Merge git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/rusty/linux-2.6-for-linus
[linux-2.6] / arch / powerpc / kernel / head_40x.S
1 /*
2  *    Copyright (c) 1995-1996 Gary Thomas <gdt@linuxppc.org>
3  *      Initial PowerPC version.
4  *    Copyright (c) 1996 Cort Dougan <cort@cs.nmt.edu>
5  *      Rewritten for PReP
6  *    Copyright (c) 1996 Paul Mackerras <paulus@cs.anu.edu.au>
7  *      Low-level exception handers, MMU support, and rewrite.
8  *    Copyright (c) 1997 Dan Malek <dmalek@jlc.net>
9  *      PowerPC 8xx modifications.
10  *    Copyright (c) 1998-1999 TiVo, Inc.
11  *      PowerPC 403GCX modifications.
12  *    Copyright (c) 1999 Grant Erickson <grant@lcse.umn.edu>
13  *      PowerPC 403GCX/405GP modifications.
14  *    Copyright 2000 MontaVista Software Inc.
15  *      PPC405 modifications
16  *      PowerPC 403GCX/405GP modifications.
17  *      Author: MontaVista Software, Inc.
18  *              frank_rowand@mvista.com or source@mvista.com
19  *              debbie_chu@mvista.com
20  *
21  *
22  *    Module name: head_4xx.S
23  *
24  *    Description:
25  *      Kernel execution entry point code.
26  *
27  *    This program is free software; you can redistribute it and/or
28  *    modify it under the terms of the GNU General Public License
29  *    as published by the Free Software Foundation; either version
30  *    2 of the License, or (at your option) any later version.
31  *
32  */
33
34 #include <asm/processor.h>
35 #include <asm/page.h>
36 #include <asm/mmu.h>
37 #include <asm/pgtable.h>
38 #include <asm/cputable.h>
39 #include <asm/thread_info.h>
40 #include <asm/ppc_asm.h>
41 #include <asm/asm-offsets.h>
42
43 /* As with the other PowerPC ports, it is expected that when code
44  * execution begins here, the following registers contain valid, yet
45  * optional, information:
46  *
47  *   r3 - Board info structure pointer (DRAM, frequency, MAC address, etc.)
48  *   r4 - Starting address of the init RAM disk
49  *   r5 - Ending address of the init RAM disk
50  *   r6 - Start of kernel command line string (e.g. "mem=96m")
51  *   r7 - End of kernel command line string
52  *
53  * This is all going to change RSN when we add bi_recs.......  -- Dan
54  */
55         .section        .text.head, "ax"
56 _ENTRY(_stext);
57 _ENTRY(_start);
58
59         /* Save parameters we are passed.
60         */
61         mr      r31,r3
62         mr      r30,r4
63         mr      r29,r5
64         mr      r28,r6
65         mr      r27,r7
66
67         /* We have to turn on the MMU right away so we get cache modes
68          * set correctly.
69          */
70         bl      initial_mmu
71
72 /* We now have the lower 16 Meg mapped into TLB entries, and the caches
73  * ready to work.
74  */
75 turn_on_mmu:
76         lis     r0,MSR_KERNEL@h
77         ori     r0,r0,MSR_KERNEL@l
78         mtspr   SPRN_SRR1,r0
79         lis     r0,start_here@h
80         ori     r0,r0,start_here@l
81         mtspr   SPRN_SRR0,r0
82         SYNC
83         rfi                             /* enables MMU */
84         b       .                       /* prevent prefetch past rfi */
85
86 /*
87  * This area is used for temporarily saving registers during the
88  * critical exception prolog.
89  */
90         . = 0xc0
91 crit_save:
92 _ENTRY(crit_r10)
93         .space  4
94 _ENTRY(crit_r11)
95         .space  4
96
97 /*
98  * Exception vector entry code. This code runs with address translation
99  * turned off (i.e. using physical addresses). We assume SPRG3 has the
100  * physical address of the current task thread_struct.
101  * Note that we have to have decremented r1 before we write to any fields
102  * of the exception frame, since a critical interrupt could occur at any
103  * time, and it will write to the area immediately below the current r1.
104  */
105 #define NORMAL_EXCEPTION_PROLOG                                              \
106         mtspr   SPRN_SPRG0,r10;         /* save two registers to work with */\
107         mtspr   SPRN_SPRG1,r11;                                              \
108         mtspr   SPRN_SPRG2,r1;                                               \
109         mfcr    r10;                    /* save CR in r10 for now          */\
110         mfspr   r11,SPRN_SRR1;          /* check whether user or kernel    */\
111         andi.   r11,r11,MSR_PR;                                              \
112         beq     1f;                                                          \
113         mfspr   r1,SPRN_SPRG3;          /* if from user, start at top of   */\
114         lwz     r1,THREAD_INFO-THREAD(r1); /* this thread's kernel stack   */\
115         addi    r1,r1,THREAD_SIZE;                                           \
116 1:      subi    r1,r1,INT_FRAME_SIZE;   /* Allocate an exception frame     */\
117         tophys(r11,r1);                                                      \
118         stw     r10,_CCR(r11);          /* save various registers          */\
119         stw     r12,GPR12(r11);                                              \
120         stw     r9,GPR9(r11);                                                \
121         mfspr   r10,SPRN_SPRG0;                                              \
122         stw     r10,GPR10(r11);                                              \
123         mfspr   r12,SPRN_SPRG1;                                              \
124         stw     r12,GPR11(r11);                                              \
125         mflr    r10;                                                         \
126         stw     r10,_LINK(r11);                                              \
127         mfspr   r10,SPRN_SPRG2;                                              \
128         mfspr   r12,SPRN_SRR0;                                               \
129         stw     r10,GPR1(r11);                                               \
130         mfspr   r9,SPRN_SRR1;                                                \
131         stw     r10,0(r11);                                                  \
132         rlwinm  r9,r9,0,14,12;          /* clear MSR_WE (necessary?)       */\
133         stw     r0,GPR0(r11);                                                \
134         SAVE_4GPRS(3, r11);                                                  \
135         SAVE_2GPRS(7, r11)
136
137 /*
138  * Exception prolog for critical exceptions.  This is a little different
139  * from the normal exception prolog above since a critical exception
140  * can potentially occur at any point during normal exception processing.
141  * Thus we cannot use the same SPRG registers as the normal prolog above.
142  * Instead we use a couple of words of memory at low physical addresses.
143  * This is OK since we don't support SMP on these processors.
144  */
145 #define CRITICAL_EXCEPTION_PROLOG                                            \
146         stw     r10,crit_r10@l(0);      /* save two registers to work with */\
147         stw     r11,crit_r11@l(0);                                           \
148         mfcr    r10;                    /* save CR in r10 for now          */\
149         mfspr   r11,SPRN_SRR3;          /* check whether user or kernel    */\
150         andi.   r11,r11,MSR_PR;                                              \
151         lis     r11,critical_stack_top@h;                                    \
152         ori     r11,r11,critical_stack_top@l;                                \
153         beq     1f;                                                          \
154         /* COMING FROM USER MODE */                                          \
155         mfspr   r11,SPRN_SPRG3;         /* if from user, start at top of   */\
156         lwz     r11,THREAD_INFO-THREAD(r11); /* this thread's kernel stack */\
157         addi    r11,r11,THREAD_SIZE;                                         \
158 1:      subi    r11,r11,INT_FRAME_SIZE; /* Allocate an exception frame     */\
159         tophys(r11,r11);                                                     \
160         stw     r10,_CCR(r11);          /* save various registers          */\
161         stw     r12,GPR12(r11);                                              \
162         stw     r9,GPR9(r11);                                                \
163         mflr    r10;                                                         \
164         stw     r10,_LINK(r11);                                              \
165         mfspr   r12,SPRN_DEAR;          /* save DEAR and ESR in the frame  */\
166         stw     r12,_DEAR(r11);         /* since they may have had stuff   */\
167         mfspr   r9,SPRN_ESR;            /* in them at the point where the  */\
168         stw     r9,_ESR(r11);           /* exception was taken             */\
169         mfspr   r12,SPRN_SRR2;                                               \
170         stw     r1,GPR1(r11);                                                \
171         mfspr   r9,SPRN_SRR3;                                                \
172         stw     r1,0(r11);                                                   \
173         tovirt(r1,r11);                                                      \
174         rlwinm  r9,r9,0,14,12;          /* clear MSR_WE (necessary?)       */\
175         stw     r0,GPR0(r11);                                                \
176         SAVE_4GPRS(3, r11);                                                  \
177         SAVE_2GPRS(7, r11)
178
179         /*
180          * State at this point:
181          * r9 saved in stack frame, now saved SRR3 & ~MSR_WE
182          * r10 saved in crit_r10 and in stack frame, trashed
183          * r11 saved in crit_r11 and in stack frame,
184          *      now phys stack/exception frame pointer
185          * r12 saved in stack frame, now saved SRR2
186          * CR saved in stack frame, CR0.EQ = !SRR3.PR
187          * LR, DEAR, ESR in stack frame
188          * r1 saved in stack frame, now virt stack/excframe pointer
189          * r0, r3-r8 saved in stack frame
190          */
191
192 /*
193  * Exception vectors.
194  */
195 #define START_EXCEPTION(n, label)                                            \
196         . = n;                                                               \
197 label:
198
199 #define EXCEPTION(n, label, hdlr, xfer)                         \
200         START_EXCEPTION(n, label);                              \
201         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG;                                \
202         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;                     \
203         xfer(n, hdlr)
204
205 #define CRITICAL_EXCEPTION(n, label, hdlr)                      \
206         START_EXCEPTION(n, label);                              \
207         CRITICAL_EXCEPTION_PROLOG;                              \
208         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD;                     \
209         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n+2, (MSR_KERNEL & ~(MSR_ME|MSR_DE|MSR_CE)), \
210                           NOCOPY, crit_transfer_to_handler,     \
211                           ret_from_crit_exc)
212
213 #define EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, trap, msr, copyee, tfer, ret)   \
214         li      r10,trap;                                       \
215         stw     r10,_TRAP(r11);                                 \
216         lis     r10,msr@h;                                      \
217         ori     r10,r10,msr@l;                                  \
218         copyee(r10, r9);                                        \
219         bl      tfer;                                           \
220         .long   hdlr;                                           \
221         .long   ret
222
223 #define COPY_EE(d, s)           rlwimi d,s,0,16,16
224 #define NOCOPY(d, s)
225
226 #define EXC_XFER_STD(n, hdlr)           \
227         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n, MSR_KERNEL, NOCOPY, transfer_to_handler_full, \
228                           ret_from_except_full)
229
230 #define EXC_XFER_LITE(n, hdlr)          \
231         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n+1, MSR_KERNEL, NOCOPY, transfer_to_handler, \
232                           ret_from_except)
233
234 #define EXC_XFER_EE(n, hdlr)            \
235         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n, MSR_KERNEL, COPY_EE, transfer_to_handler_full, \
236                           ret_from_except_full)
237
238 #define EXC_XFER_EE_LITE(n, hdlr)       \
239         EXC_XFER_TEMPLATE(hdlr, n+1, MSR_KERNEL, COPY_EE, transfer_to_handler, \
240                           ret_from_except)
241
242
243 /*
244  * 0x0100 - Critical Interrupt Exception
245  */
246         CRITICAL_EXCEPTION(0x0100, CriticalInterrupt, unknown_exception)
247
248 /*
249  * 0x0200 - Machine Check Exception
250  */
251         CRITICAL_EXCEPTION(0x0200, MachineCheck, machine_check_exception)
252
253 /*
254  * 0x0300 - Data Storage Exception
255  * This happens for just a few reasons.  U0 set (but we don't do that),
256  * or zone protection fault (user violation, write to protected page).
257  * If this is just an update of modified status, we do that quickly
258  * and exit.  Otherwise, we call heavywight functions to do the work.
259  */
260         START_EXCEPTION(0x0300, DataStorage)
261         mtspr   SPRN_SPRG0, r10         /* Save some working registers */
262         mtspr   SPRN_SPRG1, r11
263 #ifdef CONFIG_403GCX
264         stw     r12, 0(r0)
265         stw     r9, 4(r0)
266         mfcr    r11
267         mfspr   r12, SPRN_PID
268         stw     r11, 8(r0)
269         stw     r12, 12(r0)
270 #else
271         mtspr   SPRN_SPRG4, r12
272         mtspr   SPRN_SPRG5, r9
273         mfcr    r11
274         mfspr   r12, SPRN_PID
275         mtspr   SPRN_SPRG7, r11
276         mtspr   SPRN_SPRG6, r12
277 #endif
278
279         /* First, check if it was a zone fault (which means a user
280         * tried to access a kernel or read-protected page - always
281         * a SEGV).  All other faults here must be stores, so no
282         * need to check ESR_DST as well. */
283         mfspr   r10, SPRN_ESR
284         andis.  r10, r10, ESR_DIZ@h
285         bne     2f
286
287         mfspr   r10, SPRN_DEAR          /* Get faulting address */
288
289         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
290          * kernel page tables.
291          */
292         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
293         cmplw   r10, r11
294         blt+    3f
295         lis     r11, swapper_pg_dir@h
296         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
297         li      r9, 0
298         mtspr   SPRN_PID, r9            /* TLB will have 0 TID */
299         b       4f
300
301         /* Get the PGD for the current thread.
302          */
303 3:
304         mfspr   r11,SPRN_SPRG3
305         lwz     r11,PGDIR(r11)
306 4:
307         tophys(r11, r11)
308         rlwimi  r11, r10, 12, 20, 29    /* Create L1 (pgdir/pmd) address */
309         lwz     r11, 0(r11)             /* Get L1 entry */
310         rlwinm. r12, r11, 0, 0, 19      /* Extract L2 (pte) base address */
311         beq     2f                      /* Bail if no table */
312
313         rlwimi  r12, r10, 22, 20, 29    /* Compute PTE address */
314         lwz     r11, 0(r12)             /* Get Linux PTE */
315
316         andi.   r9, r11, _PAGE_RW       /* Is it writeable? */
317         beq     2f                      /* Bail if not */
318
319         /* Update 'changed'.
320         */
321         ori     r11, r11, _PAGE_DIRTY|_PAGE_ACCESSED|_PAGE_HWWRITE
322         stw     r11, 0(r12)             /* Update Linux page table */
323
324         /* Most of the Linux PTE is ready to load into the TLB LO.
325          * We set ZSEL, where only the LS-bit determines user access.
326          * We set execute, because we don't have the granularity to
327          * properly set this at the page level (Linux problem).
328          * If shared is set, we cause a zero PID->TID load.
329          * Many of these bits are software only.  Bits we don't set
330          * here we (properly should) assume have the appropriate value.
331          */
332         li      r12, 0x0ce2
333         andc    r11, r11, r12           /* Make sure 20, 21 are zero */
334
335         /* find the TLB index that caused the fault.  It has to be here.
336         */
337         tlbsx   r9, 0, r10
338
339         tlbwe   r11, r9, TLB_DATA               /* Load TLB LO */
340
341         /* Done...restore registers and get out of here.
342         */
343 #ifdef CONFIG_403GCX
344         lwz     r12, 12(r0)
345         lwz     r11, 8(r0)
346         mtspr   SPRN_PID, r12
347         mtcr    r11
348         lwz     r9, 4(r0)
349         lwz     r12, 0(r0)
350 #else
351         mfspr   r12, SPRN_SPRG6
352         mfspr   r11, SPRN_SPRG7
353         mtspr   SPRN_PID, r12
354         mtcr    r11
355         mfspr   r9, SPRN_SPRG5
356         mfspr   r12, SPRN_SPRG4
357 #endif
358         mfspr   r11, SPRN_SPRG1
359         mfspr   r10, SPRN_SPRG0
360         PPC405_ERR77_SYNC
361         rfi                     /* Should sync shadow TLBs */
362         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
363
364 2:
365         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
366          * and call the heavyweights to help us out.
367          */
368 #ifdef CONFIG_403GCX
369         lwz     r12, 12(r0)
370         lwz     r11, 8(r0)
371         mtspr   SPRN_PID, r12
372         mtcr    r11
373         lwz     r9, 4(r0)
374         lwz     r12, 0(r0)
375 #else
376         mfspr   r12, SPRN_SPRG6
377         mfspr   r11, SPRN_SPRG7
378         mtspr   SPRN_PID, r12
379         mtcr    r11
380         mfspr   r9, SPRN_SPRG5
381         mfspr   r12, SPRN_SPRG4
382 #endif
383         mfspr   r11, SPRN_SPRG1
384         mfspr   r10, SPRN_SPRG0
385         b       DataAccess
386
387 /*
388  * 0x0400 - Instruction Storage Exception
389  * This is caused by a fetch from non-execute or guarded pages.
390  */
391         START_EXCEPTION(0x0400, InstructionAccess)
392         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
393         mr      r4,r12                  /* Pass SRR0 as arg2 */
394         li      r5,0                    /* Pass zero as arg3 */
395         EXC_XFER_EE_LITE(0x400, handle_page_fault)
396
397 /* 0x0500 - External Interrupt Exception */
398         EXCEPTION(0x0500, HardwareInterrupt, do_IRQ, EXC_XFER_LITE)
399
400 /* 0x0600 - Alignment Exception */
401         START_EXCEPTION(0x0600, Alignment)
402         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
403         mfspr   r4,SPRN_DEAR            /* Grab the DEAR and save it */
404         stw     r4,_DEAR(r11)
405         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
406         EXC_XFER_EE(0x600, alignment_exception)
407
408 /* 0x0700 - Program Exception */
409         START_EXCEPTION(0x0700, ProgramCheck)
410         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
411         mfspr   r4,SPRN_ESR             /* Grab the ESR and save it */
412         stw     r4,_ESR(r11)
413         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
414         EXC_XFER_STD(0x700, program_check_exception)
415
416         EXCEPTION(0x0800, Trap_08, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
417         EXCEPTION(0x0900, Trap_09, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
418         EXCEPTION(0x0A00, Trap_0A, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
419         EXCEPTION(0x0B00, Trap_0B, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
420
421 /* 0x0C00 - System Call Exception */
422         START_EXCEPTION(0x0C00, SystemCall)
423         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
424         EXC_XFER_EE_LITE(0xc00, DoSyscall)
425
426         EXCEPTION(0x0D00, Trap_0D, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
427         EXCEPTION(0x0E00, Trap_0E, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
428         EXCEPTION(0x0F00, Trap_0F, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
429
430 /* 0x1000 - Programmable Interval Timer (PIT) Exception */
431         START_EXCEPTION(0x1000, Decrementer)
432         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
433         lis     r0,TSR_PIS@h
434         mtspr   SPRN_TSR,r0             /* Clear the PIT exception */
435         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
436         EXC_XFER_LITE(0x1000, timer_interrupt)
437
438 #if 0
439 /* NOTE:
440  * FIT and WDT handlers are not implemented yet.
441  */
442
443 /* 0x1010 - Fixed Interval Timer (FIT) Exception
444 */
445         STND_EXCEPTION(0x1010,  FITException,           unknown_exception)
446
447 /* 0x1020 - Watchdog Timer (WDT) Exception
448 */
449 #ifdef CONFIG_BOOKE_WDT
450         CRITICAL_EXCEPTION(0x1020, WDTException, WatchdogException)
451 #else
452         CRITICAL_EXCEPTION(0x1020, WDTException, unknown_exception)
453 #endif
454 #endif
455
456 /* 0x1100 - Data TLB Miss Exception
457  * As the name implies, translation is not in the MMU, so search the
458  * page tables and fix it.  The only purpose of this function is to
459  * load TLB entries from the page table if they exist.
460  */
461         START_EXCEPTION(0x1100, DTLBMiss)
462         mtspr   SPRN_SPRG0, r10         /* Save some working registers */
463         mtspr   SPRN_SPRG1, r11
464 #ifdef CONFIG_403GCX
465         stw     r12, 0(r0)
466         stw     r9, 4(r0)
467         mfcr    r11
468         mfspr   r12, SPRN_PID
469         stw     r11, 8(r0)
470         stw     r12, 12(r0)
471 #else
472         mtspr   SPRN_SPRG4, r12
473         mtspr   SPRN_SPRG5, r9
474         mfcr    r11
475         mfspr   r12, SPRN_PID
476         mtspr   SPRN_SPRG7, r11
477         mtspr   SPRN_SPRG6, r12
478 #endif
479         mfspr   r10, SPRN_DEAR          /* Get faulting address */
480
481         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
482          * kernel page tables.
483          */
484         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
485         cmplw   r10, r11
486         blt+    3f
487         lis     r11, swapper_pg_dir@h
488         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
489         li      r9, 0
490         mtspr   SPRN_PID, r9            /* TLB will have 0 TID */
491         b       4f
492
493         /* Get the PGD for the current thread.
494          */
495 3:
496         mfspr   r11,SPRN_SPRG3
497         lwz     r11,PGDIR(r11)
498 4:
499         tophys(r11, r11)
500         rlwimi  r11, r10, 12, 20, 29    /* Create L1 (pgdir/pmd) address */
501         lwz     r12, 0(r11)             /* Get L1 entry */
502         andi.   r9, r12, _PMD_PRESENT   /* Check if it points to a PTE page */
503         beq     2f                      /* Bail if no table */
504
505         rlwimi  r12, r10, 22, 20, 29    /* Compute PTE address */
506         lwz     r11, 0(r12)             /* Get Linux PTE */
507         andi.   r9, r11, _PAGE_PRESENT
508         beq     5f
509
510         ori     r11, r11, _PAGE_ACCESSED
511         stw     r11, 0(r12)
512
513         /* Create TLB tag.  This is the faulting address plus a static
514          * set of bits.  These are size, valid, E, U0.
515         */
516         li      r12, 0x00c0
517         rlwimi  r10, r12, 0, 20, 31
518
519         b       finish_tlb_load
520
521 2:      /* Check for possible large-page pmd entry */
522         rlwinm. r9, r12, 2, 22, 24
523         beq     5f
524
525         /* Create TLB tag.  This is the faulting address, plus a static
526          * set of bits (valid, E, U0) plus the size from the PMD.
527          */
528         ori     r9, r9, 0x40
529         rlwimi  r10, r9, 0, 20, 31
530         mr      r11, r12
531
532         b       finish_tlb_load
533
534 5:
535         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
536          * and call the heavyweights to help us out.
537          */
538 #ifdef CONFIG_403GCX
539         lwz     r12, 12(r0)
540         lwz     r11, 8(r0)
541         mtspr   SPRN_PID, r12
542         mtcr    r11
543         lwz     r9, 4(r0)
544         lwz     r12, 0(r0)
545 #else
546         mfspr   r12, SPRN_SPRG6
547         mfspr   r11, SPRN_SPRG7
548         mtspr   SPRN_PID, r12
549         mtcr    r11
550         mfspr   r9, SPRN_SPRG5
551         mfspr   r12, SPRN_SPRG4
552 #endif
553         mfspr   r11, SPRN_SPRG1
554         mfspr   r10, SPRN_SPRG0
555         b       DataAccess
556
557 /* 0x1200 - Instruction TLB Miss Exception
558  * Nearly the same as above, except we get our information from different
559  * registers and bailout to a different point.
560  */
561         START_EXCEPTION(0x1200, ITLBMiss)
562         mtspr   SPRN_SPRG0, r10         /* Save some working registers */
563         mtspr   SPRN_SPRG1, r11
564 #ifdef CONFIG_403GCX
565         stw     r12, 0(r0)
566         stw     r9, 4(r0)
567         mfcr    r11
568         mfspr   r12, SPRN_PID
569         stw     r11, 8(r0)
570         stw     r12, 12(r0)
571 #else
572         mtspr   SPRN_SPRG4, r12
573         mtspr   SPRN_SPRG5, r9
574         mfcr    r11
575         mfspr   r12, SPRN_PID
576         mtspr   SPRN_SPRG7, r11
577         mtspr   SPRN_SPRG6, r12
578 #endif
579         mfspr   r10, SPRN_SRR0          /* Get faulting address */
580
581         /* If we are faulting a kernel address, we have to use the
582          * kernel page tables.
583          */
584         lis     r11, PAGE_OFFSET@h
585         cmplw   r10, r11
586         blt+    3f
587         lis     r11, swapper_pg_dir@h
588         ori     r11, r11, swapper_pg_dir@l
589         li      r9, 0
590         mtspr   SPRN_PID, r9            /* TLB will have 0 TID */
591         b       4f
592
593         /* Get the PGD for the current thread.
594          */
595 3:
596         mfspr   r11,SPRN_SPRG3
597         lwz     r11,PGDIR(r11)
598 4:
599         tophys(r11, r11)
600         rlwimi  r11, r10, 12, 20, 29    /* Create L1 (pgdir/pmd) address */
601         lwz     r12, 0(r11)             /* Get L1 entry */
602         andi.   r9, r12, _PMD_PRESENT   /* Check if it points to a PTE page */
603         beq     2f                      /* Bail if no table */
604
605         rlwimi  r12, r10, 22, 20, 29    /* Compute PTE address */
606         lwz     r11, 0(r12)             /* Get Linux PTE */
607         andi.   r9, r11, _PAGE_PRESENT
608         beq     5f
609
610         ori     r11, r11, _PAGE_ACCESSED
611         stw     r11, 0(r12)
612
613         /* Create TLB tag.  This is the faulting address plus a static
614          * set of bits.  These are size, valid, E, U0.
615         */
616         li      r12, 0x00c0
617         rlwimi  r10, r12, 0, 20, 31
618
619         b       finish_tlb_load
620
621 2:      /* Check for possible large-page pmd entry */
622         rlwinm. r9, r12, 2, 22, 24
623         beq     5f
624
625         /* Create TLB tag.  This is the faulting address, plus a static
626          * set of bits (valid, E, U0) plus the size from the PMD.
627          */
628         ori     r9, r9, 0x40
629         rlwimi  r10, r9, 0, 20, 31
630         mr      r11, r12
631
632         b       finish_tlb_load
633
634 5:
635         /* The bailout.  Restore registers to pre-exception conditions
636          * and call the heavyweights to help us out.
637          */
638 #ifdef CONFIG_403GCX
639         lwz     r12, 12(r0)
640         lwz     r11, 8(r0)
641         mtspr   SPRN_PID, r12
642         mtcr    r11
643         lwz     r9, 4(r0)
644         lwz     r12, 0(r0)
645 #else
646         mfspr   r12, SPRN_SPRG6
647         mfspr   r11, SPRN_SPRG7
648         mtspr   SPRN_PID, r12
649         mtcr    r11
650         mfspr   r9, SPRN_SPRG5
651         mfspr   r12, SPRN_SPRG4
652 #endif
653         mfspr   r11, SPRN_SPRG1
654         mfspr   r10, SPRN_SPRG0
655         b       InstructionAccess
656
657         EXCEPTION(0x1300, Trap_13, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
658         EXCEPTION(0x1400, Trap_14, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
659         EXCEPTION(0x1500, Trap_15, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
660         EXCEPTION(0x1600, Trap_16, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
661 #ifdef CONFIG_IBM405_ERR51
662         /* 405GP errata 51 */
663         START_EXCEPTION(0x1700, Trap_17)
664         b DTLBMiss
665 #else
666         EXCEPTION(0x1700, Trap_17, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
667 #endif
668         EXCEPTION(0x1800, Trap_18, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
669         EXCEPTION(0x1900, Trap_19, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
670         EXCEPTION(0x1A00, Trap_1A, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
671         EXCEPTION(0x1B00, Trap_1B, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
672         EXCEPTION(0x1C00, Trap_1C, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
673         EXCEPTION(0x1D00, Trap_1D, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
674         EXCEPTION(0x1E00, Trap_1E, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
675         EXCEPTION(0x1F00, Trap_1F, unknown_exception, EXC_XFER_EE)
676
677 /* Check for a single step debug exception while in an exception
678  * handler before state has been saved.  This is to catch the case
679  * where an instruction that we are trying to single step causes
680  * an exception (eg ITLB/DTLB miss) and thus the first instruction of
681  * the exception handler generates a single step debug exception.
682  *
683  * If we get a debug trap on the first instruction of an exception handler,
684  * we reset the MSR_DE in the _exception handler's_ MSR (the debug trap is
685  * a critical exception, so we are using SPRN_CSRR1 to manipulate the MSR).
686  * The exception handler was handling a non-critical interrupt, so it will
687  * save (and later restore) the MSR via SPRN_SRR1, which will still have
688  * the MSR_DE bit set.
689  */
690         /* 0x2000 - Debug Exception */
691         START_EXCEPTION(0x2000, DebugTrap)
692         CRITICAL_EXCEPTION_PROLOG
693
694         /*
695          * If this is a single step or branch-taken exception in an
696          * exception entry sequence, it was probably meant to apply to
697          * the code where the exception occurred (since exception entry
698          * doesn't turn off DE automatically).  We simulate the effect
699          * of turning off DE on entry to an exception handler by turning
700          * off DE in the SRR3 value and clearing the debug status.
701          */
702         mfspr   r10,SPRN_DBSR           /* check single-step/branch taken */
703         andis.  r10,r10,DBSR_IC@h
704         beq+    2f
705
706         andi.   r10,r9,MSR_IR|MSR_PR    /* check supervisor + MMU off */
707         beq     1f                      /* branch and fix it up */
708
709         mfspr   r10,SPRN_SRR2           /* Faulting instruction address */
710         cmplwi  r10,0x2100
711         bgt+    2f                      /* address above exception vectors */
712
713         /* here it looks like we got an inappropriate debug exception. */
714 1:      rlwinm  r9,r9,0,~MSR_DE         /* clear DE in the SRR3 value */
715         lis     r10,DBSR_IC@h           /* clear the IC event */
716         mtspr   SPRN_DBSR,r10
717         /* restore state and get out */
718         lwz     r10,_CCR(r11)
719         lwz     r0,GPR0(r11)
720         lwz     r1,GPR1(r11)
721         mtcrf   0x80,r10
722         mtspr   SPRN_SRR2,r12
723         mtspr   SPRN_SRR3,r9
724         lwz     r9,GPR9(r11)
725         lwz     r12,GPR12(r11)
726         lwz     r10,crit_r10@l(0)
727         lwz     r11,crit_r11@l(0)
728         PPC405_ERR77_SYNC
729         rfci
730         b       .
731
732         /* continue normal handling for a critical exception... */
733 2:      mfspr   r4,SPRN_DBSR
734         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
735         EXC_XFER_TEMPLATE(DebugException, 0x2002, \
736                 (MSR_KERNEL & ~(MSR_ME|MSR_DE|MSR_CE)), \
737                 NOCOPY, crit_transfer_to_handler, ret_from_crit_exc)
738
739 /*
740  * The other Data TLB exceptions bail out to this point
741  * if they can't resolve the lightweight TLB fault.
742  */
743 DataAccess:
744         NORMAL_EXCEPTION_PROLOG
745         mfspr   r5,SPRN_ESR             /* Grab the ESR, save it, pass arg3 */
746         stw     r5,_ESR(r11)
747         mfspr   r4,SPRN_DEAR            /* Grab the DEAR, save it, pass arg2 */
748         EXC_XFER_EE_LITE(0x300, handle_page_fault)
749
750 /* Other PowerPC processors, namely those derived from the 6xx-series
751  * have vectors from 0x2100 through 0x2F00 defined, but marked as reserved.
752  * However, for the 4xx-series processors these are neither defined nor
753  * reserved.
754  */
755
756         /* Damn, I came up one instruction too many to fit into the
757          * exception space :-).  Both the instruction and data TLB
758          * miss get to this point to load the TLB.
759          *      r10 - TLB_TAG value
760          *      r11 - Linux PTE
761          *      r12, r9 - avilable to use
762          *      PID - loaded with proper value when we get here
763          *      Upon exit, we reload everything and RFI.
764          * Actually, it will fit now, but oh well.....a common place
765          * to load the TLB.
766          */
767 tlb_4xx_index:
768         .long   0
769 finish_tlb_load:
770         /* load the next available TLB index.
771         */
772         lwz     r9, tlb_4xx_index@l(0)
773         addi    r9, r9, 1
774         andi.   r9, r9, (PPC40X_TLB_SIZE-1)
775         stw     r9, tlb_4xx_index@l(0)
776
777 6:
778         /*
779          * Clear out the software-only bits in the PTE to generate the
780          * TLB_DATA value.  These are the bottom 2 bits of the RPM, the
781          * top 3 bits of the zone field, and M.
782          */
783         li      r12, 0x0ce2
784         andc    r11, r11, r12
785
786         tlbwe   r11, r9, TLB_DATA               /* Load TLB LO */
787         tlbwe   r10, r9, TLB_TAG                /* Load TLB HI */
788
789         /* Done...restore registers and get out of here.
790         */
791 #ifdef CONFIG_403GCX
792         lwz     r12, 12(r0)
793         lwz     r11, 8(r0)
794         mtspr   SPRN_PID, r12
795         mtcr    r11
796         lwz     r9, 4(r0)
797         lwz     r12, 0(r0)
798 #else
799         mfspr   r12, SPRN_SPRG6
800         mfspr   r11, SPRN_SPRG7
801         mtspr   SPRN_PID, r12
802         mtcr    r11
803         mfspr   r9, SPRN_SPRG5
804         mfspr   r12, SPRN_SPRG4
805 #endif
806         mfspr   r11, SPRN_SPRG1
807         mfspr   r10, SPRN_SPRG0
808         PPC405_ERR77_SYNC
809         rfi                     /* Should sync shadow TLBs */
810         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
811
812 /* extern void giveup_fpu(struct task_struct *prev)
813  *
814  * The PowerPC 4xx family of processors do not have an FPU, so this just
815  * returns.
816  */
817 _ENTRY(giveup_fpu)
818         blr
819
820 /* This is where the main kernel code starts.
821  */
822 start_here:
823
824         /* ptr to current */
825         lis     r2,init_task@h
826         ori     r2,r2,init_task@l
827
828         /* ptr to phys current thread */
829         tophys(r4,r2)
830         addi    r4,r4,THREAD    /* init task's THREAD */
831         mtspr   SPRN_SPRG3,r4
832
833         /* stack */
834         lis     r1,init_thread_union@ha
835         addi    r1,r1,init_thread_union@l
836         li      r0,0
837         stwu    r0,THREAD_SIZE-STACK_FRAME_OVERHEAD(r1)
838
839         bl      early_init      /* We have to do this with MMU on */
840
841 /*
842  * Decide what sort of machine this is and initialize the MMU.
843  */
844         mr      r3,r31
845         mr      r4,r30
846         mr      r5,r29
847         mr      r6,r28
848         mr      r7,r27
849         bl      machine_init
850         bl      MMU_init
851
852 /* Go back to running unmapped so we can load up new values
853  * and change to using our exception vectors.
854  * On the 4xx, all we have to do is invalidate the TLB to clear
855  * the old 16M byte TLB mappings.
856  */
857         lis     r4,2f@h
858         ori     r4,r4,2f@l
859         tophys(r4,r4)
860         lis     r3,(MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR))@h
861         ori     r3,r3,(MSR_KERNEL & ~(MSR_IR|MSR_DR))@l
862         mtspr   SPRN_SRR0,r4
863         mtspr   SPRN_SRR1,r3
864         rfi
865         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
866
867 /* Load up the kernel context */
868 2:
869         sync                    /* Flush to memory before changing TLB */
870         tlbia
871         isync                   /* Flush shadow TLBs */
872
873         /* set up the PTE pointers for the Abatron bdiGDB.
874         */
875         lis     r6, swapper_pg_dir@h
876         ori     r6, r6, swapper_pg_dir@l
877         lis     r5, abatron_pteptrs@h
878         ori     r5, r5, abatron_pteptrs@l
879         stw     r5, 0xf0(r0)    /* Must match your Abatron config file */
880         tophys(r5,r5)
881         stw     r6, 0(r5)
882
883 /* Now turn on the MMU for real! */
884         lis     r4,MSR_KERNEL@h
885         ori     r4,r4,MSR_KERNEL@l
886         lis     r3,start_kernel@h
887         ori     r3,r3,start_kernel@l
888         mtspr   SPRN_SRR0,r3
889         mtspr   SPRN_SRR1,r4
890         rfi                     /* enable MMU and jump to start_kernel */
891         b       .               /* prevent prefetch past rfi */
892
893 /* Set up the initial MMU state so we can do the first level of
894  * kernel initialization.  This maps the first 16 MBytes of memory 1:1
895  * virtual to physical and more importantly sets the cache mode.
896  */
897 initial_mmu:
898         tlbia                   /* Invalidate all TLB entries */
899         isync
900
901         /* We should still be executing code at physical address 0x0000xxxx
902          * at this point. However, start_here is at virtual address
903          * 0xC000xxxx. So, set up a TLB mapping to cover this once
904          * translation is enabled.
905          */
906
907         lis     r3,KERNELBASE@h         /* Load the kernel virtual address */
908         ori     r3,r3,KERNELBASE@l
909         tophys(r4,r3)                   /* Load the kernel physical address */
910
911         iccci   r0,r3                   /* Invalidate the i-cache before use */
912
913         /* Load the kernel PID.
914         */
915         li      r0,0
916         mtspr   SPRN_PID,r0
917         sync
918
919         /* Configure and load two entries into TLB slots 62 and 63.
920          * In case we are pinning TLBs, these are reserved in by the
921          * other TLB functions.  If not reserving, then it doesn't
922          * matter where they are loaded.
923          */
924         clrrwi  r4,r4,10                /* Mask off the real page number */
925         ori     r4,r4,(TLB_WR | TLB_EX) /* Set the write and execute bits */
926
927         clrrwi  r3,r3,10                /* Mask off the effective page number */
928         ori     r3,r3,(TLB_VALID | TLB_PAGESZ(PAGESZ_16M))
929
930         li      r0,63                    /* TLB slot 63 */
931
932         tlbwe   r4,r0,TLB_DATA          /* Load the data portion of the entry */
933         tlbwe   r3,r0,TLB_TAG           /* Load the tag portion of the entry */
934
935 #if defined(CONFIG_SERIAL_TEXT_DEBUG) && defined(SERIAL_DEBUG_IO_BASE)
936
937         /* Load a TLB entry for the UART, so that ppc4xx_progress() can use
938          * the UARTs nice and early.  We use a 4k real==virtual mapping. */
939
940         lis     r3,SERIAL_DEBUG_IO_BASE@h
941         ori     r3,r3,SERIAL_DEBUG_IO_BASE@l
942         mr      r4,r3
943         clrrwi  r4,r4,12
944         ori     r4,r4,(TLB_WR|TLB_I|TLB_M|TLB_G)
945
946         clrrwi  r3,r3,12
947         ori     r3,r3,(TLB_VALID | TLB_PAGESZ(PAGESZ_4K))
948
949         li      r0,0                    /* TLB slot 0 */
950         tlbwe   r4,r0,TLB_DATA
951         tlbwe   r3,r0,TLB_TAG
952 #endif /* CONFIG_SERIAL_DEBUG_TEXT && SERIAL_DEBUG_IO_BASE */
953
954         isync
955
956         /* Establish the exception vector base
957         */
958         lis     r4,KERNELBASE@h         /* EVPR only uses the high 16-bits */
959         tophys(r0,r4)                   /* Use the physical address */
960         mtspr   SPRN_EVPR,r0
961
962         blr
963
964 _GLOBAL(abort)
965         mfspr   r13,SPRN_DBCR0
966         oris    r13,r13,DBCR0_RST_SYSTEM@h
967         mtspr   SPRN_DBCR0,r13
968
969 _GLOBAL(set_context)
970
971 #ifdef CONFIG_BDI_SWITCH
972         /* Context switch the PTE pointer for the Abatron BDI2000.
973          * The PGDIR is the second parameter.
974          */
975         lis     r5, KERNELBASE@h
976         lwz     r5, 0xf0(r5)
977         stw     r4, 0x4(r5)
978 #endif
979         sync
980         mtspr   SPRN_PID,r3
981         isync                           /* Need an isync to flush shadow */
982                                         /* TLBs after changing PID */
983         blr
984
985 /* We put a few things here that have to be page-aligned. This stuff
986  * goes at the beginning of the data segment, which is page-aligned.
987  */
988         .data
989         .align  12
990         .globl  sdata
991 sdata:
992         .globl  empty_zero_page
993 empty_zero_page:
994         .space  4096
995         .globl  swapper_pg_dir
996 swapper_pg_dir:
997         .space  PGD_TABLE_SIZE
998
999
1000 /* Stack for handling critical exceptions from kernel mode */
1001         .section .bss
1002         .align 12
1003 exception_stack_bottom:
1004         .space  4096
1005 critical_stack_top:
1006         .globl  exception_stack_top
1007 exception_stack_top:
1008
1009 /* Room for two PTE pointers, usually the kernel and current user pointers
1010  * to their respective root page table.
1011  */
1012 abatron_pteptrs:
1013         .space  8