tests/tcg/xtensa/test_mmu.S

   1 #include "macros.inc"
   2
   3 test_suite mmu
   4
   5 #if XCHAL_HAVE_PTP_MMU && !XCHAL_HAVE_SPANNING_WAY
   6
   7 .purgem test_init
   8
   9 .macro clean_tlb_way way, page_size, n_entries
  10     movi    a2, \way
  11     movi    a3, \page_size
  12     movi    a4, \n_entries
  13     loop    a4, 1f
  14     idtlb   a2
  15     iitlb   a2
  16     add     a2, a2, a3
  17 1:
  18 .endm
  19
  20 .macro test_init
  21     clean_tlb_way 0, 0x00001000, 4
  22     clean_tlb_way 1, 0x00001000, 4
  23     clean_tlb_way 2, 0x00001000, 4
  24     clean_tlb_way 3, 0x00001000, 4
  25     clean_tlb_way 4, 0x00100000, 4
  26     movi    a2, 0x00000007
  27     idtlb   a2
  28     movi    a2, 0x00000008
  29     idtlb   a2
  30     movi    a2, 0x00000009
  31     idtlb   a2
  32 .endm
  33
  34 test tlb_group
  35     movi    a2, 0x04000002 /* PPN */
  36     movi    a3, 0x01200004 /* VPN */
  37     wdtlb   a2, a3
  38     witlb   a2, a3
  39     movi    a3, 0x00200004
  40     rdtlb0  a1, a3
  41     ritlb0  a2, a3
  42     movi    a3, 0x01000001
  43     assert  eq, a1, a3
  44     assert  eq, a2, a3
  45     movi    a3, 0x00200004
  46     rdtlb1  a1, a3
  47     ritlb1  a2, a3
  48     movi    a3, 0x04000002
  49     assert  eq, a1, a3
  50     assert  eq, a2, a3
  51     movi    a3, 0x01234567
  52     pdtlb   a1, a3
  53     pitlb   a2, a3
  54     movi    a3, 0x01234014
  55     assert  eq, a1, a3
  56     movi    a3, 0x0123400c
  57     assert  eq, a2, a3
  58     movi    a3, 0x00200004
  59     idtlb   a3
  60     iitlb   a3
  61     movi    a3, 0x01234567
  62     pdtlb   a1, a3
  63     pitlb   a2, a3
  64     movi    a3, 0x00000010
  65     and     a1, a1, a3
  66     assert  eqi, a1, 0
  67     movi    a3, 0x00000008
  68     and     a2, a2, a3
  69     assert  eqi, a2, 0
  70 test_end
  71
  72 test itlb_miss
  73     set_vector kernel, 1f
  74
  75     movi    a3, 0x00100000
  76     jx      a3
  77     test_fail
  78 1:
  79     rsr     a2, excvaddr
  80     assert  eq, a2, a3
  81     rsr     a2, exccause
  82     movi    a3, 16
  83     assert  eq, a2, a3
  84 test_end
  85
  86 test dtlb_miss
  87     set_vector kernel, 1f
  88
  89     movi    a3, 0x00100000
  90     l8ui    a2, a3, 0
  91     test_fail
  92 1:
  93     rsr     a2, excvaddr
  94     assert  eq, a2, a3
  95     rsr     a2, exccause
  96     movi    a3, 24
  97     assert  eq, a2, a3
  98 test_end
  99
 100 test itlb_multi_hit
 101     set_vector kernel, 1f
 102
 103     movi    a2, 0x04000002 /* PPN */
 104     movi    a3, 0xf0000004 /* VPN */
 105     witlb   a2, a3
 106     movi    a3, 0xf0000000
 107     pitlb   a2, a3
 108     test_fail
 109 1:
 110     rsr     a2, exccause
 111     movi    a3, 17
 112     assert  eq, a2, a3
 113 test_end
 114
 115 test dtlb_multi_hit
 116     set_vector kernel, 1f
 117
 118     movi    a2, 0x04000002 /* PPN */
 119     movi    a3, 0x01200004 /* VPN */
 120     wdtlb   a2, a3
 121     movi    a3, 0x01200007 /* VPN */
 122     wdtlb   a2, a3
 123     movi    a3, 0x01200000
 124     pdtlb   a2, a3
 125     test_fail
 126 1:
 127     rsr     a2, exccause
 128     movi    a3, 25
 129     assert  eq, a2, a3
 130 test_end
 131
 132 test inst_fetch_privilege
 133     set_vector kernel, 3f
 134
 135     movi    a2, 0x4004f
 136     wsr     a2, ps
 137 1:
 138     isync
 139     nop
 140 2:
 141     test_fail
 142 3:
 143     movi    a1, 1b
 144     rsr     a2, excvaddr
 145     rsr     a3, epc1
 146     assert  ge, a2, a1
 147     assert  ge, a3, a1
 148     movi    a1, 2b
 149     assert  lt, a2, a1
 150     assert  lt, a3, a1
 151     rsr     a2, exccause
 152     movi    a3, 18
 153     assert  eq, a2, a3
 154     rsr     a2, ps
 155     movi    a3, 0x4005f
 156     assert  eq, a2, a3
 157 test_end
 158
 159 test load_store_privilege
 160     set_vector kernel, 2f
 161
 162     movi    a3, 10f
 163     pitlb   a3, a3
 164     ritlb1  a2, a3
 165     movi    a1, 0x10
 166     or      a2, a2, a1
 167     movi    a1, 0x000ff000
 168     and     a3, a3, a1
 169     movi    a1, 4
 170     or      a3, a3, a1
 171     witlb   a2, a3
 172     movi    a3, 10f
 173     movi    a1, 0x000fffff
 174     and     a1, a3, a1
 175
 176     movi    a2, 0x04000003 /* PPN */
 177     movi    a3, 0x01200004 /* VPN */
 178     wdtlb   a2, a3
 179     movi    a3, 0x01200001
 180     movi    a2, 0x4004f
 181     jx      a1
 182 10:
 183     wsr     a2, ps
 184     isync
 185 1:
 186     l8ui    a2, a3, 0
 187     test_fail
 188 2:
 189     rsr     a2, excvaddr
 190     assert  eq, a2, a3
 191     rsr     a2, epc1
 192     movi    a3, 1b
 193     movi    a1, 0x000fffff
 194     and     a3, a3, a1
 195     assert  eq, a2, a3
 196     rsr     a2, exccause
 197     movi    a3, 26
 198     assert  eq, a2, a3
 199     rsr     a2, ps
 200     movi    a3, 0x4005f
 201     assert  eq, a2, a3
 202 test_end
 203
 204 test cring_load_store_privilege
 205     set_vector kernel, 0
 206     set_vector double, 2f
 207
 208     movi    a2, 0x04000003 /* PPN */
 209     movi    a3, 0x01200004 /* VPN */
 210     wdtlb   a2, a3
 211     movi    a3, 0x01200004
 212     movi    a2, 0x4005f    /* ring 1 + excm => cring == 0 */
 213     wsr     a2, ps
 214     isync
 215     l8ui    a2, a3, 0      /* cring used */
 216 1:
 217     l32e    a2, a3, -4     /* ring used */
 218     test_fail
 219 2:
 220     rsr     a2, excvaddr
 221     addi    a2, a2, 4
 222     assert  eq, a2, a3
 223     rsr     a2, depc
 224     movi    a3, 1b
 225     assert  eq, a2, a3
 226     rsr     a2, exccause
 227     movi    a3, 26
 228     assert  eq, a2, a3
 229     rsr     a2, ps
 230     movi    a3, 0x4005f
 231     assert  eq, a2, a3
 232 test_end
 233
 234 test inst_fetch_prohibited
 235     set_vector kernel, 2f
 236
 237     movi    a3, 10f
 238     pitlb   a3, a3
 239     ritlb1  a2, a3
 240     movi    a1, 0xfffff000
 241     and     a2, a2, a1
 242     movi    a1, 0x4
 243     or      a2, a2, a1
 244     movi    a1, 0x000ff000
 245     and     a3, a3, a1
 246     movi    a1, 4
 247     or      a3, a3, a1
 248     witlb   a2, a3
 249     movi    a3, 10f
 250     movi    a1, 0x000fffff
 251     and     a1, a3, a1
 252     jx      a1
 253     .align  4
 254 10:
 255     nop
 256     test_fail
 257 2:
 258     rsr     a2, excvaddr
 259     assert  eq, a2, a1
 260     rsr     a2, epc1
 261     assert  eq, a2, a1
 262     rsr     a2, exccause
 263     movi    a3, 20
 264     assert  eq, a2, a3
 265 test_end
 266
 267 test load_prohibited
 268     set_vector kernel, 2f
 269
 270     movi    a2, 0x0400000c /* PPN */
 271     movi    a3, 0x01200004 /* VPN */
 272     wdtlb   a2, a3
 273     movi    a3, 0x01200002
 274 1:
 275     l8ui    a2, a3, 0
 276     test_fail
 277 2:
 278     rsr     a2, excvaddr
 279     assert  eq, a2, a3
 280     rsr     a2, epc1
 281     movi    a3, 1b
 282     assert  eq, a2, a3
 283     rsr     a2, exccause
 284     movi    a3, 28
 285     assert  eq, a2, a3
 286 test_end
 287
 288 test store_prohibited
 289     set_vector kernel, 2f
 290
 291     movi    a2, 0x04000001 /* PPN */
 292     movi    a3, 0x01200004 /* VPN */
 293     wdtlb   a2, a3
 294     movi    a3, 0x01200003
 295     l8ui    a2, a3, 0
 296 1:
 297     s8i     a2, a3, 0
 298     test_fail
 299 2:
 300     rsr     a2, excvaddr
 301     assert  eq, a2, a3
 302     rsr     a2, epc1
 303     movi    a3, 1b
 304     assert  eq, a2, a3
 305     rsr     a2, exccause
 306     movi    a3, 29
 307     assert  eq, a2, a3
 308 test_end
 309
 310 /* Set up page table entry vaddr->paddr, ring=pte_ring, attr=pte_attr
 311  * and DTLB way 7 to cover this PTE, ring=pt_ring, attr=pt_attr
 312  */
 313 .macro pt_setup pt_ring, pt_attr, pte_ring, vaddr, paddr, pte_attr
 314     movi    a2, 0x80000000
 315     wsr     a2, ptevaddr
 316
 317     movi    a3, 0x80000007 | (((\vaddr) >> 10) & 0xfffff000) /* way 7 */
 318     movi    a4, 0x04000003 | ((\pt_ring) << 4) /* PADDR 64M */
 319     wdtlb   a4, a3
 320     isync
 321
 322     movi    a3, ((\paddr) & 0xfffff000) | ((\pte_ring) << 4) | (\pte_attr)
 323     movi    a1, ((\vaddr) >> 12) << 2
 324     add     a2, a1, a2
 325     s32i    a3, a2, 0
 326
 327     movi    a3, 0x80000007 | (((\vaddr) >> 10) & 0xfffff000) /* way 7 */
 328     movi    a4, 0x04000000 | ((\pt_ring) << 4) | (\pt_attr) /* PADDR 64M */
 329     wdtlb   a4, a3
 330     isync
 331
 332     movi    a3, (\vaddr)
 333 .endm
 334
 335 /* out: PS.RING=ring, PS.EXCM=excm, a3=vaddr */
 336 .macro go_ring ring, excm, vaddr
 337     movi    a3, 10f
 338     pitlb   a3, a3
 339     ritlb1  a2, a3
 340     movi    a1, 0x10
 341     or      a2, a2, a1
 342     movi    a1, 0x000ff000
 343     and     a3, a3, a1
 344     movi    a1, 4
 345     or      a3, a3, a1
 346     witlb   a2, a3
 347     movi    a3, 10f
 348     movi    a1, 0x000fffff
 349     and     a1, a3, a1
 350
 351     movi    a2, 0
 352     wsr     a2, excvaddr
 353
 354     movi    a3, \vaddr
 355     movi    a2, 0x4000f | ((\ring) << 6) | ((\excm) << 4)
 356     jx      a1
 357 10:
 358     wsr     a2, ps
 359     isync
 360 .endm
 361
 362 /* in: a3 -- virtual address to test */
 363 .macro assert_auto_tlb
 364     movi    a2, 0x4000f
 365     wsr     a2, ps
 366     isync
 367     pdtlb   a2, a3
 368     movi    a1, 0xfffff01f
 369     and     a2, a2, a1
 370     movi    a1, 0xfffff000
 371     and     a1, a1, a3
 372     xor     a1, a1, a2
 373     assert  gei, a1, 0x10
 374     movi    a2, 0x14
 375     assert  lt, a1, a2
 376 .endm
 377
 378 /* in: a3 -- virtual address to test */
 379 .macro assert_no_auto_tlb
 380     movi    a2, 0x4000f
 381     wsr     a2, ps
 382     isync
 383     pdtlb   a2, a3
 384     movi    a1, 0x10
 385     and     a1, a1, a2
 386     assert  eqi, a1, 0
 387 .endm
 388
 389 .macro assert_sr sr, v
 390     rsr     a2, \sr
 391     movi    a1, (\v)
 392     assert  eq, a1, a2
 393 .endm
 394
 395 .macro assert_epc1_1m vaddr
 396     movi    a2, (\vaddr)
 397     movi    a1, 0xfffff
 398     and     a1, a1, a2
 399     rsr     a2, epc1
 400     assert  eq, a1, a2
 401 .endm
 402
 403 test dtlb_autoload
 404     set_vector kernel, 0
 405
 406     pt_setup    0, 3, 1, 0x1000, 0x1000, 3
 407     assert_no_auto_tlb
 408
 409     l8ui    a1, a3, 0
 410
 411     rsr     a2, excvaddr
 412     assert  eq, a2, a3
 413
 414     assert_auto_tlb
 415 test_end
 416
 417 test autoload_load_store_privilege
 418     set_vector kernel, 0
 419     set_vector double, 2f
 420
 421     pt_setup    0, 3, 0, 0x2000, 0x2000, 3
 422     movi    a3, 0x2004
 423     assert_no_auto_tlb
 424
 425     movi    a2, 0x4005f    /* ring 1 + excm => cring == 0 */
 426     wsr     a2, ps
 427     isync
 428 1:
 429     l32e    a2, a3, -4     /* ring used */
 430     test_fail
 431 2:
 432     rsr     a2, excvaddr
 433     addi    a1, a3, -4
 434     assert  eq, a1, a2
 435
 436     assert_auto_tlb
 437     assert_sr depc, 1b
 438     assert_sr exccause, 26
 439 test_end
 440
 441 test autoload_pte_load_prohibited
 442     set_vector kernel, 2f
 443
 444     pt_setup    0, 3, 0, 0x3000, 0, 0xc
 445     assert_no_auto_tlb
 446 1:
 447     l32i    a2, a3, 0
 448     test_fail
 449 2:
 450     rsr     a2, excvaddr
 451     assert  eq, a2, a3
 452
 453     assert_auto_tlb
 454     assert_sr epc1, 1b
 455     assert_sr exccause, 28
 456 test_end
 457
 458 test autoload_pt_load_prohibited
 459     set_vector kernel, 2f
 460
 461     pt_setup    0, 0xc, 0, 0x4000, 0x4000, 3
 462     assert_no_auto_tlb
 463 1:
 464     l32i    a2, a3, 0
 465     test_fail
 466 2:
 467     rsr     a2, excvaddr
 468     assert  eq, a2, a3
 469
 470     assert_no_auto_tlb
 471     assert_sr epc1, 1b
 472     assert_sr exccause, 24
 473 test_end
 474
 475 test autoload_pt_privilege
 476     set_vector  kernel, 2f
 477     pt_setup    0, 3, 1, 0x5000, 0, 3
 478     go_ring     1, 0, 0x5001
 479
 480     l8ui    a2, a3, 0
 481 1:
 482     syscall
 483 2:
 484     rsr     a2, excvaddr
 485     assert  eq, a2, a3
 486
 487     assert_auto_tlb
 488     assert_epc1_1m 1b
 489     assert_sr exccause, 1
 490 test_end
 491
 492 test autoload_pte_privilege
 493     set_vector  kernel, 2f
 494     pt_setup    0, 3, 0, 0x6000, 0, 3
 495     go_ring     1, 0, 0x6001
 496 1:
 497     l8ui    a2, a3, 0
 498     syscall
 499 2:
 500     rsr     a2, excvaddr
 501     assert  eq, a2, a3
 502
 503     assert_auto_tlb
 504     assert_epc1_1m 1b
 505     assert_sr exccause, 26
 506 test_end
 507
 508 test autoload_3_level_pt
 509     set_vector  kernel, 2f
 510     pt_setup    1, 3, 1, 0x00400000, 0, 3
 511     pt_setup    1, 3, 1, 0x80001000, 0x2000000, 3
 512     go_ring     1, 0, 0x00400001
 513 1:
 514     l8ui    a2, a3, 0
 515     syscall
 516 2:
 517     rsr     a2, excvaddr
 518     assert  eq, a2, a3
 519
 520     assert_no_auto_tlb
 521     assert_epc1_1m 1b
 522     assert_sr exccause, 24
 523 test_end
 524
 525 test cross_page_insn
 526     set_vector kernel, 2f
 527
 528     movi    a2, 0x04000003 /* PPN */
 529     movi    a3, 0x00007000 /* VPN */
 530     witlb   a2, a3
 531     wdtlb   a2, a3
 532     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 533     witlb   a2, a3
 534     wdtlb   a2, a3
 535
 536     movi    a2, 0x00007fff
 537     movi    a3, 20f
 538     movi    a4, 21f
 539     sub     a4, a4, a3
 540     loop    a4, 1f
 541     l8ui    a5, a3, 0
 542     s8i     a5, a2, 0
 543     addi    a2, a2, 1
 544     addi    a3, a3, 1
 545 1:
 546     movi    a2, 0x00007fff
 547     movi    a3, 0x00008000
 548     /* DTLB: OK, ITLB: OK */
 549     jx      a2
 550
 551     .begin  no-transform
 552 20:
 553     l32i    a2, a3, 0
 554     syscall
 555 21:
 556     .end    no-transform
 557
 558 2:
 559     rsr     a2, exccause
 560     movi    a3, 1
 561     assert  eq, a2, a3
 562     rsr     a2, epc1
 563     movi    a3, 0x8002
 564     assert  eq, a2, a3
 565     rsr     a2, excsave1
 566     movi    a3, 0x00007fff
 567     assert  ne, a2, a3
 568
 569     reset_ps
 570     set_vector kernel, 3f
 571
 572     movi    a2, 0x0400000c /* PPN */
 573     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 574     wdtlb   a2, a3
 575     movi    a2, 0x00007fff
 576     movi    a3, 0x00008000
 577     /* DTLB: FAIL, ITLB: OK */
 578     jx      a2
 579 3:
 580     rsr     a2, exccause
 581     movi    a3, 28
 582     assert  eq, a2, a3
 583     rsr     a2, epc1
 584     movi    a3, 0x7fff
 585     assert  eq, a2, a3
 586     rsr     a2, excsave1
 587     movi    a3, 0x00007fff
 588     assert  eq, a2, a3
 589
 590     reset_ps
 591     set_vector kernel, 4f
 592
 593     movi    a2, 0x0400000c /* PPN */
 594     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 595     witlb   a2, a3
 596     movi    a2, 0x04000003 /* PPN */
 597     wdtlb   a2, a3
 598     movi    a2, 0x00007fff
 599     movi    a3, 0x00008000
 600     /* DTLB: OK, ITLB: FAIL */
 601     jx      a2
 602 4:
 603     rsr     a2, exccause
 604     movi    a3, 20
 605     assert  eq, a2, a3
 606     rsr     a2, epc1
 607     movi    a3, 0x7fff
 608     assert  eq, a2, a3
 609     rsr     a2, excsave1
 610     movi    a3, 0x00007fff
 611     assert  eq, a2, a3
 612
 613     reset_ps
 614     set_vector kernel, 5f
 615
 616     movi    a2, 0x0400000c /* PPN */
 617     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 618     wdtlb   a2, a3
 619     movi    a2, 0x00007fff
 620     movi    a3, 0x00008000
 621     /* DTLB: FAIL, ITLB: FAIL */
 622     jx      a2
 623 5:
 624     rsr     a2, exccause
 625     movi    a3, 20
 626     assert  eq, a2, a3
 627     rsr     a2, epc1
 628     movi    a3, 0x7fff
 629     assert  eq, a2, a3
 630     rsr     a2, excsave1
 631     movi    a3, 0x00007fff
 632     assert  eq, a2, a3
 633 test_end
 634
 635 test cross_page_tb
 636     set_vector kernel, 2f
 637
 638     movi    a2, 0x04000003 /* PPN */
 639     movi    a3, 0x00007000 /* VPN */
 640     witlb   a2, a3
 641     wdtlb   a2, a3
 642     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 643     witlb   a2, a3
 644     wdtlb   a2, a3
 645
 646     movi    a2, 0x00007ffc
 647     movi    a3, 20f
 648     movi    a4, 21f
 649     sub     a4, a4, a3
 650     loop    a4, 1f
 651     l8ui    a5, a3, 0
 652     s8i     a5, a2, 0
 653     addi    a2, a2, 1
 654     addi    a3, a3, 1
 655 1:
 656     movi    a2, 0x00007ffc
 657     movi    a3, 0x00008000
 658     /* DTLB: OK, ITLB: OK */
 659     jx      a2
 660
 661     .begin  no-transform
 662 20:
 663     l32i    a2, a3, 0
 664     syscall
 665 21:
 666     .end    no-transform
 667
 668 2:
 669     rsr     a2, exccause
 670     movi    a3, 1
 671     assert  eq, a2, a3
 672     rsr     a2, epc1
 673     movi    a3, 0x7fff
 674     assert  eq, a2, a3
 675     rsr     a2, excsave1
 676     movi    a3, 0x00007ffc
 677     assert  ne, a2, a3
 678
 679     reset_ps
 680     set_vector kernel, 3f
 681
 682     movi    a2, 0x0400000c /* PPN */
 683     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 684     wdtlb   a2, a3
 685     movi    a2, 0x00007ffc
 686     movi    a3, 0x00008000
 687     /* DTLB: FAIL, ITLB: OK */
 688     jx      a2
 689 3:
 690     rsr     a2, exccause
 691     movi    a3, 28
 692     assert  eq, a2, a3
 693     rsr     a2, epc1
 694     movi    a3, 0x7ffc
 695     assert  eq, a2, a3
 696     rsr     a2, excsave1
 697     movi    a3, 0x00007ffc
 698     assert  eq, a2, a3
 699
 700     reset_ps
 701     set_vector kernel, 4f
 702
 703     movi    a2, 0x0400000c /* PPN */
 704     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 705     witlb   a2, a3
 706     movi    a2, 0x04000003 /* PPN */
 707     wdtlb   a2, a3
 708     movi    a2, 0x00007ffc
 709     movi    a3, 0x00008000
 710     /* DTLB: OK, ITLB: FAIL */
 711     jx      a2
 712 4:
 713     rsr     a2, exccause
 714     movi    a3, 20
 715     assert  eq, a2, a3
 716     rsr     a2, epc1
 717     movi    a3, 0x7fff
 718     assert  eq, a2, a3
 719     rsr     a2, excsave1
 720     movi    a3, 0x00007ffc
 721     assert  ne, a2, a3
 722
 723     reset_ps
 724     set_vector kernel, 5f
 725
 726     movi    a2, 0x0400000c /* PPN */
 727     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 728     wdtlb   a2, a3
 729     movi    a2, 0x00007ffc
 730     movi    a3, 0x00008000
 731     /* DTLB: FAIL, ITLB: FAIL */
 732     jx      a2
 733 5:
 734     rsr     a2, exccause
 735     movi    a3, 28
 736     assert  eq, a2, a3
 737     rsr     a2, epc1
 738     movi    a3, 0x7ffc
 739     assert  eq, a2, a3
 740     rsr     a2, excsave1
 741     movi    a3, 0x00007ffc
 742     assert  eq, a2, a3
 743 test_end
 744
 745 #endif
 746
 747 test_suite_end