Merge branch 'linus' into core/iommu
[linux-2.6] / arch / xtensa / kernel / entry.S
1 /*
2  * arch/xtensa/kernel/entry.S
3  *
4  * Low-level exception handling
5  *
6  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
7  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
8  * for more details.
9  *
10  * Copyright (C) 2004-2007 by Tensilica Inc.
11  *
12  * Chris Zankel <chris@zankel.net>
13  *
14  */
15
16 #include <linux/linkage.h>
17 #include <asm/asm-offsets.h>
18 #include <asm/processor.h>
19 #include <asm/thread_info.h>
20 #include <asm/uaccess.h>
21 #include <asm/unistd.h>
22 #include <asm/ptrace.h>
23 #include <asm/current.h>
24 #include <asm/pgtable.h>
25 #include <asm/page.h>
26 #include <asm/signal.h>
27 #include <asm/tlbflush.h>
28 #include <variant/tie-asm.h>
29
30 /* Unimplemented features. */
31
32 #undef KERNEL_STACK_OVERFLOW_CHECK
33 #undef PREEMPTIBLE_KERNEL
34 #undef ALLOCA_EXCEPTION_IN_IRAM
35
36 /* Not well tested.
37  *
38  * - fast_coprocessor
39  */
40
41 /*
42  * Macro to find first bit set in WINDOWBASE from the left + 1
43  *
44  * 100....0 -> 1
45  * 010....0 -> 2
46  * 000....1 -> WSBITS
47  */
48
49         .macro ffs_ws bit mask
50
51 #if XCHAL_HAVE_NSA
52         nsau    \bit, \mask                     # 32-WSBITS ... 31 (32 iff 0)
53         addi    \bit, \bit, WSBITS - 32 + 1     # uppest bit set -> return 1
54 #else
55         movi    \bit, WSBITS
56 #if WSBITS > 16
57         _bltui  \mask, 0x10000, 99f
58         addi    \bit, \bit, -16
59         extui   \mask, \mask, 16, 16
60 #endif
61 #if WSBITS > 8
62 99:     _bltui  \mask, 0x100, 99f
63         addi    \bit, \bit, -8
64         srli    \mask, \mask, 8
65 #endif
66 99:     _bltui  \mask, 0x10, 99f
67         addi    \bit, \bit, -4
68         srli    \mask, \mask, 4
69 99:     _bltui  \mask, 0x4, 99f
70         addi    \bit, \bit, -2
71         srli    \mask, \mask, 2
72 99:     _bltui  \mask, 0x2, 99f
73         addi    \bit, \bit, -1
74 99:
75
76 #endif
77         .endm
78
79 /* ----------------- DEFAULT FIRST LEVEL EXCEPTION HANDLERS ----------------- */
80
81 /*
82  * First-level exception handler for user exceptions.
83  * Save some special registers, extra states and all registers in the AR
84  * register file that were in use in the user task, and jump to the common
85  * exception code.
86  * We save SAR (used to calculate WMASK), and WB and WS (we don't have to
87  * save them for kernel exceptions).
88  *
89  * Entry condition for user_exception:
90  *
91  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
92  *   a1:        a1
93  *   a2:        new stack pointer, original value in depc
94  *   a3:        dispatch table
95  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
96  *   excsave1:  a3
97  *
98  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
99  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
100  *
101  * Entry condition for _user_exception:
102  *
103  *   a0-a3 and depc have been saved to PT_AREG0...PT_AREG3 and PT_DEPC
104  *   excsave has been restored, and
105  *   stack pointer (a1) has been set.
106  *
107  * Note: _user_exception might be at an odd adress. Don't use call0..call12
108  */
109
110 ENTRY(user_exception)
111
112         /* Save a2, a3, and depc, restore excsave_1 and set SP. */
113
114         xsr     a3, EXCSAVE_1
115         rsr     a0, DEPC
116         s32i    a1, a2, PT_AREG1
117         s32i    a0, a2, PT_AREG2
118         s32i    a3, a2, PT_AREG3
119         mov     a1, a2
120
121         .globl _user_exception
122 _user_exception:
123
124         /* Save SAR and turn off single stepping */
125
126         movi    a2, 0
127         rsr     a3, SAR
128         xsr     a2, ICOUNTLEVEL
129         s32i    a3, a1, PT_SAR
130         s32i    a2, a1, PT_ICOUNTLEVEL
131
132         /* Rotate ws so that the current windowbase is at bit0. */
133         /* Assume ws = xxwww1yyyy. Rotate ws right, so that a2 = yyyyxxwww1 */
134
135         rsr     a2, WINDOWBASE
136         rsr     a3, WINDOWSTART
137         ssr     a2
138         s32i    a2, a1, PT_WINDOWBASE
139         s32i    a3, a1, PT_WINDOWSTART
140         slli    a2, a3, 32-WSBITS
141         src     a2, a3, a2
142         srli    a2, a2, 32-WSBITS
143         s32i    a2, a1, PT_WMASK        # needed for restoring registers
144
145         /* Save only live registers. */
146
147         _bbsi.l a2, 1, 1f
148         s32i    a4, a1, PT_AREG4
149         s32i    a5, a1, PT_AREG5
150         s32i    a6, a1, PT_AREG6
151         s32i    a7, a1, PT_AREG7
152         _bbsi.l a2, 2, 1f
153         s32i    a8, a1, PT_AREG8
154         s32i    a9, a1, PT_AREG9
155         s32i    a10, a1, PT_AREG10
156         s32i    a11, a1, PT_AREG11
157         _bbsi.l a2, 3, 1f
158         s32i    a12, a1, PT_AREG12
159         s32i    a13, a1, PT_AREG13
160         s32i    a14, a1, PT_AREG14
161         s32i    a15, a1, PT_AREG15
162         _bnei   a2, 1, 1f               # only one valid frame?
163
164         /* Only one valid frame, skip saving regs. */
165
166         j       2f
167
168         /* Save the remaining registers.
169          * We have to save all registers up to the first '1' from
170          * the right, except the current frame (bit 0).
171          * Assume a2 is:  001001000110001
172          * All register frames starting from the top field to the marked '1'
173          * must be saved.
174          */
175
176 1:      addi    a3, a2, -1              # eliminate '1' in bit 0: yyyyxxww0
177         neg     a3, a3                  # yyyyxxww0 -> YYYYXXWW1+1
178         and     a3, a3, a2              # max. only one bit is set
179
180         /* Find number of frames to save */
181
182         ffs_ws  a0, a3                  # number of frames to the '1' from left
183
184         /* Store information into WMASK:
185          * bits 0..3: xxx1 masked lower 4 bits of the rotated windowstart,
186          * bits 4...: number of valid 4-register frames
187          */
188
189         slli    a3, a0, 4               # number of frames to save in bits 8..4
190         extui   a2, a2, 0, 4            # mask for the first 16 registers
191         or      a2, a3, a2
192         s32i    a2, a1, PT_WMASK        # needed when we restore the reg-file
193
194         /* Save 4 registers at a time */
195
196 1:      rotw    -1
197         s32i    a0, a5, PT_AREG_END - 16
198         s32i    a1, a5, PT_AREG_END - 12
199         s32i    a2, a5, PT_AREG_END - 8
200         s32i    a3, a5, PT_AREG_END - 4
201         addi    a0, a4, -1
202         addi    a1, a5, -16
203         _bnez   a0, 1b
204
205         /* WINDOWBASE still in SAR! */
206
207         rsr     a2, SAR                 # original WINDOWBASE
208         movi    a3, 1
209         ssl     a2
210         sll     a3, a3
211         wsr     a3, WINDOWSTART         # set corresponding WINDOWSTART bit
212         wsr     a2, WINDOWBASE          # and WINDOWSTART
213         rsync
214
215         /* We are back to the original stack pointer (a1) */
216
217 2:      /* Now, jump to the common exception handler. */
218
219         j       common_exception
220
221
222 /*
223  * First-level exit handler for kernel exceptions
224  * Save special registers and the live window frame.
225  * Note: Even though we changes the stack pointer, we don't have to do a
226  *       MOVSP here, as we do that when we return from the exception.
227  *       (See comment in the kernel exception exit code)
228  *
229  * Entry condition for kernel_exception:
230  *
231  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
232  *   a1:        a1
233  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
234  *   a3:        dispatch table
235  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
236  *   excsave_1: a3
237  *
238  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
239  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
240  *
241  * Entry condition for _kernel_exception:
242  *
243  *   a0-a3 and depc have been saved to PT_AREG0...PT_AREG3 and PT_DEPC
244  *   excsave has been restored, and
245  *   stack pointer (a1) has been set.
246  *
247  * Note: _kernel_exception might be at an odd adress. Don't use call0..call12
248  */
249
250 ENTRY(kernel_exception)
251
252         /* Save a0, a2, a3, DEPC and set SP. */
253
254         xsr     a3, EXCSAVE_1           # restore a3, excsave_1
255         rsr     a0, DEPC                # get a2
256         s32i    a1, a2, PT_AREG1
257         s32i    a0, a2, PT_AREG2
258         s32i    a3, a2, PT_AREG3
259         mov     a1, a2
260
261         .globl _kernel_exception
262 _kernel_exception:
263
264         /* Save SAR and turn off single stepping */
265
266         movi    a2, 0
267         rsr     a3, SAR
268         xsr     a2, ICOUNTLEVEL
269         s32i    a3, a1, PT_SAR
270         s32i    a2, a1, PT_ICOUNTLEVEL
271
272         /* Rotate ws so that the current windowbase is at bit0. */
273         /* Assume ws = xxwww1yyyy. Rotate ws right, so that a2 = yyyyxxwww1 */
274
275         rsr     a2, WINDOWBASE          # don't need to save these, we only
276         rsr     a3, WINDOWSTART         # need shifted windowstart: windowmask
277         ssr     a2
278         slli    a2, a3, 32-WSBITS
279         src     a2, a3, a2
280         srli    a2, a2, 32-WSBITS
281         s32i    a2, a1, PT_WMASK        # needed for kernel_exception_exit
282
283         /* Save only the live window-frame */
284
285         _bbsi.l a2, 1, 1f
286         s32i    a4, a1, PT_AREG4
287         s32i    a5, a1, PT_AREG5
288         s32i    a6, a1, PT_AREG6
289         s32i    a7, a1, PT_AREG7
290         _bbsi.l a2, 2, 1f
291         s32i    a8, a1, PT_AREG8
292         s32i    a9, a1, PT_AREG9
293         s32i    a10, a1, PT_AREG10
294         s32i    a11, a1, PT_AREG11
295         _bbsi.l a2, 3, 1f
296         s32i    a12, a1, PT_AREG12
297         s32i    a13, a1, PT_AREG13
298         s32i    a14, a1, PT_AREG14
299         s32i    a15, a1, PT_AREG15
300
301 1:
302
303 #ifdef KERNEL_STACK_OVERFLOW_CHECK
304
305         /*  Stack overflow check, for debugging  */
306         extui   a2, a1, TASK_SIZE_BITS,XX
307         movi    a3, SIZE??
308         _bge    a2, a3, out_of_stack_panic
309
310 #endif
311
312 /*
313  * This is the common exception handler.
314  * We get here from the user exception handler or simply by falling through
315  * from the kernel exception handler.
316  * Save the remaining special registers, switch to kernel mode, and jump
317  * to the second-level exception handler.
318  *
319  */
320
321 common_exception:
322
323         /* Save some registers, disable loops and clear the syscall flag. */
324
325         rsr     a2, DEBUGCAUSE
326         rsr     a3, EPC_1
327         s32i    a2, a1, PT_DEBUGCAUSE
328         s32i    a3, a1, PT_PC
329
330         movi    a2, -1
331         rsr     a3, EXCVADDR
332         s32i    a2, a1, PT_SYSCALL
333         movi    a2, 0
334         s32i    a3, a1, PT_EXCVADDR
335         xsr     a2, LCOUNT
336         s32i    a2, a1, PT_LCOUNT
337
338         /* It is now save to restore the EXC_TABLE_FIXUP variable. */
339
340         rsr     a0, EXCCAUSE
341         movi    a3, 0
342         rsr     a2, EXCSAVE_1
343         s32i    a0, a1, PT_EXCCAUSE
344         s32i    a3, a2, EXC_TABLE_FIXUP
345
346         /* All unrecoverable states are saved on stack, now, and a1 is valid,
347          * so we can allow exceptions and interrupts (*) again.
348          * Set PS(EXCM = 0, UM = 0, RING = 0, OWB = 0, WOE = 1, INTLEVEL = X)
349          *
350          * (*) We only allow interrupts if PS.INTLEVEL was not set to 1 before
351          *     (interrupts disabled) and if this exception is not an interrupt.
352          */
353
354         rsr     a3, PS
355         addi    a0, a0, -4
356         movi    a2, 1
357         extui   a3, a3, 0, 1            # a3 = PS.INTLEVEL[0]
358         moveqz  a3, a2, a0              # a3 = 1 iff interrupt exception
359         movi    a2, 1 << PS_WOE_BIT
360         or      a3, a3, a2
361         rsr     a0, EXCCAUSE
362         xsr     a3, PS
363
364         s32i    a3, a1, PT_PS           # save ps
365
366         /* Save LBEG, LEND */
367
368         rsr     a2, LBEG
369         rsr     a3, LEND
370         s32i    a2, a1, PT_LBEG
371         s32i    a3, a1, PT_LEND
372
373         /* Save optional registers. */
374
375         save_xtregs_opt a1 a2 a4 a5 a6 a7 PT_XTREGS_OPT
376         
377         /* Go to second-level dispatcher. Set up parameters to pass to the
378          * exception handler and call the exception handler.
379          */
380
381         movi    a4, exc_table
382         mov     a6, a1                  # pass stack frame
383         mov     a7, a0                  # pass EXCCAUSE
384         addx4   a4, a0, a4
385         l32i    a4, a4, EXC_TABLE_DEFAULT               # load handler
386
387         /* Call the second-level handler */
388
389         callx4  a4
390
391         /* Jump here for exception exit */
392
393 common_exception_return:
394
395         /* Jump if we are returning from kernel exceptions. */
396
397 1:      l32i    a3, a1, PT_PS
398         _bbci.l a3, PS_UM_BIT, 4f
399
400         /* Specific to a user exception exit:
401          * We need to check some flags for signal handling and rescheduling,
402          * and have to restore WB and WS, extra states, and all registers
403          * in the register file that were in use in the user task.
404          * Note that we don't disable interrupts here. 
405          */
406
407         GET_THREAD_INFO(a2,a1)
408         l32i    a4, a2, TI_FLAGS
409
410         _bbsi.l a4, TIF_NEED_RESCHED, 3f
411         _bbci.l a4, TIF_SIGPENDING, 4f
412
413         l32i    a4, a1, PT_DEPC
414         bgeui   a4, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 4f
415
416         /* Call do_signal() */
417
418         movi    a4, do_signal   # int do_signal(struct pt_regs*, sigset_t*)
419         mov     a6, a1
420         movi    a7, 0
421         callx4  a4
422         j       1b
423
424 3:      /* Reschedule */
425
426         movi    a4, schedule    # void schedule (void)
427         callx4  a4
428         j       1b
429
430 4:      /* Restore optional registers. */
431
432         load_xtregs_opt a1 a2 a4 a5 a6 a7 PT_XTREGS_OPT
433
434         wsr     a3, PS          /* disable interrupts */
435
436         _bbci.l a3, PS_UM_BIT, kernel_exception_exit
437
438 user_exception_exit:
439
440         /* Restore the state of the task and return from the exception. */
441
442         /* Switch to the user thread WINDOWBASE. Save SP temporarily in DEPC */
443
444         l32i    a2, a1, PT_WINDOWBASE
445         l32i    a3, a1, PT_WINDOWSTART
446         wsr     a1, DEPC                # use DEPC as temp storage
447         wsr     a3, WINDOWSTART         # restore WINDOWSTART
448         ssr     a2                      # preserve user's WB in the SAR
449         wsr     a2, WINDOWBASE          # switch to user's saved WB
450         rsync
451         rsr     a1, DEPC                # restore stack pointer
452         l32i    a2, a1, PT_WMASK        # register frames saved (in bits 4...9)
453         rotw    -1                      # we restore a4..a7
454         _bltui  a6, 16, 1f              # only have to restore current window?
455
456         /* The working registers are a0 and a3.  We are restoring to
457          * a4..a7.  Be careful not to destroy what we have just restored.
458          * Note: wmask has the format YYYYM:
459          *       Y: number of registers saved in groups of 4
460          *       M: 4 bit mask of first 16 registers
461          */
462
463         mov     a2, a6
464         mov     a3, a5
465
466 2:      rotw    -1                      # a0..a3 become a4..a7
467         addi    a3, a7, -4*4            # next iteration
468         addi    a2, a6, -16             # decrementing Y in WMASK
469         l32i    a4, a3, PT_AREG_END + 0
470         l32i    a5, a3, PT_AREG_END + 4
471         l32i    a6, a3, PT_AREG_END + 8
472         l32i    a7, a3, PT_AREG_END + 12
473         _bgeui  a2, 16, 2b
474
475         /* Clear unrestored registers (don't leak anything to user-land */
476
477 1:      rsr     a0, WINDOWBASE
478         rsr     a3, SAR
479         sub     a3, a0, a3
480         beqz    a3, 2f
481         extui   a3, a3, 0, WBBITS
482
483 1:      rotw    -1
484         addi    a3, a7, -1
485         movi    a4, 0
486         movi    a5, 0
487         movi    a6, 0
488         movi    a7, 0
489         bgei    a3, 1, 1b
490
491         /* We are back were we were when we started.
492          * Note: a2 still contains WMASK (if we've returned to the original
493          *       frame where we had loaded a2), or at least the lower 4 bits
494          *       (if we have restored WSBITS-1 frames).
495          */
496
497 2:      j       common_exception_exit
498
499         /* This is the kernel exception exit.
500          * We avoided to do a MOVSP when we entered the exception, but we
501          * have to do it here.
502          */
503
504 kernel_exception_exit:
505
506 #ifdef PREEMPTIBLE_KERNEL
507
508 #ifdef CONFIG_PREEMPT
509
510         /*
511          * Note: We've just returned from a call4, so we have
512          * at least 4 addt'l regs.
513          */
514
515         /* Check current_thread_info->preempt_count */
516
517         GET_THREAD_INFO(a2)
518         l32i    a3, a2, TI_PREEMPT
519         bnez    a3, 1f
520
521         l32i    a2, a2, TI_FLAGS
522
523 1:
524
525 #endif
526
527 #endif
528
529         /* Check if we have to do a movsp.
530          *
531          * We only have to do a movsp if the previous window-frame has
532          * been spilled to the *temporary* exception stack instead of the
533          * task's stack. This is the case if the corresponding bit in
534          * WINDOWSTART for the previous window-frame was set before
535          * (not spilled) but is zero now (spilled).
536          * If this bit is zero, all other bits except the one for the
537          * current window frame are also zero. So, we can use a simple test:
538          * 'and' WINDOWSTART and WINDOWSTART-1:
539          *
540          *  (XXXXXX1[0]* - 1) AND XXXXXX1[0]* = XXXXXX0[0]*
541          *
542          * The result is zero only if one bit was set.
543          *
544          * (Note: We might have gone through several task switches before
545          *        we come back to the current task, so WINDOWBASE might be
546          *        different from the time the exception occurred.)
547          */
548
549         /* Test WINDOWSTART before and after the exception.
550          * We actually have WMASK, so we only have to test if it is 1 or not.
551          */
552
553         l32i    a2, a1, PT_WMASK
554         _beqi   a2, 1, common_exception_exit    # Spilled before exception,jump
555
556         /* Test WINDOWSTART now. If spilled, do the movsp */
557
558         rsr     a3, WINDOWSTART
559         addi    a0, a3, -1
560         and     a3, a3, a0
561         _bnez   a3, common_exception_exit
562
563         /* Do a movsp (we returned from a call4, so we have at least a0..a7) */
564
565         addi    a0, a1, -16
566         l32i    a3, a0, 0
567         l32i    a4, a0, 4
568         s32i    a3, a1, PT_SIZE+0
569         s32i    a4, a1, PT_SIZE+4
570         l32i    a3, a0, 8
571         l32i    a4, a0, 12
572         s32i    a3, a1, PT_SIZE+8
573         s32i    a4, a1, PT_SIZE+12
574
575         /* Common exception exit.
576          * We restore the special register and the current window frame, and
577          * return from the exception.
578          *
579          * Note: We expect a2 to hold PT_WMASK
580          */
581
582 common_exception_exit:
583
584         /* Restore address registers. */
585
586         _bbsi.l a2, 1, 1f
587         l32i    a4,  a1, PT_AREG4
588         l32i    a5,  a1, PT_AREG5
589         l32i    a6,  a1, PT_AREG6
590         l32i    a7,  a1, PT_AREG7
591         _bbsi.l a2, 2, 1f
592         l32i    a8,  a1, PT_AREG8
593         l32i    a9,  a1, PT_AREG9
594         l32i    a10, a1, PT_AREG10
595         l32i    a11, a1, PT_AREG11
596         _bbsi.l a2, 3, 1f
597         l32i    a12, a1, PT_AREG12
598         l32i    a13, a1, PT_AREG13
599         l32i    a14, a1, PT_AREG14
600         l32i    a15, a1, PT_AREG15
601
602         /* Restore PC, SAR */
603
604 1:      l32i    a2, a1, PT_PC
605         l32i    a3, a1, PT_SAR
606         wsr     a2, EPC_1
607         wsr     a3, SAR
608
609         /* Restore LBEG, LEND, LCOUNT */
610
611         l32i    a2, a1, PT_LBEG
612         l32i    a3, a1, PT_LEND
613         wsr     a2, LBEG
614         l32i    a2, a1, PT_LCOUNT
615         wsr     a3, LEND
616         wsr     a2, LCOUNT
617
618         /* We control single stepping through the ICOUNTLEVEL register. */
619
620         l32i    a2, a1, PT_ICOUNTLEVEL
621         movi    a3, -2
622         wsr     a2, ICOUNTLEVEL
623         wsr     a3, ICOUNT
624
625         /* Check if it was double exception. */
626
627         l32i    a0, a1, PT_DEPC
628         l32i    a3, a1, PT_AREG3
629         l32i    a2, a1, PT_AREG2
630         _bgeui  a0, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 1f
631
632         /* Restore a0...a3 and return */
633
634         l32i    a0, a1, PT_AREG0
635         l32i    a1, a1, PT_AREG1
636         rfe
637
638 1:      wsr     a0, DEPC
639         l32i    a0, a1, PT_AREG0
640         l32i    a1, a1, PT_AREG1
641         rfde
642
643 /*
644  * Debug exception handler.
645  *
646  * Currently, we don't support KGDB, so only user application can be debugged.
647  *
648  * When we get here,  a0 is trashed and saved to excsave[debuglevel]
649  */
650
651 ENTRY(debug_exception)
652
653         rsr     a0, EPS + XCHAL_DEBUGLEVEL
654         bbsi.l  a0, PS_EXCM_BIT, 1f     # exception mode
655
656         /* Set EPC_1 and EXCCAUSE */
657
658         wsr     a2, DEPC                # save a2 temporarily
659         rsr     a2, EPC + XCHAL_DEBUGLEVEL
660         wsr     a2, EPC_1
661
662         movi    a2, EXCCAUSE_MAPPED_DEBUG
663         wsr     a2, EXCCAUSE
664
665         /* Restore PS to the value before the debug exc but with PS.EXCM set.*/
666
667         movi    a2, 1 << PS_EXCM_BIT
668         or      a2, a0, a2
669         movi    a0, debug_exception     # restore a3, debug jump vector
670         wsr     a2, PS
671         xsr     a0, EXCSAVE + XCHAL_DEBUGLEVEL
672
673         /* Switch to kernel/user stack, restore jump vector, and save a0 */
674
675         bbsi.l  a2, PS_UM_BIT, 2f       # jump if user mode
676
677         addi    a2, a1, -16-PT_SIZE     # assume kernel stack
678         s32i    a0, a2, PT_AREG0
679         movi    a0, 0
680         s32i    a1, a2, PT_AREG1
681         s32i    a0, a2, PT_DEPC         # mark it as a regular exception
682         xsr     a0, DEPC
683         s32i    a3, a2, PT_AREG3
684         s32i    a0, a2, PT_AREG2
685         mov     a1, a2
686         j       _kernel_exception
687
688 2:      rsr     a2, EXCSAVE_1
689         l32i    a2, a2, EXC_TABLE_KSTK  # load kernel stack pointer
690         s32i    a0, a2, PT_AREG0
691         movi    a0, 0
692         s32i    a1, a2, PT_AREG1
693         s32i    a0, a2, PT_DEPC
694         xsr     a0, DEPC
695         s32i    a3, a2, PT_AREG3
696         s32i    a0, a2, PT_AREG2
697         mov     a1, a2
698         j       _user_exception
699
700         /* Debug exception while in exception mode. */
701 1:      j       1b      // FIXME!!
702
703
704 /*
705  * We get here in case of an unrecoverable exception.
706  * The only thing we can do is to be nice and print a panic message.
707  * We only produce a single stack frame for panic, so ???
708  *
709  *
710  * Entry conditions:
711  *
712  *   - a0 contains the caller address; original value saved in excsave1.
713  *   - the original a0 contains a valid return address (backtrace) or 0.
714  *   - a2 contains a valid stackpointer
715  *
716  * Notes:
717  *
718  *   - If the stack pointer could be invalid, the caller has to setup a
719  *     dummy stack pointer (e.g. the stack of the init_task)
720  *
721  *   - If the return address could be invalid, the caller has to set it
722  *     to 0, so the backtrace would stop.
723  *
724  */
725         .align 4
726 unrecoverable_text:
727         .ascii "Unrecoverable error in exception handler\0"
728
729 ENTRY(unrecoverable_exception)
730
731         movi    a0, 1
732         movi    a1, 0
733
734         wsr     a0, WINDOWSTART
735         wsr     a1, WINDOWBASE
736         rsync
737
738         movi    a1, (1 << PS_WOE_BIT) | 1
739         wsr     a1, PS
740         rsync
741
742         movi    a1, init_task
743         movi    a0, 0
744         addi    a1, a1, PT_REGS_OFFSET
745
746         movi    a4, panic
747         movi    a6, unrecoverable_text
748
749         callx4  a4
750
751 1:      j       1b
752
753
754 /* -------------------------- FAST EXCEPTION HANDLERS ----------------------- */
755
756 /*
757  * Fast-handler for alloca exceptions
758  *
759  *  The ALLOCA handler is entered when user code executes the MOVSP
760  *  instruction and the caller's frame is not in the register file.
761  *  In this case, the caller frame's a0..a3 are on the stack just
762  *  below sp (a1), and this handler moves them.
763  *
764  *  For "MOVSP <ar>,<as>" without destination register a1, this routine
765  *  simply moves the value from <as> to <ar> without moving the save area.
766  *
767  * Entry condition:
768  *
769  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
770  *   a1:        a1
771  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
772  *   a3:        dispatch table
773  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
774  *   excsave_1: a3
775  *
776  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
777  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
778  */
779
780 #if XCHAL_HAVE_BE
781 #define _EXTUI_MOVSP_SRC(ar)    extui ar, ar, 4, 4
782 #define _EXTUI_MOVSP_DST(ar)    extui ar, ar, 0, 4
783 #else
784 #define _EXTUI_MOVSP_SRC(ar)    extui ar, ar, 0, 4
785 #define _EXTUI_MOVSP_DST(ar)    extui ar, ar, 4, 4
786 #endif
787
788 ENTRY(fast_alloca)
789
790         /* We shouldn't be in a double exception. */
791
792         l32i    a0, a2, PT_DEPC
793         _bgeui  a0, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, .Lunhandled_double
794
795         rsr     a0, DEPC                # get a2
796         s32i    a4, a2, PT_AREG4        # save a4 and
797         s32i    a0, a2, PT_AREG2        # a2 to stack
798
799         /* Exit critical section. */
800
801         movi    a0, 0
802         s32i    a0, a3, EXC_TABLE_FIXUP
803
804         /* Restore a3, excsave_1 */
805
806         xsr     a3, EXCSAVE_1           # make sure excsave_1 is valid for dbl.
807         rsr     a4, EPC_1               # get exception address
808         s32i    a3, a2, PT_AREG3        # save a3 to stack
809
810 #ifdef ALLOCA_EXCEPTION_IN_IRAM
811 #error  iram not supported
812 #else
813         /* Note: l8ui not allowed in IRAM/IROM!! */
814         l8ui    a0, a4, 1               # read as(src) from MOVSP instruction
815 #endif
816         movi    a3, .Lmovsp_src
817         _EXTUI_MOVSP_SRC(a0)            # extract source register number
818         addx8   a3, a0, a3
819         jx      a3
820
821 .Lunhandled_double:
822         wsr     a0, EXCSAVE_1
823         movi    a0, unrecoverable_exception
824         callx0  a0
825
826         .align 8
827 .Lmovsp_src:
828         l32i    a3, a2, PT_AREG0;       _j 1f;  .align 8
829         mov     a3, a1;                 _j 1f;  .align 8
830         l32i    a3, a2, PT_AREG2;       _j 1f;  .align 8
831         l32i    a3, a2, PT_AREG3;       _j 1f;  .align 8
832         l32i    a3, a2, PT_AREG4;       _j 1f;  .align 8
833         mov     a3, a5;                 _j 1f;  .align 8
834         mov     a3, a6;                 _j 1f;  .align 8
835         mov     a3, a7;                 _j 1f;  .align 8
836         mov     a3, a8;                 _j 1f;  .align 8
837         mov     a3, a9;                 _j 1f;  .align 8
838         mov     a3, a10;                _j 1f;  .align 8
839         mov     a3, a11;                _j 1f;  .align 8
840         mov     a3, a12;                _j 1f;  .align 8
841         mov     a3, a13;                _j 1f;  .align 8
842         mov     a3, a14;                _j 1f;  .align 8
843         mov     a3, a15;                _j 1f;  .align 8
844
845 1:
846
847 #ifdef ALLOCA_EXCEPTION_IN_IRAM
848 #error  iram not supported
849 #else
850         l8ui    a0, a4, 0               # read ar(dst) from MOVSP instruction
851 #endif
852         addi    a4, a4, 3               # step over movsp
853         _EXTUI_MOVSP_DST(a0)            # extract destination register
854         wsr     a4, EPC_1               # save new epc_1
855
856         _bnei   a0, 1, 1f               # no 'movsp a1, ax': jump
857
858         /* Move the save area. This implies the use of the L32E
859          * and S32E instructions, because this move must be done with
860          * the user's PS.RING privilege levels, not with ring 0
861          * (kernel's) privileges currently active with PS.EXCM
862          * set. Note that we have stil registered a fixup routine with the
863          * double exception vector in case a double exception occurs.
864          */
865
866         /* a0,a4:avail a1:old user stack a2:exc. stack a3:new user stack. */
867
868         l32e    a0, a1, -16
869         l32e    a4, a1, -12
870         s32e    a0, a3, -16
871         s32e    a4, a3, -12
872         l32e    a0, a1, -8
873         l32e    a4, a1, -4
874         s32e    a0, a3, -8
875         s32e    a4, a3, -4
876
877         /* Restore stack-pointer and all the other saved registers. */
878
879         mov     a1, a3
880
881         l32i    a4, a2, PT_AREG4
882         l32i    a3, a2, PT_AREG3
883         l32i    a0, a2, PT_AREG0
884         l32i    a2, a2, PT_AREG2
885         rfe
886
887         /*  MOVSP <at>,<as>  was invoked with <at> != a1.
888          *  Because the stack pointer is not being modified,
889          *  we should be able to just modify the pointer
890          *  without moving any save area.
891          *  The processor only traps these occurrences if the
892          *  caller window isn't live, so unfortunately we can't
893          *  use this as an alternate trap mechanism.
894          *  So we just do the move.  This requires that we
895          *  resolve the destination register, not just the source,
896          *  so there's some extra work.
897          *  (PERHAPS NOT REALLY NEEDED, BUT CLEANER...)
898          */
899
900         /* a0 dst-reg, a1 user-stack, a2 stack, a3 value of src reg. */
901
902 1:      movi    a4, .Lmovsp_dst
903         addx8   a4, a0, a4
904         jx      a4
905
906         .align 8
907 .Lmovsp_dst:
908         s32i    a3, a2, PT_AREG0;       _j 1f;  .align 8
909         mov     a1, a3;                 _j 1f;  .align 8
910         s32i    a3, a2, PT_AREG2;       _j 1f;  .align 8
911         s32i    a3, a2, PT_AREG3;       _j 1f;  .align 8
912         s32i    a3, a2, PT_AREG4;       _j 1f;  .align 8
913         mov     a5, a3;                 _j 1f;  .align 8
914         mov     a6, a3;                 _j 1f;  .align 8
915         mov     a7, a3;                 _j 1f;  .align 8
916         mov     a8, a3;                 _j 1f;  .align 8
917         mov     a9, a3;                 _j 1f;  .align 8
918         mov     a10, a3;                _j 1f;  .align 8
919         mov     a11, a3;                _j 1f;  .align 8
920         mov     a12, a3;                _j 1f;  .align 8
921         mov     a13, a3;                _j 1f;  .align 8
922         mov     a14, a3;                _j 1f;  .align 8
923         mov     a15, a3;                _j 1f;  .align 8
924
925 1:      l32i    a4, a2, PT_AREG4
926         l32i    a3, a2, PT_AREG3
927         l32i    a0, a2, PT_AREG0
928         l32i    a2, a2, PT_AREG2
929         rfe
930
931
932 /*
933  * fast system calls.
934  *
935  * WARNING:  The kernel doesn't save the entire user context before
936  * handling a fast system call.  These functions are small and short,
937  * usually offering some functionality not available to user tasks.
938  *
939  * BE CAREFUL TO PRESERVE THE USER'S CONTEXT.
940  *
941  * Entry condition:
942  *
943  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
944  *   a1:        a1
945  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
946  *   a3:        dispatch table
947  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
948  *   excsave_1: a3
949  */
950
951 ENTRY(fast_syscall_kernel)
952
953         /* Skip syscall. */
954
955         rsr     a0, EPC_1
956         addi    a0, a0, 3
957         wsr     a0, EPC_1
958
959         l32i    a0, a2, PT_DEPC
960         bgeui   a0, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, fast_syscall_unrecoverable
961
962         rsr     a0, DEPC                        # get syscall-nr
963         _beqz   a0, fast_syscall_spill_registers
964         _beqi   a0, __NR_xtensa, fast_syscall_xtensa
965
966         j       kernel_exception
967
968 ENTRY(fast_syscall_user)
969
970         /* Skip syscall. */
971
972         rsr     a0, EPC_1
973         addi    a0, a0, 3
974         wsr     a0, EPC_1
975
976         l32i    a0, a2, PT_DEPC
977         bgeui   a0, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, fast_syscall_unrecoverable
978
979         rsr     a0, DEPC                        # get syscall-nr
980         _beqz   a0, fast_syscall_spill_registers
981         _beqi   a0, __NR_xtensa, fast_syscall_xtensa
982
983         j       user_exception
984
985 ENTRY(fast_syscall_unrecoverable)
986
987         /* Restore all states. */
988
989         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
990         xsr     a2, DEPC                # restore a2, depc
991         rsr     a3, EXCSAVE_1
992
993         wsr     a0, EXCSAVE_1
994         movi    a0, unrecoverable_exception
995         callx0  a0
996
997
998
999 /*
1000  * sysxtensa syscall handler
1001  *
1002  * int sysxtensa (SYS_XTENSA_ATOMIC_SET,     ptr, val,    unused);
1003  * int sysxtensa (SYS_XTENSA_ATOMIC_ADD,     ptr, val,    unused);
1004  * int sysxtensa (SYS_XTENSA_ATOMIC_EXG_ADD, ptr, val,    unused);
1005  * int sysxtensa (SYS_XTENSA_ATOMIC_CMP_SWP, ptr, oldval, newval);
1006  *        a2            a6                   a3    a4      a5
1007  *
1008  * Entry condition:
1009  *
1010  *   a0:        a2 (syscall-nr), original value saved on stack (PT_AREG0)
1011  *   a1:        a1
1012  *   a2:        new stack pointer, original in a0 and DEPC
1013  *   a3:        dispatch table, original in excsave_1
1014  *   a4..a15:   unchanged
1015  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
1016  *   excsave_1: a3
1017  *
1018  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
1019  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
1020  *
1021  * Note: we don't have to save a2; a2 holds the return value
1022  *
1023  * We use the two macros TRY and CATCH:
1024  *
1025  * TRY   adds an entry to the __ex_table fixup table for the immediately
1026  *       following instruction.
1027  *
1028  * CATCH catches any exception that occurred at one of the preceeding TRY
1029  *       statements and continues from there
1030  *
1031  * Usage TRY    l32i    a0, a1, 0
1032  *              <other code>
1033  *       done:  rfe
1034  *       CATCH  <set return code>
1035  *              j done
1036  */
1037
1038 #define TRY                                                             \
1039         .section __ex_table, "a";                                       \
1040         .word   66f, 67f;                                               \
1041         .text;                                                          \
1042 66:
1043
1044 #define CATCH                                                           \
1045 67:
1046
1047 ENTRY(fast_syscall_xtensa)
1048
1049         xsr     a3, EXCSAVE_1           # restore a3, excsave1
1050
1051         s32i    a7, a2, PT_AREG7        # we need an additional register
1052         movi    a7, 4                   # sizeof(unsigned int)
1053         access_ok a3, a7, a0, a2, .Leac # a0: scratch reg, a2: sp
1054
1055         addi    a6, a6, -1              # assuming SYS_XTENSA_ATOMIC_SET = 1
1056         _bgeui  a6, SYS_XTENSA_COUNT - 1, .Lill
1057         _bnei   a6, SYS_XTENSA_ATOMIC_CMP_SWP - 1, .Lnswp
1058
1059         /* Fall through for ATOMIC_CMP_SWP. */
1060
1061 .Lswp:  /* Atomic compare and swap */
1062
1063 TRY     l32i    a0, a3, 0               # read old value
1064         bne     a0, a4, 1f              # same as old value? jump
1065 TRY     s32i    a5, a3, 0               # different, modify value
1066         l32i    a7, a2, PT_AREG7        # restore a7
1067         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1068         movi    a2, 1                   # and return 1
1069         addi    a6, a6, 1               # restore a6 (really necessary?)
1070         rfe
1071
1072 1:      l32i    a7, a2, PT_AREG7        # restore a7
1073         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1074         movi    a2, 0                   # return 0 (note that we cannot set
1075         addi    a6, a6, 1               # restore a6 (really necessary?)
1076         rfe
1077
1078 .Lnswp: /* Atomic set, add, and exg_add. */
1079
1080 TRY     l32i    a7, a3, 0               # orig
1081         add     a0, a4, a7              # + arg
1082         moveqz  a0, a4, a6              # set
1083 TRY     s32i    a0, a3, 0               # write new value
1084
1085         mov     a0, a2
1086         mov     a2, a7
1087         l32i    a7, a0, PT_AREG7        # restore a7
1088         l32i    a0, a0, PT_AREG0        # restore a0
1089         addi    a6, a6, 1               # restore a6 (really necessary?)
1090         rfe
1091
1092 CATCH
1093 .Leac:  l32i    a7, a2, PT_AREG7        # restore a7
1094         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1095         movi    a2, -EFAULT
1096         rfe
1097
1098 .Lill:  l32i    a7, a2, PT_AREG0        # restore a7
1099         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1100         movi    a2, -EINVAL
1101         rfe
1102
1103
1104
1105
1106 /* fast_syscall_spill_registers.
1107  *
1108  * Entry condition:
1109  *
1110  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
1111  *   a1:        a1
1112  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
1113  *   a3:        dispatch table
1114  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
1115  *   excsave_1: a3
1116  *
1117  * Note: We assume the stack pointer is EXC_TABLE_KSTK in the fixup handler.
1118  */
1119
1120 ENTRY(fast_syscall_spill_registers)
1121
1122         /* Register a FIXUP handler (pass current wb as a parameter) */
1123
1124         movi    a0, fast_syscall_spill_registers_fixup
1125         s32i    a0, a3, EXC_TABLE_FIXUP
1126         rsr     a0, WINDOWBASE
1127         s32i    a0, a3, EXC_TABLE_PARAM
1128
1129         /* Save a3 and SAR on stack. */
1130
1131         rsr     a0, SAR
1132         xsr     a3, EXCSAVE_1           # restore a3 and excsave_1
1133         s32i    a3, a2, PT_AREG3
1134         s32i    a4, a2, PT_AREG4
1135         s32i    a0, a2, PT_AREG5        # store SAR to PT_AREG5
1136
1137         /* The spill routine might clobber a7, a11, and a15. */
1138
1139         s32i    a7, a2, PT_AREG7
1140         s32i    a11, a2, PT_AREG11
1141         s32i    a15, a2, PT_AREG15
1142
1143         call0   _spill_registers        # destroys a3, a4, and SAR
1144
1145         /* Advance PC, restore registers and SAR, and return from exception. */
1146
1147         l32i    a3, a2, PT_AREG5
1148         l32i    a4, a2, PT_AREG4
1149         l32i    a0, a2, PT_AREG0
1150         wsr     a3, SAR
1151         l32i    a3, a2, PT_AREG3
1152
1153         /* Restore clobbered registers. */
1154
1155         l32i    a7, a2, PT_AREG7
1156         l32i    a11, a2, PT_AREG11
1157         l32i    a15, a2, PT_AREG15
1158
1159         movi    a2, 0
1160         rfe
1161
1162 /* Fixup handler.
1163  *
1164  * We get here if the spill routine causes an exception, e.g. tlb miss.
1165  * We basically restore WINDOWBASE and WINDOWSTART to the condition when
1166  * we entered the spill routine and jump to the user exception handler.
1167  *
1168  * a0: value of depc, original value in depc
1169  * a2: trashed, original value in EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE
1170  * a3: exctable, original value in excsave1
1171  */
1172
1173 fast_syscall_spill_registers_fixup:
1174
1175         rsr     a2, WINDOWBASE  # get current windowbase (a2 is saved)
1176         xsr     a0, DEPC        # restore depc and a0
1177         ssl     a2              # set shift (32 - WB)
1178
1179         /* We need to make sure the current registers (a0-a3) are preserved.
1180          * To do this, we simply set the bit for the current window frame
1181          * in WS, so that the exception handlers save them to the task stack.
1182          */
1183
1184         rsr     a3, EXCSAVE_1   # get spill-mask
1185         slli    a2, a3, 1       # shift left by one
1186
1187         slli    a3, a2, 32-WSBITS
1188         src     a2, a2, a3      # a1 = xxwww1yyxxxwww1yy......
1189         wsr     a2, WINDOWSTART # set corrected windowstart
1190
1191         movi    a3, exc_table
1192         l32i    a2, a3, EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE   # restore a2
1193         l32i    a3, a3, EXC_TABLE_PARAM # original WB (in user task)
1194
1195         /* Return to the original (user task) WINDOWBASE.
1196          * We leave the following frame behind:
1197          * a0, a1, a2   same
1198          * a3:          trashed (saved in excsave_1)
1199          * depc:        depc (we have to return to that address)
1200          * excsave_1:   a3
1201          */
1202
1203         wsr     a3, WINDOWBASE
1204         rsync
1205
1206         /* We are now in the original frame when we entered _spill_registers:
1207          *  a0: return address
1208          *  a1: used, stack pointer
1209          *  a2: kernel stack pointer
1210          *  a3: available, saved in EXCSAVE_1
1211          *  depc: exception address
1212          *  excsave: a3
1213          * Note: This frame might be the same as above.
1214          */
1215
1216         /* Setup stack pointer. */
1217
1218         addi    a2, a2, -PT_USER_SIZE
1219         s32i    a0, a2, PT_AREG0
1220
1221         /* Make sure we return to this fixup handler. */
1222
1223         movi    a3, fast_syscall_spill_registers_fixup_return
1224         s32i    a3, a2, PT_DEPC         # setup depc
1225
1226         /* Jump to the exception handler. */
1227
1228         movi    a3, exc_table
1229         rsr     a0, EXCCAUSE
1230         addx4   a0, a0, a3                      # find entry in table
1231         l32i    a0, a0, EXC_TABLE_FAST_USER     # load handler
1232         jx      a0
1233
1234 fast_syscall_spill_registers_fixup_return:
1235
1236         /* When we return here, all registers have been restored (a2: DEPC) */
1237
1238         wsr     a2, DEPC                # exception address
1239
1240         /* Restore fixup handler. */
1241
1242         xsr     a3, EXCSAVE_1
1243         movi    a2, fast_syscall_spill_registers_fixup
1244         s32i    a2, a3, EXC_TABLE_FIXUP
1245         rsr     a2, WINDOWBASE
1246         s32i    a2, a3, EXC_TABLE_PARAM
1247         l32i    a2, a3, EXC_TABLE_KSTK
1248
1249         /* Load WB at the time the exception occurred. */
1250
1251         rsr     a3, SAR                 # WB is still in SAR
1252         neg     a3, a3
1253         wsr     a3, WINDOWBASE
1254         rsync
1255
1256         /* Restore a3 and return. */
1257
1258         movi    a3, exc_table
1259         xsr     a3, EXCSAVE_1
1260
1261         rfde
1262
1263
1264 /*
1265  * spill all registers.
1266  *
1267  * This is not a real function. The following conditions must be met:
1268  *
1269  *  - must be called with call0.
1270  *  - uses a3, a4 and SAR.
1271  *  - the last 'valid' register of each frame are clobbered.
1272  *  - the caller must have registered a fixup handler
1273  *    (or be inside a critical section)
1274  *  - PS_EXCM must be set (PS_WOE cleared?)
1275  */
1276
1277 ENTRY(_spill_registers)
1278
1279         /*
1280          * Rotate ws so that the current windowbase is at bit 0.
1281          * Assume ws = xxxwww1yy (www1 current window frame).
1282          * Rotate ws right so that a4 = yyxxxwww1.
1283          */
1284
1285         rsr     a4, WINDOWBASE
1286         rsr     a3, WINDOWSTART         # a3 = xxxwww1yy
1287         ssr     a4                      # holds WB
1288         slli    a4, a3, WSBITS
1289         or      a3, a3, a4              # a3 = xxxwww1yyxxxwww1yy
1290         srl     a3, a3                  # a3 = 00xxxwww1yyxxxwww1
1291
1292         /* We are done if there are no more than the current register frame. */
1293
1294         extui   a3, a3, 1, WSBITS-1     # a3 = 0yyxxxwww
1295         movi    a4, (1 << (WSBITS-1))
1296         _beqz   a3, .Lnospill           # only one active frame? jump
1297
1298         /* We want 1 at the top, so that we return to the current windowbase */
1299
1300         or      a3, a3, a4              # 1yyxxxwww
1301
1302         /* Skip empty frames - get 'oldest' WINDOWSTART-bit. */
1303
1304         wsr     a3, WINDOWSTART         # save shifted windowstart
1305         neg     a4, a3
1306         and     a3, a4, a3              # first bit set from right: 000010000
1307
1308         ffs_ws  a4, a3                  # a4: shifts to skip empty frames
1309         movi    a3, WSBITS
1310         sub     a4, a3, a4              # WSBITS-a4:number of 0-bits from right
1311         ssr     a4                      # save in SAR for later.
1312
1313         rsr     a3, WINDOWBASE
1314         add     a3, a3, a4
1315         wsr     a3, WINDOWBASE
1316         rsync
1317
1318         rsr     a3, WINDOWSTART
1319         srl     a3, a3                  # shift windowstart
1320
1321         /* WB is now just one frame below the oldest frame in the register
1322            window. WS is shifted so the oldest frame is in bit 0, thus, WB
1323            and WS differ by one 4-register frame. */
1324
1325         /* Save frames. Depending what call was used (call4, call8, call12),
1326          * we have to save 4,8. or 12 registers.
1327          */
1328
1329         _bbsi.l a3, 1, .Lc4
1330         _bbsi.l a3, 2, .Lc8
1331
1332         /* Special case: we have a call12-frame starting at a4. */
1333
1334         _bbci.l a3, 3, .Lc12    # bit 3 shouldn't be zero! (Jump to Lc12 first)
1335
1336         s32e    a4, a1, -16     # a1 is valid with an empty spill area
1337         l32e    a4, a5, -12
1338         s32e    a8, a4, -48
1339         mov     a8, a4
1340         l32e    a4, a1, -16
1341         j       .Lc12c
1342
1343 .Lnospill:
1344         ret
1345
1346 .Lloop: _bbsi.l a3, 1, .Lc4
1347         _bbci.l a3, 2, .Lc12
1348
1349 .Lc8:   s32e    a4, a13, -16
1350         l32e    a4, a5, -12
1351         s32e    a8, a4, -32
1352         s32e    a5, a13, -12
1353         s32e    a6, a13, -8
1354         s32e    a7, a13, -4
1355         s32e    a9, a4, -28
1356         s32e    a10, a4, -24
1357         s32e    a11, a4, -20
1358
1359         srli    a11, a3, 2              # shift windowbase by 2
1360         rotw    2
1361         _bnei   a3, 1, .Lloop
1362
1363 .Lexit: /* Done. Do the final rotation, set WS, and return. */
1364
1365         rotw    1
1366         rsr     a3, WINDOWBASE
1367         ssl     a3
1368         movi    a3, 1
1369         sll     a3, a3
1370         wsr     a3, WINDOWSTART
1371         ret
1372
1373 .Lc4:   s32e    a4, a9, -16
1374         s32e    a5, a9, -12
1375         s32e    a6, a9, -8
1376         s32e    a7, a9, -4
1377
1378         srli    a7, a3, 1
1379         rotw    1
1380         _bnei   a3, 1, .Lloop
1381         j       .Lexit
1382
1383 .Lc12:  _bbci.l a3, 3, .Linvalid_mask   # bit 2 shouldn't be zero!
1384
1385         /* 12-register frame (call12) */
1386
1387         l32e    a2, a5, -12
1388         s32e    a8, a2, -48
1389         mov     a8, a2
1390
1391 .Lc12c: s32e    a9, a8, -44
1392         s32e    a10, a8, -40
1393         s32e    a11, a8, -36
1394         s32e    a12, a8, -32
1395         s32e    a13, a8, -28
1396         s32e    a14, a8, -24
1397         s32e    a15, a8, -20
1398         srli    a15, a3, 3
1399
1400         /* The stack pointer for a4..a7 is out of reach, so we rotate the
1401          * window, grab the stackpointer, and rotate back.
1402          * Alternatively, we could also use the following approach, but that
1403          * makes the fixup routine much more complicated:
1404          * rotw 1
1405          * s32e a0, a13, -16
1406          * ...
1407          * rotw 2
1408          */
1409
1410         rotw    1
1411         mov     a5, a13
1412         rotw    -1
1413
1414         s32e    a4, a9, -16
1415         s32e    a5, a9, -12
1416         s32e    a6, a9, -8
1417         s32e    a7, a9, -4
1418
1419         rotw    3
1420
1421         _beqi   a3, 1, .Lexit
1422         j       .Lloop
1423
1424 .Linvalid_mask:
1425
1426         /* We get here because of an unrecoverable error in the window
1427          * registers. If we are in user space, we kill the application,
1428          * however, this condition is unrecoverable in kernel space.
1429          */
1430
1431         rsr     a0, PS
1432         _bbci.l a0, PS_UM_BIT, 1f
1433
1434         /* User space: Setup a dummy frame and kill application.
1435          * Note: We assume EXC_TABLE_KSTK contains a valid stack pointer.
1436          */
1437
1438         movi    a0, 1
1439         movi    a1, 0
1440
1441         wsr     a0, WINDOWSTART
1442         wsr     a1, WINDOWBASE
1443         rsync
1444
1445         movi    a0, 0
1446
1447         movi    a3, exc_table
1448         l32i    a1, a3, EXC_TABLE_KSTK
1449         wsr     a3, EXCSAVE_1
1450
1451         movi    a4, (1 << PS_WOE_BIT) | 1
1452         wsr     a4, PS
1453         rsync
1454
1455         movi    a6, SIGSEGV
1456         movi    a4, do_exit
1457         callx4  a4
1458
1459 1:      /* Kernel space: PANIC! */
1460
1461         wsr     a0, EXCSAVE_1
1462         movi    a0, unrecoverable_exception
1463         callx0  a0              # should not return
1464 1:      j       1b
1465
1466 /*
1467  * We should never get here. Bail out!
1468  */
1469
1470 ENTRY(fast_second_level_miss_double_kernel)
1471
1472 1:      movi    a0, unrecoverable_exception
1473         callx0  a0              # should not return
1474 1:      j       1b
1475
1476 /* First-level entry handler for user, kernel, and double 2nd-level
1477  * TLB miss exceptions.  Note that for now, user and kernel miss
1478  * exceptions share the same entry point and are handled identically.
1479  *
1480  * An old, less-efficient C version of this function used to exist.
1481  * We include it below, interleaved as comments, for reference.
1482  *
1483  * Entry condition:
1484  *
1485  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
1486  *   a1:        a1
1487  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
1488  *   a3:        dispatch table
1489  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
1490  *   excsave_1: a3
1491  *
1492  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
1493  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
1494  */
1495
1496 ENTRY(fast_second_level_miss)
1497
1498         /* Save a1. Note: we don't expect a double exception. */
1499
1500         s32i    a1, a2, PT_AREG1
1501
1502         /* We need to map the page of PTEs for the user task.  Find
1503          * the pointer to that page.  Also, it's possible for tsk->mm
1504          * to be NULL while tsk->active_mm is nonzero if we faulted on
1505          * a vmalloc address.  In that rare case, we must use
1506          * active_mm instead to avoid a fault in this handler.  See
1507          *
1508          * http://mail.nl.linux.org/linux-mm/2002-08/msg00258.html
1509          *   (or search Internet on "mm vs. active_mm")
1510          *
1511          *      if (!mm)
1512          *              mm = tsk->active_mm;
1513          *      pgd = pgd_offset (mm, regs->excvaddr);
1514          *      pmd = pmd_offset (pgd, regs->excvaddr);
1515          *      pmdval = *pmd;
1516          */
1517
1518         GET_CURRENT(a1,a2)
1519         l32i    a0, a1, TASK_MM         # tsk->mm
1520         beqz    a0, 9f
1521
1522
1523         /* We deliberately destroy a3 that holds the exception table. */
1524
1525 8:      rsr     a3, EXCVADDR            # fault address
1526         _PGD_OFFSET(a0, a3, a1)
1527         l32i    a0, a0, 0               # read pmdval
1528         beqz    a0, 2f
1529
1530         /* Read ptevaddr and convert to top of page-table page.
1531          *
1532          *      vpnval = read_ptevaddr_register() & PAGE_MASK;
1533          *      vpnval += DTLB_WAY_PGTABLE;
1534          *      pteval = mk_pte (virt_to_page(pmd_val(pmdval)), PAGE_KERNEL);
1535          *      write_dtlb_entry (pteval, vpnval);
1536          *
1537          * The messy computation for 'pteval' above really simplifies
1538          * into the following:
1539          *
1540          * pteval = ((pmdval - PAGE_OFFSET) & PAGE_MASK) | PAGE_DIRECTORY
1541          */
1542
1543         movi    a1, -PAGE_OFFSET
1544         add     a0, a0, a1              # pmdval - PAGE_OFFSET
1545         extui   a1, a0, 0, PAGE_SHIFT   # ... & PAGE_MASK
1546         xor     a0, a0, a1
1547
1548         movi    a1, _PAGE_DIRECTORY
1549         or      a0, a0, a1              # ... | PAGE_DIRECTORY
1550
1551         /*
1552          * We utilize all three wired-ways (7-9) to hold pmd translations.
1553          * Memory regions are mapped to the DTLBs according to bits 28 and 29.
1554          * This allows to map the three most common regions to three different
1555          * DTLBs:
1556          *  0,1 -> way 7        program (0040.0000) and virtual (c000.0000)
1557          *  2   -> way 8        shared libaries (2000.0000)
1558          *  3   -> way 0        stack (3000.0000)
1559          */
1560
1561         extui   a3, a3, 28, 2           # addr. bit 28 and 29   0,1,2,3
1562         rsr     a1, PTEVADDR
1563         addx2   a3, a3, a3              # ->                    0,3,6,9
1564         srli    a1, a1, PAGE_SHIFT
1565         extui   a3, a3, 2, 2            # ->                    0,0,1,2
1566         slli    a1, a1, PAGE_SHIFT      # ptevaddr & PAGE_MASK
1567         addi    a3, a3, DTLB_WAY_PGD
1568         add     a1, a1, a3              # ... + way_number
1569
1570 3:      wdtlb   a0, a1
1571         dsync
1572
1573         /* Exit critical section. */
1574
1575 4:      movi    a3, exc_table           # restore a3
1576         movi    a0, 0
1577         s32i    a0, a3, EXC_TABLE_FIXUP
1578
1579         /* Restore the working registers, and return. */
1580
1581         l32i    a0, a2, PT_AREG0
1582         l32i    a1, a2, PT_AREG1
1583         l32i    a2, a2, PT_DEPC
1584         xsr     a3, EXCSAVE_1
1585
1586         bgeui   a2, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 1f
1587
1588         /* Restore excsave1 and return. */
1589
1590         rsr     a2, DEPC
1591         rfe
1592
1593         /* Return from double exception. */
1594
1595 1:      xsr     a2, DEPC
1596         esync
1597         rfde
1598
1599 9:      l32i    a0, a1, TASK_ACTIVE_MM  # unlikely case mm == 0
1600         j       8b
1601
1602 #if (DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE)
1603
1604 2:      /* Special case for cache aliasing.
1605          * We (should) only get here if a clear_user_page, copy_user_page
1606          * or the aliased cache flush functions got preemptively interrupted 
1607          * by another task. Re-establish temporary mapping to the 
1608          * TLBTEMP_BASE areas.
1609          */
1610
1611         /* We shouldn't be in a double exception */
1612
1613         l32i    a0, a2, PT_DEPC
1614         bgeui   a0, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 2f
1615
1616         /* Make sure the exception originated in the special functions */
1617
1618         movi    a0, __tlbtemp_mapping_start
1619         rsr     a3, EPC_1
1620         bltu    a3, a0, 2f
1621         movi    a0, __tlbtemp_mapping_end
1622         bgeu    a3, a0, 2f
1623
1624         /* Check if excvaddr was in one of the TLBTEMP_BASE areas. */
1625
1626         movi    a3, TLBTEMP_BASE_1
1627         rsr     a0, EXCVADDR
1628         bltu    a0, a3, 2f
1629
1630         addi    a1, a0, -(2 << (DCACHE_ALIAS_ORDER + PAGE_SHIFT))
1631         bgeu    a1, a3, 2f
1632
1633         /* Check if we have to restore an ITLB mapping. */
1634
1635         movi    a1, __tlbtemp_mapping_itlb
1636         rsr     a3, EPC_1
1637         sub     a3, a3, a1
1638
1639         /* Calculate VPN */
1640
1641         movi    a1, PAGE_MASK
1642         and     a1, a1, a0
1643
1644         /* Jump for ITLB entry */
1645
1646         bgez    a3, 1f
1647
1648         /* We can use up to two TLBTEMP areas, one for src and one for dst. */
1649
1650         extui   a3, a0, PAGE_SHIFT + DCACHE_ALIAS_ORDER, 1
1651         add     a1, a3, a1
1652
1653         /* PPN is in a6 for the first TLBTEMP area and in a7 for the second. */
1654
1655         mov     a0, a6
1656         movnez  a0, a7, a3
1657         j       3b
1658
1659         /* ITLB entry. We only use dst in a6. */
1660
1661 1:      witlb   a6, a1
1662         isync
1663         j       4b
1664
1665
1666 #endif  // DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE
1667
1668
1669 2:      /* Invalid PGD, default exception handling */
1670
1671         movi    a3, exc_table
1672         rsr     a1, DEPC
1673         xsr     a3, EXCSAVE_1
1674         s32i    a1, a2, PT_AREG2
1675         s32i    a3, a2, PT_AREG3
1676         mov     a1, a2
1677
1678         rsr     a2, PS
1679         bbsi.l  a2, PS_UM_BIT, 1f
1680         j       _kernel_exception
1681 1:      j       _user_exception
1682
1683
1684 /*
1685  * StoreProhibitedException
1686  *
1687  * Update the pte and invalidate the itlb mapping for this pte.
1688  *
1689  * Entry condition:
1690  *
1691  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
1692  *   a1:        a1
1693  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
1694  *   a3:        dispatch table
1695  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
1696  *   excsave_1: a3
1697  *
1698  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
1699  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
1700  */
1701
1702 ENTRY(fast_store_prohibited)
1703
1704         /* Save a1 and a4. */
1705
1706         s32i    a1, a2, PT_AREG1
1707         s32i    a4, a2, PT_AREG4
1708
1709         GET_CURRENT(a1,a2)
1710         l32i    a0, a1, TASK_MM         # tsk->mm
1711         beqz    a0, 9f
1712
1713 8:      rsr     a1, EXCVADDR            # fault address
1714         _PGD_OFFSET(a0, a1, a4)
1715         l32i    a0, a0, 0
1716         beqz    a0, 2f
1717
1718         /* Note that we assume _PAGE_WRITABLE_BIT is only set if pte is valid.*/
1719
1720         _PTE_OFFSET(a0, a1, a4)
1721         l32i    a4, a0, 0               # read pteval
1722         bbci.l  a4, _PAGE_WRITABLE_BIT, 2f
1723
1724         movi    a1, _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY | _PAGE_HW_WRITE
1725         or      a4, a4, a1
1726         rsr     a1, EXCVADDR
1727         s32i    a4, a0, 0
1728
1729         /* We need to flush the cache if we have page coloring. */
1730 #if (DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE) && XCHAL_DCACHE_IS_WRITEBACK
1731         dhwb    a0, 0
1732 #endif
1733         pdtlb   a0, a1
1734         wdtlb   a4, a0
1735
1736         /* Exit critical section. */
1737
1738         movi    a0, 0
1739         s32i    a0, a3, EXC_TABLE_FIXUP
1740
1741         /* Restore the working registers, and return. */
1742
1743         l32i    a4, a2, PT_AREG4
1744         l32i    a1, a2, PT_AREG1
1745         l32i    a0, a2, PT_AREG0
1746         l32i    a2, a2, PT_DEPC
1747
1748         /* Restore excsave1 and a3. */
1749
1750         xsr     a3, EXCSAVE_1
1751         bgeui   a2, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 1f
1752
1753         rsr     a2, DEPC
1754         rfe
1755
1756         /* Double exception. Restore FIXUP handler and return. */
1757
1758 1:      xsr     a2, DEPC
1759         esync
1760         rfde
1761
1762 9:      l32i    a0, a1, TASK_ACTIVE_MM  # unlikely case mm == 0
1763         j       8b
1764
1765 2:      /* If there was a problem, handle fault in C */
1766
1767         rsr     a4, DEPC        # still holds a2
1768         xsr     a3, EXCSAVE_1
1769         s32i    a4, a2, PT_AREG2
1770         s32i    a3, a2, PT_AREG3
1771         l32i    a4, a2, PT_AREG4
1772         mov     a1, a2
1773
1774         rsr     a2, PS
1775         bbsi.l  a2, PS_UM_BIT, 1f
1776         j       _kernel_exception
1777 1:      j       _user_exception
1778
1779
1780 /*
1781  * System Calls.
1782  *
1783  * void system_call (struct pt_regs* regs, int exccause)
1784  *                            a2                 a3
1785  */
1786
1787 ENTRY(system_call)
1788         entry   a1, 32
1789
1790         /* regs->syscall = regs->areg[2] */
1791
1792         l32i    a3, a2, PT_AREG2
1793         mov     a6, a2
1794         movi    a4, do_syscall_trace_enter
1795         s32i    a3, a2, PT_SYSCALL
1796         callx4  a4
1797
1798         /* syscall = sys_call_table[syscall_nr] */
1799
1800         movi    a4, sys_call_table;
1801         movi    a5, __NR_syscall_count
1802         movi    a6, -ENOSYS
1803         bgeu    a3, a5, 1f
1804
1805         addx4   a4, a3, a4
1806         l32i    a4, a4, 0
1807         movi    a5, sys_ni_syscall;
1808         beq     a4, a5, 1f
1809
1810         /* Load args: arg0 - arg5 are passed via regs. */
1811
1812         l32i    a6, a2, PT_AREG6
1813         l32i    a7, a2, PT_AREG3
1814         l32i    a8, a2, PT_AREG4
1815         l32i    a9, a2, PT_AREG5
1816         l32i    a10, a2, PT_AREG8
1817         l32i    a11, a2, PT_AREG9
1818
1819         /* Pass one additional argument to the syscall: pt_regs (on stack) */
1820         s32i    a2, a1, 0
1821
1822         callx4  a4
1823
1824 1:      /* regs->areg[2] = return_value */
1825
1826         s32i    a6, a2, PT_AREG2
1827         movi    a4, do_syscall_trace_leave
1828         mov     a6, a2
1829         callx4  a4
1830         retw
1831
1832
1833 /*
1834  * Create a kernel thread
1835  *
1836  * int kernel_thread(int (*fn)(void *), void *arg, unsigned long flags)
1837  * a2                    a2                 a3             a4
1838  */
1839
1840 ENTRY(kernel_thread)
1841         entry   a1, 16
1842
1843         mov     a5, a2                  # preserve fn over syscall
1844         mov     a7, a3                  # preserve args over syscall
1845
1846         movi    a3, _CLONE_VM | _CLONE_UNTRACED
1847         movi    a2, __NR_clone
1848         or      a6, a4, a3              # arg0: flags
1849         mov     a3, a1                  # arg1: sp
1850         syscall
1851
1852         beq     a3, a1, 1f              # branch if parent
1853         mov     a6, a7                  # args
1854         callx4  a5                      # fn(args)
1855
1856         movi    a2, __NR_exit
1857         syscall                         # return value of fn(args) still in a6
1858
1859 1:      retw
1860
1861 /*
1862  * Do a system call from kernel instead of calling sys_execve, so we end up
1863  * with proper pt_regs.
1864  *
1865  * int kernel_execve(const char *fname, char *const argv[], charg *const envp[])
1866  * a2                        a2               a3                  a4
1867  */
1868
1869 ENTRY(kernel_execve)
1870         entry   a1, 16
1871         mov     a6, a2                  # arg0 is in a6
1872         movi    a2, __NR_execve
1873         syscall
1874
1875         retw
1876
1877 /*
1878  * Task switch.
1879  *
1880  * struct task*  _switch_to (struct task* prev, struct task* next)
1881  *         a2                              a2                 a3
1882  */
1883
1884 ENTRY(_switch_to)
1885
1886         entry   a1, 16
1887
1888         mov     a12, a2                 # preserve 'prev' (a2)
1889         mov     a13, a3                 # and 'next' (a3)
1890
1891         l32i    a4, a2, TASK_THREAD_INFO
1892         l32i    a5, a3, TASK_THREAD_INFO
1893
1894         save_xtregs_user a4 a6 a8 a9 a10 a11 THREAD_XTREGS_USER
1895
1896         s32i    a0, a12, THREAD_RA      # save return address
1897         s32i    a1, a12, THREAD_SP      # save stack pointer
1898
1899         /* Disable ints while we manipulate the stack pointer. */
1900
1901         movi    a14, (1 << PS_EXCM_BIT) | LOCKLEVEL
1902         xsr     a14, PS
1903         rsr     a3, EXCSAVE_1
1904         rsync
1905         s32i    a3, a3, EXC_TABLE_FIXUP /* enter critical section */
1906
1907         /* Switch CPENABLE */
1908
1909 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
1910         l32i    a3, a5, THREAD_CPENABLE
1911         xsr     a3, CPENABLE
1912         s32i    a3, a4, THREAD_CPENABLE
1913 #endif
1914
1915         /* Flush register file. */
1916
1917         call0   _spill_registers        # destroys a3, a4, and SAR
1918
1919         /* Set kernel stack (and leave critical section)
1920          * Note: It's save to set it here. The stack will not be overwritten
1921          *       because the kernel stack will only be loaded again after
1922          *       we return from kernel space.
1923          */
1924
1925         rsr     a3, EXCSAVE_1           # exc_table
1926         movi    a6, 0
1927         addi    a7, a5, PT_REGS_OFFSET
1928         s32i    a6, a3, EXC_TABLE_FIXUP
1929         s32i    a7, a3, EXC_TABLE_KSTK
1930
1931         /* restore context of the task that 'next' addresses */
1932
1933         l32i    a0, a13, THREAD_RA      # restore return address
1934         l32i    a1, a13, THREAD_SP      # restore stack pointer
1935
1936         load_xtregs_user a5 a6 a8 a9 a10 a11 THREAD_XTREGS_USER
1937
1938         wsr     a14, PS
1939         mov     a2, a12                 # return 'prev'
1940         rsync
1941
1942         retw
1943
1944
1945 ENTRY(ret_from_fork)
1946
1947         /* void schedule_tail (struct task_struct *prev)
1948          * Note: prev is still in a6 (return value from fake call4 frame)
1949          */
1950         movi    a4, schedule_tail
1951         callx4  a4
1952
1953         movi    a4, do_syscall_trace_leave
1954         mov     a6, a1
1955         callx4  a4
1956
1957         j       common_exception_return
1958