Merge branch 'from-linus' into upstream
[linux-2.6] / arch / mips / mm / tlbex.c
1 /*
2  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
3  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
4  * for more details.
5  *
6  * Synthesize TLB refill handlers at runtime.
7  *
8  * Copyright (C) 2004,2005,2006 by Thiemo Seufer
9  * Copyright (C) 2005  Maciej W. Rozycki
10  * Copyright (C) 2006  Ralf Baechle (ralf@linux-mips.org)
11  *
12  * ... and the days got worse and worse and now you see
13  * I've gone completly out of my mind.
14  *
15  * They're coming to take me a away haha
16  * they're coming to take me a away hoho hihi haha
17  * to the funny farm where code is beautiful all the time ...
18  *
19  * (Condolences to Napoleon XIV)
20  */
21
22 #include <stdarg.h>
23
24 #include <linux/mm.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/types.h>
27 #include <linux/string.h>
28 #include <linux/init.h>
29
30 #include <asm/pgtable.h>
31 #include <asm/cacheflush.h>
32 #include <asm/mmu_context.h>
33 #include <asm/inst.h>
34 #include <asm/elf.h>
35 #include <asm/smp.h>
36 #include <asm/war.h>
37
38 static __init int __attribute__((unused)) r45k_bvahwbug(void)
39 {
40         /* XXX: We should probe for the presence of this bug, but we don't. */
41         return 0;
42 }
43
44 static __init int __attribute__((unused)) r4k_250MHZhwbug(void)
45 {
46         /* XXX: We should probe for the presence of this bug, but we don't. */
47         return 0;
48 }
49
50 static __init int __attribute__((unused)) bcm1250_m3_war(void)
51 {
52         return BCM1250_M3_WAR;
53 }
54
55 static __init int __attribute__((unused)) r10000_llsc_war(void)
56 {
57         return R10000_LLSC_WAR;
58 }
59
60 /*
61  * A little micro-assembler, intended for TLB refill handler
62  * synthesizing. It is intentionally kept simple, does only support
63  * a subset of instructions, and does not try to hide pipeline effects
64  * like branch delay slots.
65  */
66
67 enum fields
68 {
69         RS = 0x001,
70         RT = 0x002,
71         RD = 0x004,
72         RE = 0x008,
73         SIMM = 0x010,
74         UIMM = 0x020,
75         BIMM = 0x040,
76         JIMM = 0x080,
77         FUNC = 0x100,
78         SET = 0x200
79 };
80
81 #define OP_MASK         0x2f
82 #define OP_SH           26
83 #define RS_MASK         0x1f
84 #define RS_SH           21
85 #define RT_MASK         0x1f
86 #define RT_SH           16
87 #define RD_MASK         0x1f
88 #define RD_SH           11
89 #define RE_MASK         0x1f
90 #define RE_SH           6
91 #define IMM_MASK        0xffff
92 #define IMM_SH          0
93 #define JIMM_MASK       0x3ffffff
94 #define JIMM_SH         0
95 #define FUNC_MASK       0x2f
96 #define FUNC_SH         0
97 #define SET_MASK        0x7
98 #define SET_SH          0
99
100 enum opcode {
101         insn_invalid,
102         insn_addu, insn_addiu, insn_and, insn_andi, insn_beq,
103         insn_beql, insn_bgez, insn_bgezl, insn_bltz, insn_bltzl,
104         insn_bne, insn_daddu, insn_daddiu, insn_dmfc0, insn_dmtc0,
105         insn_dsll, insn_dsll32, insn_dsra, insn_dsrl,
106         insn_dsubu, insn_eret, insn_j, insn_jal, insn_jr, insn_ld,
107         insn_ll, insn_lld, insn_lui, insn_lw, insn_mfc0, insn_mtc0,
108         insn_ori, insn_rfe, insn_sc, insn_scd, insn_sd, insn_sll,
109         insn_sra, insn_srl, insn_subu, insn_sw, insn_tlbp, insn_tlbwi,
110         insn_tlbwr, insn_xor, insn_xori
111 };
112
113 struct insn {
114         enum opcode opcode;
115         u32 match;
116         enum fields fields;
117 };
118
119 /* This macro sets the non-variable bits of an instruction. */
120 #define M(a, b, c, d, e, f)                                     \
121         ((a) << OP_SH                                           \
122          | (b) << RS_SH                                         \
123          | (c) << RT_SH                                         \
124          | (d) << RD_SH                                         \
125          | (e) << RE_SH                                         \
126          | (f) << FUNC_SH)
127
128 static __initdata struct insn insn_table[] = {
129         { insn_addiu, M(addiu_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
130         { insn_addu, M(spec_op,0,0,0,0,addu_op), RS | RT | RD },
131         { insn_and, M(spec_op,0,0,0,0,and_op), RS | RT | RD },
132         { insn_andi, M(andi_op,0,0,0,0,0), RS | RT | UIMM },
133         { insn_beq, M(beq_op,0,0,0,0,0), RS | RT | BIMM },
134         { insn_beql, M(beql_op,0,0,0,0,0), RS | RT | BIMM },
135         { insn_bgez, M(bcond_op,0,bgez_op,0,0,0), RS | BIMM },
136         { insn_bgezl, M(bcond_op,0,bgezl_op,0,0,0), RS | BIMM },
137         { insn_bltz, M(bcond_op,0,bltz_op,0,0,0), RS | BIMM },
138         { insn_bltzl, M(bcond_op,0,bltzl_op,0,0,0), RS | BIMM },
139         { insn_bne, M(bne_op,0,0,0,0,0), RS | RT | BIMM },
140         { insn_daddiu, M(daddiu_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
141         { insn_daddu, M(spec_op,0,0,0,0,daddu_op), RS | RT | RD },
142         { insn_dmfc0, M(cop0_op,dmfc_op,0,0,0,0), RT | RD | SET},
143         { insn_dmtc0, M(cop0_op,dmtc_op,0,0,0,0), RT | RD | SET},
144         { insn_dsll, M(spec_op,0,0,0,0,dsll_op), RT | RD | RE },
145         { insn_dsll32, M(spec_op,0,0,0,0,dsll32_op), RT | RD | RE },
146         { insn_dsra, M(spec_op,0,0,0,0,dsra_op), RT | RD | RE },
147         { insn_dsrl, M(spec_op,0,0,0,0,dsrl_op), RT | RD | RE },
148         { insn_dsubu, M(spec_op,0,0,0,0,dsubu_op), RS | RT | RD },
149         { insn_eret, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,eret_op), 0 },
150         { insn_j, M(j_op,0,0,0,0,0), JIMM },
151         { insn_jal, M(jal_op,0,0,0,0,0), JIMM },
152         { insn_jr, M(spec_op,0,0,0,0,jr_op), RS },
153         { insn_ld, M(ld_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
154         { insn_ll, M(ll_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
155         { insn_lld, M(lld_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
156         { insn_lui, M(lui_op,0,0,0,0,0), RT | SIMM },
157         { insn_lw, M(lw_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
158         { insn_mfc0, M(cop0_op,mfc_op,0,0,0,0), RT | RD | SET},
159         { insn_mtc0, M(cop0_op,mtc_op,0,0,0,0), RT | RD | SET},
160         { insn_ori, M(ori_op,0,0,0,0,0), RS | RT | UIMM },
161         { insn_rfe, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,rfe_op), 0 },
162         { insn_sc, M(sc_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
163         { insn_scd, M(scd_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
164         { insn_sd, M(sd_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
165         { insn_sll, M(spec_op,0,0,0,0,sll_op), RT | RD | RE },
166         { insn_sra, M(spec_op,0,0,0,0,sra_op), RT | RD | RE },
167         { insn_srl, M(spec_op,0,0,0,0,srl_op), RT | RD | RE },
168         { insn_subu, M(spec_op,0,0,0,0,subu_op), RS | RT | RD },
169         { insn_sw, M(sw_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
170         { insn_tlbp, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,tlbp_op), 0 },
171         { insn_tlbwi, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,tlbwi_op), 0 },
172         { insn_tlbwr, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,tlbwr_op), 0 },
173         { insn_xor, M(spec_op,0,0,0,0,xor_op), RS | RT | RD },
174         { insn_xori, M(xori_op,0,0,0,0,0), RS | RT | UIMM },
175         { insn_invalid, 0, 0 }
176 };
177
178 #undef M
179
180 static __init u32 build_rs(u32 arg)
181 {
182         if (arg & ~RS_MASK)
183                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
184
185         return (arg & RS_MASK) << RS_SH;
186 }
187
188 static __init u32 build_rt(u32 arg)
189 {
190         if (arg & ~RT_MASK)
191                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
192
193         return (arg & RT_MASK) << RT_SH;
194 }
195
196 static __init u32 build_rd(u32 arg)
197 {
198         if (arg & ~RD_MASK)
199                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
200
201         return (arg & RD_MASK) << RD_SH;
202 }
203
204 static __init u32 build_re(u32 arg)
205 {
206         if (arg & ~RE_MASK)
207                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
208
209         return (arg & RE_MASK) << RE_SH;
210 }
211
212 static __init u32 build_simm(s32 arg)
213 {
214         if (arg > 0x7fff || arg < -0x8000)
215                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
216
217         return arg & 0xffff;
218 }
219
220 static __init u32 build_uimm(u32 arg)
221 {
222         if (arg & ~IMM_MASK)
223                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
224
225         return arg & IMM_MASK;
226 }
227
228 static __init u32 build_bimm(s32 arg)
229 {
230         if (arg > 0x1ffff || arg < -0x20000)
231                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
232
233         if (arg & 0x3)
234                 printk(KERN_WARNING "Invalid TLB synthesizer branch target\n");
235
236         return ((arg < 0) ? (1 << 15) : 0) | ((arg >> 2) & 0x7fff);
237 }
238
239 static __init u32 build_jimm(u32 arg)
240 {
241         if (arg & ~((JIMM_MASK) << 2))
242                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
243
244         return (arg >> 2) & JIMM_MASK;
245 }
246
247 static __init u32 build_func(u32 arg)
248 {
249         if (arg & ~FUNC_MASK)
250                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
251
252         return arg & FUNC_MASK;
253 }
254
255 static __init u32 build_set(u32 arg)
256 {
257         if (arg & ~SET_MASK)
258                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
259
260         return arg & SET_MASK;
261 }
262
263 /*
264  * The order of opcode arguments is implicitly left to right,
265  * starting with RS and ending with FUNC or IMM.
266  */
267 static void __init build_insn(u32 **buf, enum opcode opc, ...)
268 {
269         struct insn *ip = NULL;
270         unsigned int i;
271         va_list ap;
272         u32 op;
273
274         for (i = 0; insn_table[i].opcode != insn_invalid; i++)
275                 if (insn_table[i].opcode == opc) {
276                         ip = &insn_table[i];
277                         break;
278                 }
279
280         if (!ip)
281                 panic("Unsupported TLB synthesizer instruction %d", opc);
282
283         op = ip->match;
284         va_start(ap, opc);
285         if (ip->fields & RS) op |= build_rs(va_arg(ap, u32));
286         if (ip->fields & RT) op |= build_rt(va_arg(ap, u32));
287         if (ip->fields & RD) op |= build_rd(va_arg(ap, u32));
288         if (ip->fields & RE) op |= build_re(va_arg(ap, u32));
289         if (ip->fields & SIMM) op |= build_simm(va_arg(ap, s32));
290         if (ip->fields & UIMM) op |= build_uimm(va_arg(ap, u32));
291         if (ip->fields & BIMM) op |= build_bimm(va_arg(ap, s32));
292         if (ip->fields & JIMM) op |= build_jimm(va_arg(ap, u32));
293         if (ip->fields & FUNC) op |= build_func(va_arg(ap, u32));
294         if (ip->fields & SET) op |= build_set(va_arg(ap, u32));
295         va_end(ap);
296
297         **buf = op;
298         (*buf)++;
299 }
300
301 #define I_u1u2u3(op)                                            \
302         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
303                 unsigned int b, unsigned int c)                 \
304         {                                                       \
305                 build_insn(buf, insn##op, a, b, c);             \
306         }
307
308 #define I_u2u1u3(op)                                            \
309         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
310                 unsigned int b, unsigned int c)                 \
311         {                                                       \
312                 build_insn(buf, insn##op, b, a, c);             \
313         }
314
315 #define I_u3u1u2(op)                                            \
316         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
317                 unsigned int b, unsigned int c)                 \
318         {                                                       \
319                 build_insn(buf, insn##op, b, c, a);             \
320         }
321
322 #define I_u1u2s3(op)                                            \
323         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
324                 unsigned int b, signed int c)                   \
325         {                                                       \
326                 build_insn(buf, insn##op, a, b, c);             \
327         }
328
329 #define I_u2s3u1(op)                                            \
330         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
331                 signed int b, unsigned int c)                   \
332         {                                                       \
333                 build_insn(buf, insn##op, c, a, b);             \
334         }
335
336 #define I_u2u1s3(op)                                            \
337         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
338                 unsigned int b, signed int c)                   \
339         {                                                       \
340                 build_insn(buf, insn##op, b, a, c);             \
341         }
342
343 #define I_u1u2(op)                                              \
344         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
345                 unsigned int b)                                 \
346         {                                                       \
347                 build_insn(buf, insn##op, a, b);                \
348         }
349
350 #define I_u1s2(op)                                              \
351         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
352                 signed int b)                                   \
353         {                                                       \
354                 build_insn(buf, insn##op, a, b);                \
355         }
356
357 #define I_u1(op)                                                \
358         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a)      \
359         {                                                       \
360                 build_insn(buf, insn##op, a);                   \
361         }
362
363 #define I_0(op)                                                 \
364         static inline void __init i##op(u32 **buf)              \
365         {                                                       \
366                 build_insn(buf, insn##op);                      \
367         }
368
369 I_u2u1s3(_addiu);
370 I_u3u1u2(_addu);
371 I_u2u1u3(_andi);
372 I_u3u1u2(_and);
373 I_u1u2s3(_beq);
374 I_u1u2s3(_beql);
375 I_u1s2(_bgez);
376 I_u1s2(_bgezl);
377 I_u1s2(_bltz);
378 I_u1s2(_bltzl);
379 I_u1u2s3(_bne);
380 I_u1u2u3(_dmfc0);
381 I_u1u2u3(_dmtc0);
382 I_u2u1s3(_daddiu);
383 I_u3u1u2(_daddu);
384 I_u2u1u3(_dsll);
385 I_u2u1u3(_dsll32);
386 I_u2u1u3(_dsra);
387 I_u2u1u3(_dsrl);
388 I_u3u1u2(_dsubu);
389 I_0(_eret);
390 I_u1(_j);
391 I_u1(_jal);
392 I_u1(_jr);
393 I_u2s3u1(_ld);
394 I_u2s3u1(_ll);
395 I_u2s3u1(_lld);
396 I_u1s2(_lui);
397 I_u2s3u1(_lw);
398 I_u1u2u3(_mfc0);
399 I_u1u2u3(_mtc0);
400 I_u2u1u3(_ori);
401 I_0(_rfe);
402 I_u2s3u1(_sc);
403 I_u2s3u1(_scd);
404 I_u2s3u1(_sd);
405 I_u2u1u3(_sll);
406 I_u2u1u3(_sra);
407 I_u2u1u3(_srl);
408 I_u3u1u2(_subu);
409 I_u2s3u1(_sw);
410 I_0(_tlbp);
411 I_0(_tlbwi);
412 I_0(_tlbwr);
413 I_u3u1u2(_xor)
414 I_u2u1u3(_xori);
415
416 /*
417  * handling labels
418  */
419
420 enum label_id {
421         label_invalid,
422         label_second_part,
423         label_leave,
424         label_vmalloc,
425         label_vmalloc_done,
426         label_tlbw_hazard,
427         label_split,
428         label_nopage_tlbl,
429         label_nopage_tlbs,
430         label_nopage_tlbm,
431         label_smp_pgtable_change,
432         label_r3000_write_probe_fail,
433 };
434
435 struct label {
436         u32 *addr;
437         enum label_id lab;
438 };
439
440 static __init void build_label(struct label **lab, u32 *addr,
441                                enum label_id l)
442 {
443         (*lab)->addr = addr;
444         (*lab)->lab = l;
445         (*lab)++;
446 }
447
448 #define L_LA(lb)                                                \
449         static inline void l##lb(struct label **lab, u32 *addr) \
450         {                                                       \
451                 build_label(lab, addr, label##lb);              \
452         }
453
454 L_LA(_second_part)
455 L_LA(_leave)
456 L_LA(_vmalloc)
457 L_LA(_vmalloc_done)
458 L_LA(_tlbw_hazard)
459 L_LA(_split)
460 L_LA(_nopage_tlbl)
461 L_LA(_nopage_tlbs)
462 L_LA(_nopage_tlbm)
463 L_LA(_smp_pgtable_change)
464 L_LA(_r3000_write_probe_fail)
465
466 /* convenience macros for instructions */
467 #ifdef CONFIG_64BIT
468 # define i_LW(buf, rs, rt, off) i_ld(buf, rs, rt, off)
469 # define i_SW(buf, rs, rt, off) i_sd(buf, rs, rt, off)
470 # define i_SLL(buf, rs, rt, sh) i_dsll(buf, rs, rt, sh)
471 # define i_SRA(buf, rs, rt, sh) i_dsra(buf, rs, rt, sh)
472 # define i_SRL(buf, rs, rt, sh) i_dsrl(buf, rs, rt, sh)
473 # define i_MFC0(buf, rt, rd...) i_dmfc0(buf, rt, rd)
474 # define i_MTC0(buf, rt, rd...) i_dmtc0(buf, rt, rd)
475 # define i_ADDIU(buf, rs, rt, val) i_daddiu(buf, rs, rt, val)
476 # define i_ADDU(buf, rs, rt, rd) i_daddu(buf, rs, rt, rd)
477 # define i_SUBU(buf, rs, rt, rd) i_dsubu(buf, rs, rt, rd)
478 # define i_LL(buf, rs, rt, off) i_lld(buf, rs, rt, off)
479 # define i_SC(buf, rs, rt, off) i_scd(buf, rs, rt, off)
480 #else
481 # define i_LW(buf, rs, rt, off) i_lw(buf, rs, rt, off)
482 # define i_SW(buf, rs, rt, off) i_sw(buf, rs, rt, off)
483 # define i_SLL(buf, rs, rt, sh) i_sll(buf, rs, rt, sh)
484 # define i_SRA(buf, rs, rt, sh) i_sra(buf, rs, rt, sh)
485 # define i_SRL(buf, rs, rt, sh) i_srl(buf, rs, rt, sh)
486 # define i_MFC0(buf, rt, rd...) i_mfc0(buf, rt, rd)
487 # define i_MTC0(buf, rt, rd...) i_mtc0(buf, rt, rd)
488 # define i_ADDIU(buf, rs, rt, val) i_addiu(buf, rs, rt, val)
489 # define i_ADDU(buf, rs, rt, rd) i_addu(buf, rs, rt, rd)
490 # define i_SUBU(buf, rs, rt, rd) i_subu(buf, rs, rt, rd)
491 # define i_LL(buf, rs, rt, off) i_ll(buf, rs, rt, off)
492 # define i_SC(buf, rs, rt, off) i_sc(buf, rs, rt, off)
493 #endif
494
495 #define i_b(buf, off) i_beq(buf, 0, 0, off)
496 #define i_beqz(buf, rs, off) i_beq(buf, rs, 0, off)
497 #define i_beqzl(buf, rs, off) i_beql(buf, rs, 0, off)
498 #define i_bnez(buf, rs, off) i_bne(buf, rs, 0, off)
499 #define i_bnezl(buf, rs, off) i_bnel(buf, rs, 0, off)
500 #define i_move(buf, a, b) i_ADDU(buf, a, 0, b)
501 #define i_nop(buf) i_sll(buf, 0, 0, 0)
502 #define i_ssnop(buf) i_sll(buf, 0, 0, 1)
503 #define i_ehb(buf) i_sll(buf, 0, 0, 3)
504
505 #ifdef CONFIG_64BIT
506 static __init int __attribute__((unused)) in_compat_space_p(long addr)
507 {
508         /* Is this address in 32bit compat space? */
509         return (((addr) & 0xffffffff00000000L) == 0xffffffff00000000L);
510 }
511
512 static __init int __attribute__((unused)) rel_highest(long val)
513 {
514         return ((((val + 0x800080008000L) >> 48) & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
515 }
516
517 static __init int __attribute__((unused)) rel_higher(long val)
518 {
519         return ((((val + 0x80008000L) >> 32) & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
520 }
521 #endif
522
523 static __init int rel_hi(long val)
524 {
525         return ((((val + 0x8000L) >> 16) & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
526 }
527
528 static __init int rel_lo(long val)
529 {
530         return ((val & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
531 }
532
533 static __init void i_LA_mostly(u32 **buf, unsigned int rs, long addr)
534 {
535 #ifdef CONFIG_64BIT
536         if (!in_compat_space_p(addr)) {
537                 i_lui(buf, rs, rel_highest(addr));
538                 if (rel_higher(addr))
539                         i_daddiu(buf, rs, rs, rel_higher(addr));
540                 if (rel_hi(addr)) {
541                         i_dsll(buf, rs, rs, 16);
542                         i_daddiu(buf, rs, rs, rel_hi(addr));
543                         i_dsll(buf, rs, rs, 16);
544                 } else
545                         i_dsll32(buf, rs, rs, 0);
546         } else
547 #endif
548                 i_lui(buf, rs, rel_hi(addr));
549 }
550
551 static __init void __attribute__((unused)) i_LA(u32 **buf, unsigned int rs,
552                                                 long addr)
553 {
554         i_LA_mostly(buf, rs, addr);
555         if (rel_lo(addr))
556                 i_ADDIU(buf, rs, rs, rel_lo(addr));
557 }
558
559 /*
560  * handle relocations
561  */
562
563 struct reloc {
564         u32 *addr;
565         unsigned int type;
566         enum label_id lab;
567 };
568
569 static __init void r_mips_pc16(struct reloc **rel, u32 *addr,
570                                enum label_id l)
571 {
572         (*rel)->addr = addr;
573         (*rel)->type = R_MIPS_PC16;
574         (*rel)->lab = l;
575         (*rel)++;
576 }
577
578 static inline void __resolve_relocs(struct reloc *rel, struct label *lab)
579 {
580         long laddr = (long)lab->addr;
581         long raddr = (long)rel->addr;
582
583         switch (rel->type) {
584         case R_MIPS_PC16:
585                 *rel->addr |= build_bimm(laddr - (raddr + 4));
586                 break;
587
588         default:
589                 panic("Unsupported TLB synthesizer relocation %d",
590                       rel->type);
591         }
592 }
593
594 static __init void resolve_relocs(struct reloc *rel, struct label *lab)
595 {
596         struct label *l;
597
598         for (; rel->lab != label_invalid; rel++)
599                 for (l = lab; l->lab != label_invalid; l++)
600                         if (rel->lab == l->lab)
601                                 __resolve_relocs(rel, l);
602 }
603
604 static __init void move_relocs(struct reloc *rel, u32 *first, u32 *end,
605                                long off)
606 {
607         for (; rel->lab != label_invalid; rel++)
608                 if (rel->addr >= first && rel->addr < end)
609                         rel->addr += off;
610 }
611
612 static __init void move_labels(struct label *lab, u32 *first, u32 *end,
613                                long off)
614 {
615         for (; lab->lab != label_invalid; lab++)
616                 if (lab->addr >= first && lab->addr < end)
617                         lab->addr += off;
618 }
619
620 static __init void copy_handler(struct reloc *rel, struct label *lab,
621                                 u32 *first, u32 *end, u32 *target)
622 {
623         long off = (long)(target - first);
624
625         memcpy(target, first, (end - first) * sizeof(u32));
626
627         move_relocs(rel, first, end, off);
628         move_labels(lab, first, end, off);
629 }
630
631 static __init int __attribute__((unused)) insn_has_bdelay(struct reloc *rel,
632                                                           u32 *addr)
633 {
634         for (; rel->lab != label_invalid; rel++) {
635                 if (rel->addr == addr
636                     && (rel->type == R_MIPS_PC16
637                         || rel->type == R_MIPS_26))
638                         return 1;
639         }
640
641         return 0;
642 }
643
644 /* convenience functions for labeled branches */
645 static void __init __attribute__((unused))
646         il_bltz(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg, enum label_id l)
647 {
648         r_mips_pc16(r, *p, l);
649         i_bltz(p, reg, 0);
650 }
651
652 static void __init __attribute__((unused)) il_b(u32 **p, struct reloc **r,
653                                          enum label_id l)
654 {
655         r_mips_pc16(r, *p, l);
656         i_b(p, 0);
657 }
658
659 static void __init il_beqz(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg,
660                     enum label_id l)
661 {
662         r_mips_pc16(r, *p, l);
663         i_beqz(p, reg, 0);
664 }
665
666 static void __init __attribute__((unused))
667 il_beqzl(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg, enum label_id l)
668 {
669         r_mips_pc16(r, *p, l);
670         i_beqzl(p, reg, 0);
671 }
672
673 static void __init il_bnez(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg,
674                     enum label_id l)
675 {
676         r_mips_pc16(r, *p, l);
677         i_bnez(p, reg, 0);
678 }
679
680 static void __init il_bgezl(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg,
681                      enum label_id l)
682 {
683         r_mips_pc16(r, *p, l);
684         i_bgezl(p, reg, 0);
685 }
686
687 /* The only general purpose registers allowed in TLB handlers. */
688 #define K0              26
689 #define K1              27
690
691 /* Some CP0 registers */
692 #define C0_INDEX        0, 0
693 #define C0_ENTRYLO0     2, 0
694 #define C0_TCBIND       2, 2
695 #define C0_ENTRYLO1     3, 0
696 #define C0_CONTEXT      4, 0
697 #define C0_BADVADDR     8, 0
698 #define C0_ENTRYHI      10, 0
699 #define C0_EPC          14, 0
700 #define C0_XCONTEXT     20, 0
701
702 #ifdef CONFIG_64BIT
703 # define GET_CONTEXT(buf, reg) i_MFC0(buf, reg, C0_XCONTEXT)
704 #else
705 # define GET_CONTEXT(buf, reg) i_MFC0(buf, reg, C0_CONTEXT)
706 #endif
707
708 /* The worst case length of the handler is around 18 instructions for
709  * R3000-style TLBs and up to 63 instructions for R4000-style TLBs.
710  * Maximum space available is 32 instructions for R3000 and 64
711  * instructions for R4000.
712  *
713  * We deliberately chose a buffer size of 128, so we won't scribble
714  * over anything important on overflow before we panic.
715  */
716 static __initdata u32 tlb_handler[128];
717
718 /* simply assume worst case size for labels and relocs */
719 static __initdata struct label labels[128];
720 static __initdata struct reloc relocs[128];
721
722 /*
723  * The R3000 TLB handler is simple.
724  */
725 static void __init build_r3000_tlb_refill_handler(void)
726 {
727         long pgdc = (long)pgd_current;
728         u32 *p;
729         int i;
730
731         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
732         p = tlb_handler;
733
734         i_mfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
735         i_lui(&p, K1, rel_hi(pgdc)); /* cp0 delay */
736         i_lw(&p, K1, rel_lo(pgdc), K1);
737         i_srl(&p, K0, K0, 22); /* load delay */
738         i_sll(&p, K0, K0, 2);
739         i_addu(&p, K1, K1, K0);
740         i_mfc0(&p, K0, C0_CONTEXT);
741         i_lw(&p, K1, 0, K1); /* cp0 delay */
742         i_andi(&p, K0, K0, 0xffc); /* load delay */
743         i_addu(&p, K1, K1, K0);
744         i_lw(&p, K0, 0, K1);
745         i_nop(&p); /* load delay */
746         i_mtc0(&p, K0, C0_ENTRYLO0);
747         i_mfc0(&p, K1, C0_EPC); /* cp0 delay */
748         i_tlbwr(&p); /* cp0 delay */
749         i_jr(&p, K1);
750         i_rfe(&p); /* branch delay */
751
752         if (p > tlb_handler + 32)
753                 panic("TLB refill handler space exceeded");
754
755         pr_info("Synthesized TLB refill handler (%u instructions).\n",
756                 (unsigned int)(p - tlb_handler));
757
758         pr_debug("\t.set push\n");
759         pr_debug("\t.set noreorder\n");
760         for (i = 0; i < (p - tlb_handler); i++)
761                 pr_debug("\t.word 0x%08x\n", tlb_handler[i]);
762         pr_debug("\t.set pop\n");
763
764         memcpy((void *)ebase, tlb_handler, 0x80);
765 }
766
767 /*
768  * The R4000 TLB handler is much more complicated. We have two
769  * consecutive handler areas with 32 instructions space each.
770  * Since they aren't used at the same time, we can overflow in the
771  * other one.To keep things simple, we first assume linear space,
772  * then we relocate it to the final handler layout as needed.
773  */
774 static __initdata u32 final_handler[64];
775
776 /*
777  * Hazards
778  *
779  * From the IDT errata for the QED RM5230 (Nevada), processor revision 1.0:
780  * 2. A timing hazard exists for the TLBP instruction.
781  *
782  *      stalling_instruction
783  *      TLBP
784  *
785  * The JTLB is being read for the TLBP throughout the stall generated by the
786  * previous instruction. This is not really correct as the stalling instruction
787  * can modify the address used to access the JTLB.  The failure symptom is that
788  * the TLBP instruction will use an address created for the stalling instruction
789  * and not the address held in C0_ENHI and thus report the wrong results.
790  *
791  * The software work-around is to not allow the instruction preceding the TLBP
792  * to stall - make it an NOP or some other instruction guaranteed not to stall.
793  *
794  * Errata 2 will not be fixed.  This errata is also on the R5000.
795  *
796  * As if we MIPS hackers wouldn't know how to nop pipelines happy ...
797  */
798 static __init void __attribute__((unused)) build_tlb_probe_entry(u32 **p)
799 {
800         switch (current_cpu_data.cputype) {
801         /* Found by experiment: R4600 v2.0 needs this, too.  */
802         case CPU_R4600:
803         case CPU_R5000:
804         case CPU_R5000A:
805         case CPU_NEVADA:
806                 i_nop(p);
807                 i_tlbp(p);
808                 break;
809
810         default:
811                 i_tlbp(p);
812                 break;
813         }
814 }
815
816 /*
817  * Write random or indexed TLB entry, and care about the hazards from
818  * the preceeding mtc0 and for the following eret.
819  */
820 enum tlb_write_entry { tlb_random, tlb_indexed };
821
822 static __init void build_tlb_write_entry(u32 **p, struct label **l,
823                                          struct reloc **r,
824                                          enum tlb_write_entry wmode)
825 {
826         void(*tlbw)(u32 **) = NULL;
827
828         switch (wmode) {
829         case tlb_random: tlbw = i_tlbwr; break;
830         case tlb_indexed: tlbw = i_tlbwi; break;
831         }
832
833         switch (current_cpu_data.cputype) {
834         case CPU_R4000PC:
835         case CPU_R4000SC:
836         case CPU_R4000MC:
837         case CPU_R4400PC:
838         case CPU_R4400SC:
839         case CPU_R4400MC:
840                 /*
841                  * This branch uses up a mtc0 hazard nop slot and saves
842                  * two nops after the tlbw instruction.
843                  */
844                 il_bgezl(p, r, 0, label_tlbw_hazard);
845                 tlbw(p);
846                 l_tlbw_hazard(l, *p);
847                 i_nop(p);
848                 break;
849
850         case CPU_R4600:
851         case CPU_R4700:
852         case CPU_R5000:
853         case CPU_R5000A:
854                 i_nop(p);
855                 tlbw(p);
856                 i_nop(p);
857                 break;
858
859         case CPU_R4300:
860         case CPU_5KC:
861         case CPU_TX49XX:
862         case CPU_AU1000:
863         case CPU_AU1100:
864         case CPU_AU1500:
865         case CPU_AU1550:
866         case CPU_AU1200:
867         case CPU_PR4450:
868                 i_nop(p);
869                 tlbw(p);
870                 break;
871
872         case CPU_R10000:
873         case CPU_R12000:
874         case CPU_R14000:
875         case CPU_4KC:
876         case CPU_SB1:
877         case CPU_SB1A:
878         case CPU_4KSC:
879         case CPU_20KC:
880         case CPU_25KF:
881                 tlbw(p);
882                 break;
883
884         case CPU_NEVADA:
885                 i_nop(p); /* QED specifies 2 nops hazard */
886                 /*
887                  * This branch uses up a mtc0 hazard nop slot and saves
888                  * a nop after the tlbw instruction.
889                  */
890                 il_bgezl(p, r, 0, label_tlbw_hazard);
891                 tlbw(p);
892                 l_tlbw_hazard(l, *p);
893                 break;
894
895         case CPU_RM7000:
896                 i_nop(p);
897                 i_nop(p);
898                 i_nop(p);
899                 i_nop(p);
900                 tlbw(p);
901                 break;
902
903         case CPU_4KEC:
904         case CPU_24K:
905         case CPU_34K:
906         case CPU_74K:
907                 i_ehb(p);
908                 tlbw(p);
909                 break;
910
911         case CPU_RM9000:
912                 /*
913                  * When the JTLB is updated by tlbwi or tlbwr, a subsequent
914                  * use of the JTLB for instructions should not occur for 4
915                  * cpu cycles and use for data translations should not occur
916                  * for 3 cpu cycles.
917                  */
918                 i_ssnop(p);
919                 i_ssnop(p);
920                 i_ssnop(p);
921                 i_ssnop(p);
922                 tlbw(p);
923                 i_ssnop(p);
924                 i_ssnop(p);
925                 i_ssnop(p);
926                 i_ssnop(p);
927                 break;
928
929         case CPU_VR4111:
930         case CPU_VR4121:
931         case CPU_VR4122:
932         case CPU_VR4181:
933         case CPU_VR4181A:
934                 i_nop(p);
935                 i_nop(p);
936                 tlbw(p);
937                 i_nop(p);
938                 i_nop(p);
939                 break;
940
941         case CPU_VR4131:
942         case CPU_VR4133:
943         case CPU_R5432:
944                 i_nop(p);
945                 i_nop(p);
946                 tlbw(p);
947                 break;
948
949         default:
950                 panic("No TLB refill handler yet (CPU type: %d)",
951                       current_cpu_data.cputype);
952                 break;
953         }
954 }
955
956 #ifdef CONFIG_64BIT
957 /*
958  * TMP and PTR are scratch.
959  * TMP will be clobbered, PTR will hold the pmd entry.
960  */
961 static __init void
962 build_get_pmde64(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
963                  unsigned int tmp, unsigned int ptr)
964 {
965         long pgdc = (long)pgd_current;
966
967         /*
968          * The vmalloc handling is not in the hotpath.
969          */
970         i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR);
971         il_bltz(p, r, tmp, label_vmalloc);
972         /* No i_nop needed here, since the next insn doesn't touch TMP. */
973
974 #ifdef CONFIG_SMP
975 # ifdef  CONFIG_MIPS_MT_SMTC
976         /*
977          * SMTC uses TCBind value as "CPU" index
978          */
979         i_mfc0(p, ptr, C0_TCBIND);
980         i_dsrl(p, ptr, ptr, 19);
981 # else
982         /*
983          * 64 bit SMP running in XKPHYS has smp_processor_id() << 3
984          * stored in CONTEXT.
985          */
986         i_dmfc0(p, ptr, C0_CONTEXT);
987         i_dsrl(p, ptr, ptr, 23);
988 #endif
989         i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
990         i_daddu(p, ptr, ptr, tmp);
991         i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR);
992         i_ld(p, ptr, rel_lo(pgdc), ptr);
993 #else
994         i_LA_mostly(p, ptr, pgdc);
995         i_ld(p, ptr, rel_lo(pgdc), ptr);
996 #endif
997
998         l_vmalloc_done(l, *p);
999         i_dsrl(p, tmp, tmp, PGDIR_SHIFT-3); /* get pgd offset in bytes */
1000         i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PGD - 1)<<3);
1001         i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pgd offset */
1002         i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
1003         i_ld(p, ptr, 0, ptr); /* get pmd pointer */
1004         i_dsrl(p, tmp, tmp, PMD_SHIFT-3); /* get pmd offset in bytes */
1005         i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PMD - 1)<<3);
1006         i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pmd offset */
1007 }
1008
1009 /*
1010  * BVADDR is the faulting address, PTR is scratch.
1011  * PTR will hold the pgd for vmalloc.
1012  */
1013 static __init void
1014 build_get_pgd_vmalloc64(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
1015                         unsigned int bvaddr, unsigned int ptr)
1016 {
1017         long swpd = (long)swapper_pg_dir;
1018
1019         l_vmalloc(l, *p);
1020         i_LA(p, ptr, VMALLOC_START);
1021         i_dsubu(p, bvaddr, bvaddr, ptr);
1022
1023         if (in_compat_space_p(swpd) && !rel_lo(swpd)) {
1024                 il_b(p, r, label_vmalloc_done);
1025                 i_lui(p, ptr, rel_hi(swpd));
1026         } else {
1027                 i_LA_mostly(p, ptr, swpd);
1028                 il_b(p, r, label_vmalloc_done);
1029                 i_daddiu(p, ptr, ptr, rel_lo(swpd));
1030         }
1031 }
1032
1033 #else /* !CONFIG_64BIT */
1034
1035 /*
1036  * TMP and PTR are scratch.
1037  * TMP will be clobbered, PTR will hold the pgd entry.
1038  */
1039 static __init void __attribute__((unused))
1040 build_get_pgde32(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptr)
1041 {
1042         long pgdc = (long)pgd_current;
1043
1044         /* 32 bit SMP has smp_processor_id() stored in CONTEXT. */
1045 #ifdef CONFIG_SMP
1046 #ifdef  CONFIG_MIPS_MT_SMTC
1047         /*
1048          * SMTC uses TCBind value as "CPU" index
1049          */
1050         i_mfc0(p, ptr, C0_TCBIND);
1051         i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
1052         i_srl(p, ptr, ptr, 19);
1053 #else
1054         /*
1055          * smp_processor_id() << 3 is stored in CONTEXT.
1056          */
1057         i_mfc0(p, ptr, C0_CONTEXT);
1058         i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
1059         i_srl(p, ptr, ptr, 23);
1060 #endif
1061         i_addu(p, ptr, tmp, ptr);
1062 #else
1063         i_LA_mostly(p, ptr, pgdc);
1064 #endif
1065         i_mfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
1066         i_lw(p, ptr, rel_lo(pgdc), ptr);
1067         i_srl(p, tmp, tmp, PGDIR_SHIFT); /* get pgd only bits */
1068         i_sll(p, tmp, tmp, PGD_T_LOG2);
1069         i_addu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pgd offset */
1070 }
1071
1072 #endif /* !CONFIG_64BIT */
1073
1074 static __init void build_adjust_context(u32 **p, unsigned int ctx)
1075 {
1076         unsigned int shift = 4 - (PTE_T_LOG2 + 1);
1077         unsigned int mask = (PTRS_PER_PTE / 2 - 1) << (PTE_T_LOG2 + 1);
1078
1079         switch (current_cpu_data.cputype) {
1080         case CPU_VR41XX:
1081         case CPU_VR4111:
1082         case CPU_VR4121:
1083         case CPU_VR4122:
1084         case CPU_VR4131:
1085         case CPU_VR4181:
1086         case CPU_VR4181A:
1087         case CPU_VR4133:
1088                 shift += 2;
1089                 break;
1090
1091         default:
1092                 break;
1093         }
1094
1095         if (shift)
1096                 i_SRL(p, ctx, ctx, shift);
1097         i_andi(p, ctx, ctx, mask);
1098 }
1099
1100 static __init void build_get_ptep(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptr)
1101 {
1102         /*
1103          * Bug workaround for the Nevada. It seems as if under certain
1104          * circumstances the move from cp0_context might produce a
1105          * bogus result when the mfc0 instruction and its consumer are
1106          * in a different cacheline or a load instruction, probably any
1107          * memory reference, is between them.
1108          */
1109         switch (current_cpu_data.cputype) {
1110         case CPU_NEVADA:
1111                 i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1112                 GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1113                 break;
1114
1115         default:
1116                 GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1117                 i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1118                 break;
1119         }
1120
1121         build_adjust_context(p, tmp);
1122         i_ADDU(p, ptr, ptr, tmp); /* add in offset */
1123 }
1124
1125 static __init void build_update_entries(u32 **p, unsigned int tmp,
1126                                         unsigned int ptep)
1127 {
1128         /*
1129          * 64bit address support (36bit on a 32bit CPU) in a 32bit
1130          * Kernel is a special case. Only a few CPUs use it.
1131          */
1132 #ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1133         if (cpu_has_64bits) {
1134                 i_ld(p, tmp, 0, ptep); /* get even pte */
1135                 i_ld(p, ptep, sizeof(pte_t), ptep); /* get odd pte */
1136                 i_dsrl(p, tmp, tmp, 6); /* convert to entrylo0 */
1137                 i_mtc0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1138                 i_dsrl(p, ptep, ptep, 6); /* convert to entrylo1 */
1139                 i_mtc0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1140         } else {
1141                 int pte_off_even = sizeof(pte_t) / 2;
1142                 int pte_off_odd = pte_off_even + sizeof(pte_t);
1143
1144                 /* The pte entries are pre-shifted */
1145                 i_lw(p, tmp, pte_off_even, ptep); /* get even pte */
1146                 i_mtc0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1147                 i_lw(p, ptep, pte_off_odd, ptep); /* get odd pte */
1148                 i_mtc0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1149         }
1150 #else
1151         i_LW(p, tmp, 0, ptep); /* get even pte */
1152         i_LW(p, ptep, sizeof(pte_t), ptep); /* get odd pte */
1153         if (r45k_bvahwbug())
1154                 build_tlb_probe_entry(p);
1155         i_SRL(p, tmp, tmp, 6); /* convert to entrylo0 */
1156         if (r4k_250MHZhwbug())
1157                 i_mtc0(p, 0, C0_ENTRYLO0);
1158         i_mtc0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1159         i_SRL(p, ptep, ptep, 6); /* convert to entrylo1 */
1160         if (r45k_bvahwbug())
1161                 i_mfc0(p, tmp, C0_INDEX);
1162         if (r4k_250MHZhwbug())
1163                 i_mtc0(p, 0, C0_ENTRYLO1);
1164         i_mtc0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1165 #endif
1166 }
1167
1168 static void __init build_r4000_tlb_refill_handler(void)
1169 {
1170         u32 *p = tlb_handler;
1171         struct label *l = labels;
1172         struct reloc *r = relocs;
1173         u32 *f;
1174         unsigned int final_len;
1175         int i;
1176
1177         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
1178         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1179         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1180         memset(final_handler, 0, sizeof(final_handler));
1181
1182         /*
1183          * create the plain linear handler
1184          */
1185         if (bcm1250_m3_war()) {
1186                 i_MFC0(&p, K0, C0_BADVADDR);
1187                 i_MFC0(&p, K1, C0_ENTRYHI);
1188                 i_xor(&p, K0, K0, K1);
1189                 i_SRL(&p, K0, K0, PAGE_SHIFT + 1);
1190                 il_bnez(&p, &r, K0, label_leave);
1191                 /* No need for i_nop */
1192         }
1193
1194 #ifdef CONFIG_64BIT
1195         build_get_pmde64(&p, &l, &r, K0, K1); /* get pmd in K1 */
1196 #else
1197         build_get_pgde32(&p, K0, K1); /* get pgd in K1 */
1198 #endif
1199
1200         build_get_ptep(&p, K0, K1);
1201         build_update_entries(&p, K0, K1);
1202         build_tlb_write_entry(&p, &l, &r, tlb_random);
1203         l_leave(&l, p);
1204         i_eret(&p); /* return from trap */
1205
1206 #ifdef CONFIG_64BIT
1207         build_get_pgd_vmalloc64(&p, &l, &r, K0, K1);
1208 #endif
1209
1210         /*
1211          * Overflow check: For the 64bit handler, we need at least one
1212          * free instruction slot for the wrap-around branch. In worst
1213          * case, if the intended insertion point is a delay slot, we
1214          * need three, with the the second nop'ed and the third being
1215          * unused.
1216          */
1217 #ifdef CONFIG_32BIT
1218         if ((p - tlb_handler) > 64)
1219                 panic("TLB refill handler space exceeded");
1220 #else
1221         if (((p - tlb_handler) > 63)
1222             || (((p - tlb_handler) > 61)
1223                 && insn_has_bdelay(relocs, tlb_handler + 29)))
1224                 panic("TLB refill handler space exceeded");
1225 #endif
1226
1227         /*
1228          * Now fold the handler in the TLB refill handler space.
1229          */
1230 #ifdef CONFIG_32BIT
1231         f = final_handler;
1232         /* Simplest case, just copy the handler. */
1233         copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, p, f);
1234         final_len = p - tlb_handler;
1235 #else /* CONFIG_64BIT */
1236         f = final_handler + 32;
1237         if ((p - tlb_handler) <= 32) {
1238                 /* Just copy the handler. */
1239                 copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, p, f);
1240                 final_len = p - tlb_handler;
1241         } else {
1242                 u32 *split = tlb_handler + 30;
1243
1244                 /*
1245                  * Find the split point.
1246                  */
1247                 if (insn_has_bdelay(relocs, split - 1))
1248                         split--;
1249
1250                 /* Copy first part of the handler. */
1251                 copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, split, f);
1252                 f += split - tlb_handler;
1253
1254                 /* Insert branch. */
1255                 l_split(&l, final_handler);
1256                 il_b(&f, &r, label_split);
1257                 if (insn_has_bdelay(relocs, split))
1258                         i_nop(&f);
1259                 else {
1260                         copy_handler(relocs, labels, split, split + 1, f);
1261                         move_labels(labels, f, f + 1, -1);
1262                         f++;
1263                         split++;
1264                 }
1265
1266                 /* Copy the rest of the handler. */
1267                 copy_handler(relocs, labels, split, p, final_handler);
1268                 final_len = (f - (final_handler + 32)) + (p - split);
1269         }
1270 #endif /* CONFIG_64BIT */
1271
1272         resolve_relocs(relocs, labels);
1273         pr_info("Synthesized TLB refill handler (%u instructions).\n",
1274                 final_len);
1275
1276         f = final_handler;
1277 #ifdef CONFIG_64BIT
1278         if (final_len > 32)
1279                 final_len = 64;
1280         else
1281                 f = final_handler + 32;
1282 #endif /* CONFIG_64BIT */
1283         pr_debug("\t.set push\n");
1284         pr_debug("\t.set noreorder\n");
1285         for (i = 0; i < final_len; i++)
1286                 pr_debug("\t.word 0x%08x\n", f[i]);
1287         pr_debug("\t.set pop\n");
1288
1289         memcpy((void *)ebase, final_handler, 0x100);
1290 }
1291
1292 /*
1293  * TLB load/store/modify handlers.
1294  *
1295  * Only the fastpath gets synthesized at runtime, the slowpath for
1296  * do_page_fault remains normal asm.
1297  */
1298 extern void tlb_do_page_fault_0(void);
1299 extern void tlb_do_page_fault_1(void);
1300
1301 #define __tlb_handler_align \
1302         __attribute__((__aligned__(1 << CONFIG_MIPS_L1_CACHE_SHIFT)))
1303
1304 /*
1305  * 128 instructions for the fastpath handler is generous and should
1306  * never be exceeded.
1307  */
1308 #define FASTPATH_SIZE 128
1309
1310 u32 __tlb_handler_align handle_tlbl[FASTPATH_SIZE];
1311 u32 __tlb_handler_align handle_tlbs[FASTPATH_SIZE];
1312 u32 __tlb_handler_align handle_tlbm[FASTPATH_SIZE];
1313
1314 static void __init
1315 iPTE_LW(u32 **p, struct label **l, unsigned int pte, unsigned int ptr)
1316 {
1317 #ifdef CONFIG_SMP
1318 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1319         if (cpu_has_64bits)
1320                 i_lld(p, pte, 0, ptr);
1321         else
1322 # endif
1323                 i_LL(p, pte, 0, ptr);
1324 #else
1325 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1326         if (cpu_has_64bits)
1327                 i_ld(p, pte, 0, ptr);
1328         else
1329 # endif
1330                 i_LW(p, pte, 0, ptr);
1331 #endif
1332 }
1333
1334 static void __init
1335 iPTE_SW(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int pte, unsigned int ptr,
1336         unsigned int mode)
1337 {
1338 #ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1339         unsigned int hwmode = mode & (_PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
1340 #endif
1341
1342         i_ori(p, pte, pte, mode);
1343 #ifdef CONFIG_SMP
1344 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1345         if (cpu_has_64bits)
1346                 i_scd(p, pte, 0, ptr);
1347         else
1348 # endif
1349                 i_SC(p, pte, 0, ptr);
1350
1351         if (r10000_llsc_war())
1352                 il_beqzl(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1353         else
1354                 il_beqz(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1355
1356 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1357         if (!cpu_has_64bits) {
1358                 /* no i_nop needed */
1359                 i_ll(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1360                 i_ori(p, pte, pte, hwmode);
1361                 i_sc(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1362                 il_beqz(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1363                 /* no i_nop needed */
1364                 i_lw(p, pte, 0, ptr);
1365         } else
1366                 i_nop(p);
1367 # else
1368         i_nop(p);
1369 # endif
1370 #else
1371 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1372         if (cpu_has_64bits)
1373                 i_sd(p, pte, 0, ptr);
1374         else
1375 # endif
1376                 i_SW(p, pte, 0, ptr);
1377
1378 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1379         if (!cpu_has_64bits) {
1380                 i_lw(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1381                 i_ori(p, pte, pte, hwmode);
1382                 i_sw(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1383                 i_lw(p, pte, 0, ptr);
1384         }
1385 # endif
1386 #endif
1387 }
1388
1389 /*
1390  * Check if PTE is present, if not then jump to LABEL. PTR points to
1391  * the page table where this PTE is located, PTE will be re-loaded
1392  * with it's original value.
1393  */
1394 static void __init
1395 build_pte_present(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
1396                   unsigned int pte, unsigned int ptr, enum label_id lid)
1397 {
1398         i_andi(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_READ);
1399         i_xori(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_READ);
1400         il_bnez(p, r, pte, lid);
1401         iPTE_LW(p, l, pte, ptr);
1402 }
1403
1404 /* Make PTE valid, store result in PTR. */
1405 static void __init
1406 build_make_valid(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int pte,
1407                  unsigned int ptr)
1408 {
1409         unsigned int mode = _PAGE_VALID | _PAGE_ACCESSED;
1410
1411         iPTE_SW(p, r, pte, ptr, mode);
1412 }
1413
1414 /*
1415  * Check if PTE can be written to, if not branch to LABEL. Regardless
1416  * restore PTE with value from PTR when done.
1417  */
1418 static void __init
1419 build_pte_writable(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
1420                    unsigned int pte, unsigned int ptr, enum label_id lid)
1421 {
1422         i_andi(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_WRITE);
1423         i_xori(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_WRITE);
1424         il_bnez(p, r, pte, lid);
1425         iPTE_LW(p, l, pte, ptr);
1426 }
1427
1428 /* Make PTE writable, update software status bits as well, then store
1429  * at PTR.
1430  */
1431 static void __init
1432 build_make_write(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int pte,
1433                  unsigned int ptr)
1434 {
1435         unsigned int mode = (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID
1436                              | _PAGE_DIRTY);
1437
1438         iPTE_SW(p, r, pte, ptr, mode);
1439 }
1440
1441 /*
1442  * Check if PTE can be modified, if not branch to LABEL. Regardless
1443  * restore PTE with value from PTR when done.
1444  */
1445 static void __init
1446 build_pte_modifiable(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
1447                      unsigned int pte, unsigned int ptr, enum label_id lid)
1448 {
1449         i_andi(p, pte, pte, _PAGE_WRITE);
1450         il_beqz(p, r, pte, lid);
1451         iPTE_LW(p, l, pte, ptr);
1452 }
1453
1454 /*
1455  * R3000 style TLB load/store/modify handlers.
1456  */
1457
1458 /*
1459  * This places the pte into ENTRYLO0 and writes it with tlbwi.
1460  * Then it returns.
1461  */
1462 static void __init
1463 build_r3000_pte_reload_tlbwi(u32 **p, unsigned int pte, unsigned int tmp)
1464 {
1465         i_mtc0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* cp0 delay */
1466         i_mfc0(p, tmp, C0_EPC); /* cp0 delay */
1467         i_tlbwi(p);
1468         i_jr(p, tmp);
1469         i_rfe(p); /* branch delay */
1470 }
1471
1472 /*
1473  * This places the pte into ENTRYLO0 and writes it with tlbwi
1474  * or tlbwr as appropriate.  This is because the index register
1475  * may have the probe fail bit set as a result of a trap on a
1476  * kseg2 access, i.e. without refill.  Then it returns.
1477  */
1478 static void __init
1479 build_r3000_tlb_reload_write(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
1480                              unsigned int pte, unsigned int tmp)
1481 {
1482         i_mfc0(p, tmp, C0_INDEX);
1483         i_mtc0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* cp0 delay */
1484         il_bltz(p, r, tmp, label_r3000_write_probe_fail); /* cp0 delay */
1485         i_mfc0(p, tmp, C0_EPC); /* branch delay */
1486         i_tlbwi(p); /* cp0 delay */
1487         i_jr(p, tmp);
1488         i_rfe(p); /* branch delay */
1489         l_r3000_write_probe_fail(l, *p);
1490         i_tlbwr(p); /* cp0 delay */
1491         i_jr(p, tmp);
1492         i_rfe(p); /* branch delay */
1493 }
1494
1495 static void __init
1496 build_r3000_tlbchange_handler_head(u32 **p, unsigned int pte,
1497                                    unsigned int ptr)
1498 {
1499         long pgdc = (long)pgd_current;
1500
1501         i_mfc0(p, pte, C0_BADVADDR);
1502         i_lui(p, ptr, rel_hi(pgdc)); /* cp0 delay */
1503         i_lw(p, ptr, rel_lo(pgdc), ptr);
1504         i_srl(p, pte, pte, 22); /* load delay */
1505         i_sll(p, pte, pte, 2);
1506         i_addu(p, ptr, ptr, pte);
1507         i_mfc0(p, pte, C0_CONTEXT);
1508         i_lw(p, ptr, 0, ptr); /* cp0 delay */
1509         i_andi(p, pte, pte, 0xffc); /* load delay */
1510         i_addu(p, ptr, ptr, pte);
1511         i_lw(p, pte, 0, ptr);
1512         i_tlbp(p); /* load delay */
1513 }
1514
1515 static void __init build_r3000_tlb_load_handler(void)
1516 {
1517         u32 *p = handle_tlbl;
1518         struct label *l = labels;
1519         struct reloc *r = relocs;
1520         int i;
1521
1522         memset(handle_tlbl, 0, sizeof(handle_tlbl));
1523         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1524         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1525
1526         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1527         build_pte_present(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbl);
1528         i_nop(&p); /* load delay */
1529         build_make_valid(&p, &r, K0, K1);
1530         build_r3000_tlb_reload_write(&p, &l, &r, K0, K1);
1531
1532         l_nopage_tlbl(&l, p);
1533         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 0x0fffffff);
1534         i_nop(&p);
1535
1536         if ((p - handle_tlbl) > FASTPATH_SIZE)
1537                 panic("TLB load handler fastpath space exceeded");
1538
1539         resolve_relocs(relocs, labels);
1540         pr_info("Synthesized TLB load handler fastpath (%u instructions).\n",
1541                 (unsigned int)(p - handle_tlbl));
1542
1543         pr_debug("\t.set push\n");
1544         pr_debug("\t.set noreorder\n");
1545         for (i = 0; i < (p - handle_tlbl); i++)
1546                 pr_debug("\t.word 0x%08x\n", handle_tlbl[i]);
1547         pr_debug("\t.set pop\n");
1548 }
1549
1550 static void __init build_r3000_tlb_store_handler(void)
1551 {
1552         u32 *p = handle_tlbs;
1553         struct label *l = labels;
1554         struct reloc *r = relocs;
1555         int i;
1556
1557         memset(handle_tlbs, 0, sizeof(handle_tlbs));
1558         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1559         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1560
1561         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1562         build_pte_writable(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbs);
1563         i_nop(&p); /* load delay */
1564         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1565         build_r3000_tlb_reload_write(&p, &l, &r, K0, K1);
1566
1567         l_nopage_tlbs(&l, p);
1568         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1569         i_nop(&p);
1570
1571         if ((p - handle_tlbs) > FASTPATH_SIZE)
1572                 panic("TLB store handler fastpath space exceeded");
1573
1574         resolve_relocs(relocs, labels);
1575         pr_info("Synthesized TLB store handler fastpath (%u instructions).\n",
1576                 (unsigned int)(p - handle_tlbs));
1577
1578         pr_debug("\t.set push\n");
1579         pr_debug("\t.set noreorder\n");
1580         for (i = 0; i < (p - handle_tlbs); i++)
1581                 pr_debug("\t.word 0x%08x\n", handle_tlbs[i]);
1582         pr_debug("\t.set pop\n");
1583 }
1584
1585 static void __init build_r3000_tlb_modify_handler(void)
1586 {
1587         u32 *p = handle_tlbm;
1588         struct label *l = labels;
1589         struct reloc *r = relocs;
1590         int i;
1591
1592         memset(handle_tlbm, 0, sizeof(handle_tlbm));
1593         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1594         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1595
1596         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1597         build_pte_modifiable(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbm);
1598         i_nop(&p); /* load delay */
1599         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1600         build_r3000_pte_reload_tlbwi(&p, K0, K1);
1601
1602         l_nopage_tlbm(&l, p);
1603         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1604         i_nop(&p);
1605
1606         if ((p - handle_tlbm) > FASTPATH_SIZE)
1607                 panic("TLB modify handler fastpath space exceeded");
1608
1609         resolve_relocs(relocs, labels);
1610         pr_info("Synthesized TLB modify handler fastpath (%u instructions).\n",
1611                 (unsigned int)(p - handle_tlbm));
1612
1613         pr_debug("\t.set push\n");
1614         pr_debug("\t.set noreorder\n");
1615         for (i = 0; i < (p - handle_tlbm); i++)
1616                 pr_debug("\t.word 0x%08x\n", handle_tlbm[i]);
1617         pr_debug("\t.set pop\n");
1618 }
1619
1620 /*
1621  * R4000 style TLB load/store/modify handlers.
1622  */
1623 static void __init
1624 build_r4000_tlbchange_handler_head(u32 **p, struct label **l,
1625                                    struct reloc **r, unsigned int pte,
1626                                    unsigned int ptr)
1627 {
1628 #ifdef CONFIG_64BIT
1629         build_get_pmde64(p, l, r, pte, ptr); /* get pmd in ptr */
1630 #else
1631         build_get_pgde32(p, pte, ptr); /* get pgd in ptr */
1632 #endif
1633
1634         i_MFC0(p, pte, C0_BADVADDR);
1635         i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1636         i_SRL(p, pte, pte, PAGE_SHIFT + PTE_ORDER - PTE_T_LOG2);
1637         i_andi(p, pte, pte, (PTRS_PER_PTE - 1) << PTE_T_LOG2);
1638         i_ADDU(p, ptr, ptr, pte);
1639
1640 #ifdef CONFIG_SMP
1641         l_smp_pgtable_change(l, *p);
1642 # endif
1643         iPTE_LW(p, l, pte, ptr); /* get even pte */
1644         build_tlb_probe_entry(p);
1645 }
1646
1647 static void __init
1648 build_r4000_tlbchange_handler_tail(u32 **p, struct label **l,
1649                                    struct reloc **r, unsigned int tmp,
1650                                    unsigned int ptr)
1651 {
1652         i_ori(p, ptr, ptr, sizeof(pte_t));
1653         i_xori(p, ptr, ptr, sizeof(pte_t));
1654         build_update_entries(p, tmp, ptr);
1655         build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_indexed);
1656         l_leave(l, *p);
1657         i_eret(p); /* return from trap */
1658
1659 #ifdef CONFIG_64BIT
1660         build_get_pgd_vmalloc64(p, l, r, tmp, ptr);
1661 #endif
1662 }
1663
1664 static void __init build_r4000_tlb_load_handler(void)
1665 {
1666         u32 *p = handle_tlbl;
1667         struct label *l = labels;
1668         struct reloc *r = relocs;
1669         int i;
1670
1671         memset(handle_tlbl, 0, sizeof(handle_tlbl));
1672         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1673         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1674
1675         if (bcm1250_m3_war()) {
1676                 i_MFC0(&p, K0, C0_BADVADDR);
1677                 i_MFC0(&p, K1, C0_ENTRYHI);
1678                 i_xor(&p, K0, K0, K1);
1679                 i_SRL(&p, K0, K0, PAGE_SHIFT + 1);
1680                 il_bnez(&p, &r, K0, label_leave);
1681                 /* No need for i_nop */
1682         }
1683
1684         build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r, K0, K1);
1685         build_pte_present(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbl);
1686         build_make_valid(&p, &r, K0, K1);
1687         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, K0, K1);
1688
1689         l_nopage_tlbl(&l, p);
1690         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 0x0fffffff);
1691         i_nop(&p);
1692
1693         if ((p - handle_tlbl) > FASTPATH_SIZE)
1694                 panic("TLB load handler fastpath space exceeded");
1695
1696         resolve_relocs(relocs, labels);
1697         pr_info("Synthesized TLB load handler fastpath (%u instructions).\n",
1698                 (unsigned int)(p - handle_tlbl));
1699
1700         pr_debug("\t.set push\n");
1701         pr_debug("\t.set noreorder\n");
1702         for (i = 0; i < (p - handle_tlbl); i++)
1703                 pr_debug("\t.word 0x%08x\n", handle_tlbl[i]);
1704         pr_debug("\t.set pop\n");
1705 }
1706
1707 static void __init build_r4000_tlb_store_handler(void)
1708 {
1709         u32 *p = handle_tlbs;
1710         struct label *l = labels;
1711         struct reloc *r = relocs;
1712         int i;
1713
1714         memset(handle_tlbs, 0, sizeof(handle_tlbs));
1715         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1716         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1717
1718         build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r, K0, K1);
1719         build_pte_writable(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbs);
1720         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1721         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, K0, K1);
1722
1723         l_nopage_tlbs(&l, p);
1724         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1725         i_nop(&p);
1726
1727         if ((p - handle_tlbs) > FASTPATH_SIZE)
1728                 panic("TLB store handler fastpath space exceeded");
1729
1730         resolve_relocs(relocs, labels);
1731         pr_info("Synthesized TLB store handler fastpath (%u instructions).\n",
1732                 (unsigned int)(p - handle_tlbs));
1733
1734         pr_debug("\t.set push\n");
1735         pr_debug("\t.set noreorder\n");
1736         for (i = 0; i < (p - handle_tlbs); i++)
1737                 pr_debug("\t.word 0x%08x\n", handle_tlbs[i]);
1738         pr_debug("\t.set pop\n");
1739 }
1740
1741 static void __init build_r4000_tlb_modify_handler(void)
1742 {
1743         u32 *p = handle_tlbm;
1744         struct label *l = labels;
1745         struct reloc *r = relocs;
1746         int i;
1747
1748         memset(handle_tlbm, 0, sizeof(handle_tlbm));
1749         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1750         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1751
1752         build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r, K0, K1);
1753         build_pte_modifiable(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbm);
1754         /* Present and writable bits set, set accessed and dirty bits. */
1755         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1756         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, K0, K1);
1757
1758         l_nopage_tlbm(&l, p);
1759         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1760         i_nop(&p);
1761
1762         if ((p - handle_tlbm) > FASTPATH_SIZE)
1763                 panic("TLB modify handler fastpath space exceeded");
1764
1765         resolve_relocs(relocs, labels);
1766         pr_info("Synthesized TLB modify handler fastpath (%u instructions).\n",
1767                 (unsigned int)(p - handle_tlbm));
1768
1769         pr_debug("\t.set push\n");
1770         pr_debug("\t.set noreorder\n");
1771         for (i = 0; i < (p - handle_tlbm); i++)
1772                 pr_debug("\t.word 0x%08x\n", handle_tlbm[i]);
1773         pr_debug("\t.set pop\n");
1774 }
1775
1776 void __init build_tlb_refill_handler(void)
1777 {
1778         /*
1779          * The refill handler is generated per-CPU, multi-node systems
1780          * may have local storage for it. The other handlers are only
1781          * needed once.
1782          */
1783         static int run_once = 0;
1784
1785         switch (current_cpu_data.cputype) {
1786         case CPU_R2000:
1787         case CPU_R3000:
1788         case CPU_R3000A:
1789         case CPU_R3081E:
1790         case CPU_TX3912:
1791         case CPU_TX3922:
1792         case CPU_TX3927:
1793                 build_r3000_tlb_refill_handler();
1794                 if (!run_once) {
1795                         build_r3000_tlb_load_handler();
1796                         build_r3000_tlb_store_handler();
1797                         build_r3000_tlb_modify_handler();
1798                         run_once++;
1799                 }
1800                 break;
1801
1802         case CPU_R6000:
1803         case CPU_R6000A:
1804                 panic("No R6000 TLB refill handler yet");
1805                 break;
1806
1807         case CPU_R8000:
1808                 panic("No R8000 TLB refill handler yet");
1809                 break;
1810
1811         default:
1812                 build_r4000_tlb_refill_handler();
1813                 if (!run_once) {
1814                         build_r4000_tlb_load_handler();
1815                         build_r4000_tlb_store_handler();
1816                         build_r4000_tlb_modify_handler();
1817                         run_once++;
1818                 }
1819         }
1820 }
1821
1822 void __init flush_tlb_handlers(void)
1823 {
1824         flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbl,
1825                            (unsigned long)handle_tlbl + sizeof(handle_tlbl));
1826         flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbs,
1827                            (unsigned long)handle_tlbs + sizeof(handle_tlbs));
1828         flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbm,
1829                            (unsigned long)handle_tlbm + sizeof(handle_tlbm));
1830 }