAR(r11)
247         mfspr   r5,SPRN_DSISR
248         stw     r5,_DSISR(r11)
249         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
250         EXC_XFER_EE(0x600, alignment_exception)
252 /* Program check exception */
253         EXCEPTION(0x700, ProgramCheck, program_check_exception, EXC_XFER_STD)
255 /* No FPU on MPC8xx.  This exception is not supposed to happen.
257         EXCEPTION(0x800, FPUnavailable, unknown_exception, EXC_XFER_STD)
259 /* Decrementer */
260         EXCEPTION(0x900, Decrementer, timer_interrupt, EXC_XFER_LITE)
262         EXCEPTION(0xa00, Trap_0a, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
263         EXCEPTION(0xb00, Trap_0b, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
265 /* System call */
266         . = 0xc00
267 SystemCall:
268         EXCEPTION_PROLOG
269         EXC_XFER_EE_LITE(0xc00, DoSyscall)
271 /* Single step - not used on 601 */
272         EXCEPTION(0xd00, SingleStep, single_step_exception, EXC_XFER_STD)
273         EXCEPTION(0xe00, Trap_0e, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
274         EXCEPTION(0xf00, Trap_0f, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
276 /* On the MPC8xx, this is a software emulation interrupt.  It occurs
277  * for all unimplemented and illegal instructions.
278  */
279         EXCEPTION(0x1000, SoftEmu, SoftwareEmulation, EXC_XFER_STD)
281         . = 0x1100
283  * For the MPC8xx, this is a software tablewalk to load the instruction
284  * TLB.  It is modelled after the example in the Motorola manual.  The task
285  * switch loads the M_TWB register with the pointer to the first level table.
286  * If we discover there is no second level table (value is zero) or if there
287  * is an invalid pte, we load that into the TLB, which causes another fault
288  * into the TLB Error interrupt where we can handle such problems.
289  * We have to use the MD_xxx registers for the tablewalk because the
290  * equivalent MI_xxx registers only perform the attribute functions.
291  */
292 InstructionTLBMiss:
293 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
294         stw     r3, 8(r0)
295 #endif
296         DO_8xx_CPU6(0x3f80, r3)
297         mtspr   SPRN_M_TW, r10  /* Save a couple of working registers */
298         mfcr    r10
299         stw     r10, 0(r0)
300         stw     r11, 4(r0)
301         mfspr   r10, SPRN_SRR0  /* Get effective address of fault */
302 #ifdef CONFIG_8xx_CPU15
303         addi    r11, r10, 0x1000
304         tlbie   r11
305         addi    r11, r10, -0x1000
306         tlbie   r11
307 #endif
308         DO_8xx_CPU6(0x3780, r3)
309         mtspr   SPRN_MD_EPN, r10        /* Have to use MD_EPN for walk, MI_EPN can't */
310         mfspr   r10, SPRN_M_TWB /* Get level 1 table entry address */
312         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
313          * kernel page tables.
314          */
315         andi.   r11, r10, 0x0800        /* Address >= 0x80000000 */
316         beq     3f
317         lis     r11, swapper_pg_dir@h
318         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
319         rlwimi  r10, r11, 0, 2, 19
321         lwz     r11, 0(r10)     /* Get the level 1 entry */
322         rlwinm. r10, r11,0,0,19 /* Extract page descriptor page address */
323         beq     2f              /* If zero, don't try to find a pte */
325         /* We have a pte table, so load the MI_TWC with the attributes
326          * for this "segment."
327          */
328         ori     r11,r11,1               /* Set valid bit */
329         DO_8xx_CPU6(0x2b80, r3)
330         mtspr   SPRN_MI_TWC, r11        /* Set segment attributes */
331         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
332         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11        /* Load pte table base address */
333         mfspr   r11, SPRN_MD_TWC        /* ....and get the pte address */
334         lwz     r10, 0(r11)     /* Get the pte */
336         andi.   r11, r10, _PAGE_ACCESSED | _PAGE_PRESENT
337         cmpwi   cr0, r11, _PAGE_ACCESSED | _PAGE_PRESENT
338         bne-    cr0, 2f
340         /* Clear PP lsb, 0x400 */
341         rlwinm  r10, r10, 0, 22, 20
343         /* The Linux PTE won't go exactly into the MMU TLB.
344          * Software indicator bits 22 and 28 must be clear.
345          * Software indicator bits 24, 25, 26, and 27 must be
346          * set.  All other Linux PTE bits control the behavior
347          * of the MMU.
348          */
349         li      r11, 0x00f0
350         rlwimi  r10, r11, 0, 24, 28     /* Set 24-27, clear 28 */
351         DO_8xx_CPU6(0x2d80, r3)
352         mtspr   SPRN_MI_RPN, r10        /* Update TLB entry */
354         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
355         lwz     r11, 0(r0)
356         mtcr    r11
357         lwz     r11, 4(r0)
358 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
359         lwz     r3, 8(r0)
360 #endif
361         rfi
363         mfspr   r11, SPRN_SRR1
364         /* clear all error bits as TLB Miss
365          * sets a few unconditionally
366         */
367         rlwinm  r11, r11, 0, 0xffff
368         mtspr   SPRN_SRR1, r11
370         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
371         lwz     r11, 0(r0)
372         mtcr    r11
373         lwz     r11, 4(r0)
374 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
375         lwz     r3, 8(r0)
376 #endif
377         b       InstructionAccess
379         . = 0x1200
380 DataStoreTLBMiss:
381 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
382         stw     r3, 8(r0)
383 #endif
384         DO_8xx_CPU6(0x3f80, r3)
385         mtspr   SPRN_M_TW, r10  /* Save a couple of working registers */
386         mfcr    r10
387         stw     r10, 0(r0)
388         stw     r11, 4(r0)
389         mfspr   r10, SPRN_M_TWB /* Get level 1 table entry address */
391         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
392          * kernel page tables.
393          */
394         andi.   r11, r10, 0x0800
395         beq     3f
396         lis     r11, swapper_pg_dir@h
397         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
398         rlwimi  r10, r11, 0, 2, 19
400         lwz     r11, 0(r10)     /* Get the level 1 entry */
401         rlwinm. r10, r11,0,0,19 /* Extract page descriptor page address */
402         beq     2f              /* If zero, don't try to find a pte */
404         /* We have a pte table, so load fetch the pte from the table.
405          */
406         ori     r11, r11, 1     /* Set valid bit in physical L2 page */
407         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
408         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11        /* Load pte table base address */
409         mfspr   r10, SPRN_MD_TWC        /* ....and get the pte address */
410         lwz     r10, 0(r10)     /* Get the pte */
412         /* Insert the Guarded flag into the TWC from the Linux PTE.
413          * It is bit 27 of both the Linux PTE and the TWC (at least
414          * I got that right :-).  It will be better when we can put
415          * this into the Linux pgd/pmd and load it in the operation
416          * above.
417          */
418         rlwimi  r11, r10, 0, 27, 27
419         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
420         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11
422         /* Both _PAGE_ACCESSED and _PAGE_PRESENT has to be set.
423          * We also need to know if the insn is a load/store, so:
424          * Clear _PAGE_PRESENT and load that which will
425          * trap into DTLB Error with store bit set accordinly.
426          */
427         /* PRESENT=0x1, ACCESSED=0x20
428          * r11 = ((r10 & PRESENT) & ((r10 & ACCESSED) >> 5));
429          * r10 = (r10 & ~PRESENT) | r11;
430          */
431         rlwinm  r11, r10, 32-5, 31, 31
432         and     r11, r11, r10
433         rlwimi  r10, r11, 0, 31, 31
435         /* Honour kernel RO, User NA */
436         andi.   r11, r10, _PAGE_USER | _PAGE_RW
437         bne-    cr0, 5f
438         ori     r10,r10, 0x200 /* Extended encoding, bit 22 */
439 5:      xori    r10, r10, _PAGE_RW  /* invert RW bit */
441         /* The Linux PTE won't go exactly into the MMU TLB.
442          * Software indicator bits 22 and 28 must be clear.
443          * Software indicator bits 24, 25, 26, and 27 must be
444          * set.  All other Linux PTE bits control the behavior
445          * of the MMU.
446          */
447 2:      li      r11, 0x00f0
448         rlwimi  r10, r11, 0, 24, 28     /* Set 24-27, clear 28 */
449         DO_8xx_CPU6(0x3d80, r3)
450         mtspr   SPRN_MD_RPN, r10        /* Update TLB entry */
452         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
453         lwz     r11, 0(r0)
454         mtcr    r11
455         lwz     r11, 4(r0)
456 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
457         lwz     r3, 8(r0)
458 #endif
459         rfi
461 /* This is an instruction TLB error on the MPC8xx.  This could be due
462  * to many reasons, such as executing guarded memory or illegal instruction
463  * addresses.  There is nothing to do but handle a big time error fault.
464  */
465         . = 0x1300
466 InstructionTLBError:
467         b       InstructionAccess
469 /* This is the data TLB error on the MPC8xx.  This could be due to
470  * many reasons, including a dirty update to a pte.  We can catch that
471  * one here, but anything else is an error.  First, we track down the
472  * Linux pte.  If it is valid, write access is allowed, but the
473  * page dirty bit is not set, we will set it and reload the TLB.  For
474  * any other case, we bail out to a higher level function that can
475  * handle it.
476  */
477         . = 0x1400
478 DataTLBError:
479 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
480         stw     r3, 8(r0)
481 #endif
482         DO_8xx_CPU6(0x3f80, r3)
483         mtspr   SPRN_M_TW, r10  /* Save a couple of working registers */
484         mfcr    r10
485         stw     r10, 0(r0)
486         stw     r11, 4(r0)
488         mfspr   r11, SPRN_DSISR
489         andis.  r11, r11, 0x4800        /* !translation or protection */
490         bne     2f      /* branch if either is set */
491         /* Only Change bit left now, do it here as it is faster
492          * than trapping to the C fault handler.
493         */
495         /* The EA of a data TLB miss is automatically stored in the MD_EPN
496          * register.  The EA of a data TLB error is automatically stored in
497          * the DAR, but not the MD_EPN register.  We must copy the 20 most
498          * significant bits of the EA from the DAR to MD_EPN before we
499          * start walking the page tables.  We also need to copy the CASID
500          * value from the M_CASID register.
501          * Addendum:  The EA of a data TLB error is _supposed_ to be stored
502          * in DAR, but it seems that this doesn't happen in some cases, such
503          * as when the error is due to a dcbi instruction to a page with a
504          * TLB that doesn't have the changed bit set.  In such cases, there
505          * does not appear to be any way  to recover the EA of the error
506          * since it is neither in DAR nor MD_EPN.  As a workaround, the
507          * _PAGE_HWWRITE bit is set for all kernel data pages when the PTEs
508          * are initialized in mapin_ram().  This will avoid the problem,
509          * assuming we only use the dcbi instruction on kernel addresses.
510          */
511         mfspr   r10, SPRN_DAR
512         rlwinm  r11, r10, 0, 0, 19
513         ori     r11, r11, MD_EVALID
514         mfspr   r10, SPRN_M_CASID
515         rlwimi  r11, r10, 0, 28, 31
516         DO_8xx_CPU6(0x3780, r3)
517         mtspr   SPRN_MD_EPN, r11
519         mfspr   r10, SPRN_M_TWB /* Get level 1 table entry address */
521         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
522          * kernel page tables.
523          */
524         andi.   r11, r10, 0x0800
525         beq     3f
526         lis     r11, swapper_pg_dir@h
527         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
528         rlwimi  r10, r11, 0, 2, 19
530         lwz     r11, 0(r10)     /* Get the level 1 entry */
531         rlwinm. r10, r11,0,0,19 /* Extract page descriptor page address */
532         beq     2f              /* If zero, bail */
534         /* We have a pte table, so fetch the pte from the table.
535          */
536         ori     r11, r11, 1             /* Set valid bit in physical L2 page */
537         DO_8xx_CPU6(0x3b80, r3)
538         mtspr   SPRN_MD_TWC, r11                /* Load pte table base address */
539         mfspr   r11, SPRN_MD_TWC                /* ....and get the pte address */
540         lwz     r10, 0(r11)             /* Get the pte */
542         ori     r10, r10, _PAGE_DIRTY | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_HWWRITE
543         stw     r10, 0(r11)             /* and update pte in table */
544         xori    r10, r10, _PAGE_RW      /* RW bit is inverted */
546         /* The Linux PTE won't go exactly into the MMU TLB.
547          * Software indicator bits 22 and 28 must be clear.
548          * Software indicator bits 24, 25, 26, and 27 must be
549          * set.  All other Linux PTE bits control the behavior
550          * of the MMU.
551          */
552         li      r11, 0x00f0
553         rlwimi  r10, r11, 0, 24, 28     /* Set 24-27, clear 28 */
554         DO_8xx_CPU6(0x3d80, r3)
555         mtspr   SPRN_MD_RPN, r10        /* Update TLB entry */
557         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
558         lwz     r11, 0(r0)
559         mtcr    r11
560         lwz     r11, 4(r0)
561 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
562         lwz     r3, 8(r0)
563 #endif
564         rfi
566         mfspr   r10, SPRN_M_TW  /* Restore registers */
567         lwz     r11, 0(r0)
568         mtcr    r11
569         lwz     r11, 4(r0)
570 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
571         lwz     r3, 8(r0)
572 #endif
573         b       DataAccess
575         EXCEPTION(0x1500, Trap_15, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
576         EXCEPTION(0x1600, Trap_16, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
577         EXCEPTION(0x1700, Trap_17, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
578         EXCEPTION(0x1800, Trap_18, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
579         EXCEPTION(0x1900, Trap_19, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
580         EXCEPTION(0x1a00, Trap_1a, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
581         EXCEPTION(0x1b00, Trap_1b, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
583 /* On the MPC8xx, these next four traps are used for development
584  * support of breakpoints and such.  Someday I will get around to
585  * using them.
586  */
587         EXCEPTION(0x1c00, Trap_1c, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
588         EXCEPTION(0x1d00, Trap_1d, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
589         EXCEPTION(0x1e00, Trap_1e, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
590         EXCEPTION(0x1f00, Trap_1f, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
592         . = 0x2000
594         .globl  giveup_fpu
595 giveup_fpu:
596         blr
599  * This is where the main kernel code starts.
600  */
601 start_here:
602         /* ptr to current */
603         lis     r2,init_task@h
604         ori     r2,r2,init_task@l
606         /* ptr to phys current thread */
607         tophys(r4,r2)
608         addi    r4,r4,THREAD    /* init task's THREAD */
609         mtspr   SPRN_SPRG_THREAD,r4
610         li      r3,0
611         /* XXX What is that for ? SPRG2 appears otherwise unused on 8xx */
612         mtspr   SPRN_SPRG2,r3   /* 0 => r1 has kernel sp */
614         /* stack */
615         lis     r1,init_thread_union@ha
616         addi    r1,r1,init_thread_union@l
617         li      r0,0
618         stwu    r0,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD(r1)
620         bl      early_init      /* We have to do this with MMU on */
623  * Decide what sort of machine this is and initialize the MMU.
624  */
625         mr      r3,r31
626         mr      r4,r30
627         mr      r5,r29
628         mr      r6,r28
629         mr      r7,r27
630         bl      machine_init
631         bl      MMU_init
634  * Go back to running unmapped so we can load up new values
635  * and change to using our exception vectors.
636  * On the 8xx, all we have to do is invalidate the TLB to clear
637  * the old 8M byte TLB mappings and load the page table base register.
638  */
639         /* The right way to do this would be to track it down through
640          * init's THREAD like the context switch code does, but this is
641          * easier......until someone changes init's static structures.
642          */
643         lis     r6, swapper_pg_dir@h
644         ori     r6, r6, swapper_pg_dir@l
645         tophys(r6,r6)
646 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
647         lis     r4, cpu6_errata_word@h
648         ori     r4, r4, cpu6_errata_word@l
649         li      r3, 0x3980
650         stw     r3, 12(r4)
651         lwz     r3, 12(r4)
652 #endif
653         mtspr   SPRN_M_TWB, r6
654         lis     r4,2f@h
655         ori     r4,r4,2f@l
656         tophys(r4,r4)
657         li      r3,MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR)
658         mtspr   SPRN_SRR0,r4
659         mtspr   SPRN_SRR1,r3
660         rfi
661 /* Load up the kernel context */
663         SYNC                    /* Force all PTE updates to finish */
664         tlbia                   /* Clear all TLB entries */
665         sync                    /* wait for tlbia/tlbie to finish */
666         TLBSYNC                 /* ... on all CPUs */
668         /* set up the PTE pointers for the Abatron bdiGDB.
669         */
670         tovirt(r6,r6)
671         lis     r5, abatron_pteptrs@h
672         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
673         stw     r5, 0xf0(r0)    /* Must match your Abatron config file */
674         tophys(r5,r5)
675         stw     r6, 0(r5)
677 /* Now turn on the MMU for real! */
678         li      r4,MSR_KERNEL
679         lis     r3,start_kernel@h
680         ori     r3,r3,start_kernel@l
681         mtspr   SPRN_SRR0,r3
682         mtspr   SPRN_SRR1,r4
683         rfi                     /* enable MMU and jump to start_kernel */
685 /* Set up the initial MMU state so we can do the first level of
686  * kernel initialization.  This maps the first 8 MBytes of memory 1:1
687  * virtual to physical.  Also, set the cache mode since that is defined
688  * by TLB entries and perform any additional mapping (like of the IMMR).
689  * If configured to pin some TLBs, we pin the first 8 Mbytes of kernel,
690  * 24 Mbytes of data, and the 8M IMMR space.  Anything not covered by
691  * these mappings is mapped by page tables.
692  */
693 initial_mmu:
694         tlbia                   /* Invalidate all TLB entries */
695 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
696         lis     r8, MI_RSV4I@h
697         ori     r8, r8, 0x1c00
698 #else
699         li      r8, 0
700 #endif
701         mtspr   SPRN_MI_CTR, r8 /* Set instruction MMU control */
703 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
704         lis     r10, (MD_RSV4I | MD_RESETVAL)@h
705         ori     r10, r10, 0x1c00
706         mr      r8, r10
707 #else
708         lis     r10, MD_RESETVAL@h
709 #endif
710 #ifndef CONFIG_8xx_COPYBACK
711         oris    r10, r10, MD_WTDEF@h
712 #endif
713         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10        /* Set data TLB control */
715         /* Now map the lower 8 Meg into the TLBs.  For this quick hack,
716          * we can load the instruction and data TLB registers with the
717          * same values.
718          */
719         lis     r8, KERNELBASE@h        /* Create vaddr for TLB */
720         ori     r8, r8, MI_EVALID       /* Mark it valid */
721         mtspr   SPRN_MI_EPN, r8
722         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
723         li      r8, MI_PS8MEG           /* Set 8M byte page */
724         ori     r8, r8, MI_SVALID       /* Make it valid */
725         mtspr   SPRN_MI_TWC, r8
726         mtspr   SPRN_MD_TWC, r8
727         li      r8, MI_BOOTINIT         /* Create RPN for address 0 */
728         mtspr   SPRN_MI_RPN, r8         /* Store TLB entry */
729         mtspr   SPRN_MD_RPN, r8
730         lis     r8, MI_Kp@h             /* Set the protection mode */
731         mtspr   SPRN_MI_AP, r8
732         mtspr   SPRN_MD_AP, r8
734         /* Map another 8 MByte at the IMMR to get the processor
735          * internal registers (among other things).
736          */
737 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
738         addi    r10, r10, 0x0100
739         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10
740 #endif
741         mfspr   r9, 638                 /* Get current IMMR */
742         andis.  r9, r9, 0xff80          /* Get 8Mbyte boundary */
744         mr      r8, r9                  /* Create vaddr for TLB */
745         ori     r8, r8, MD_EVALID       /* Mark it valid */
746         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
747         li      r8, MD_PS8MEG           /* Set 8M byte page */
748         ori     r8, r8, MD_SVALID       /* Make it valid */
749         mtspr   SPRN_MD_TWC, r8
750         mr      r8, r9                  /* Create paddr for TLB */
751         ori     r8, r8, MI_BOOTINIT|0x2 /* Inhibit cache -- Cort */
752         mtspr   SPRN_MD_RPN, r8
754 #ifdef CONFIG_PIN_TLB
755         /* Map two more 8M kernel data pages.
756         */
757         addi    r10, r10, 0x0100
758         mtspr   SPRN_MD_CTR, r10
760         lis     r8, KERNELBASE@h        /* Create vaddr for TLB */
761         addis   r8, r8, 0x0080          /* Add 8M */
762         ori     r8, r8, MI_EVALID       /* Mark it valid */
763         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
764         li      r9, MI_PS8MEG           /* Set 8M byte page */
765         ori     r9, r9, MI_SVALID       /* Make it valid */
766         mtspr   SPRN_MD_TWC, r9
767         li      r11, MI_BOOTINIT        /* Create RPN for address 0 */
768         addis   r11, r11, 0x0080        /* Add 8M */
769         mtspr   SPRN_MD_RPN, r11
771         addis   r8, r8, 0x0080          /* Add 8M */
772         mtspr   SPRN_MD_EPN, r8
773         mtspr   SPRN_MD_TWC, r9
774         addis   r11, r11, 0x0080        /* Add 8M */
775         mtspr   SPRN_MD_RPN, r11
776 #endif
778         /* Since the cache is enabled according to the information we
779          * just loaded into the TLB, invalidate and enable the caches here.
780          * We should probably check/set other modes....later.
781          */
782         lis     r8, IDC_INVALL@h
783         mtspr   SPRN_IC_CST, r8
784         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
785         lis     r8, IDC_ENABLE@h
786         mtspr   SPRN_IC_CST, r8
787 #ifdef CONFIG_8xx_COPYBACK
788         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
789 #else
790         /* For a debug option, I left this here to easily enable
791          * the write through cache mode
792          */
793         lis     r8, DC_SFWT@h
794         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
795         lis     r8, IDC_ENABLE@h
796         mtspr   SPRN_DC_CST, r8
797 #endif
798         blr
802  * Set up to use a given MMU context.
803  * r3 is context number, r4 is PGD pointer.
805  * We place the physical address of the new task page directory loaded
806  * into the MMU base register, and set the ASID compare register with
807  * the new "context."
808  */
809 _GLOBAL(set_context)
811 #ifdef CONFIG_BDI_SWITCH
812         /* Context switch the PTE pointer for the Abatron BDI2000.
813          * The PGDIR is passed as second argument.
814          */
815         lis     r5, KERNELBASE@h
816         lwz     r5, 0xf0(r5)
817         stw     r4, 0x4(r5)
818 #endif
820 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
821         lis     r6, cpu6_errata_word@h
822         ori     r6, r6, cpu6_errata_word@l
823         tophys  (r4, r4)
824         li      r7, 0x3980
825         stw     r7, 12(r6)
826         lwz     r7, 12(r6)
827         mtspr   SPRN_M_TWB, r4               /* Update MMU base address */
828         li      r7, 0x3380
829         stw     r7, 12(r6)
830         lwz     r7, 12(r6)
831         mtspr   SPRN_M_CASID, r3             /* Update context */
832 #else
833         mtspr   SPRN_M_CASID,r3         /* Update context */
834         tophys  (r4, r4)
835         mtspr   SPRN_M_TWB, r4          /* and pgd */
836 #endif
837         SYNC
838         blr
840 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
841 /* It's here because it is unique to the 8xx.
842  * It is important we get called with interrupts disabled.  I used to
843  * do that, but it appears that all code that calls this already had
844  * interrupt disabled.
845  */
846         .globl  set_dec_cpu6
847 set_dec_cpu6:
848         lis     r7, cpu6_errata_word@h
849         ori     r7, r7, cpu6_errata_word@l
850         li      r4, 0x2c00
851         stw     r4, 8(r7)
852         lwz     r4, 8(r7)
853         mtspr   22, r3          /* Update Decrementer */
854         SYNC
855         blr
856 #endif
859  * We put a few things here that have to be page-aligned.
860  * This stuff goes at the beginning of the data segment,
861  * which is page-aligned.
862  */
863         .data
864         .globl  sdata
865 sdata:
866         .globl  empty_zero_page
867 empty_zero_page:
868         .space  4096
870         .globl  swapper_pg_dir
871 swapper_pg_dir:
872         .space  4096
874 /* Room for two PTE table poiners, usually the kernel and current user
875  * pointer to their respective root page table (pgdir).
876  */
877 abatron_pteptrs:
878         .space  8
880 #ifdef CONFIG_8xx_CPU6
881         .globl  cpu6_errata_word
882 cpu6_errata_word:
883         .space  16
884 #endif