Merge branch 'master' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/torvalds/linux-2.6
[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 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/config.h>
25 #include <linux/mm.h>
26 #include <linux/kernel.h>
27 #include <linux/types.h>
28 #include <linux/string.h>
29 #include <linux/init.h>
30
31 #include <asm/pgtable.h>
32 #include <asm/cacheflush.h>
33 #include <asm/mmu_context.h>
34 #include <asm/inst.h>
35 #include <asm/elf.h>
36 #include <asm/smp.h>
37 #include <asm/war.h>
38
39 /* #define DEBUG_TLB */
40
41 static __init int __attribute__((unused)) r45k_bvahwbug(void)
42 {
43         /* XXX: We should probe for the presence of this bug, but we don't. */
44         return 0;
45 }
46
47 static __init int __attribute__((unused)) r4k_250MHZhwbug(void)
48 {
49         /* XXX: We should probe for the presence of this bug, but we don't. */
50         return 0;
51 }
52
53 static __init int __attribute__((unused)) bcm1250_m3_war(void)
54 {
55         return BCM1250_M3_WAR;
56 }
57
58 static __init int __attribute__((unused)) r10000_llsc_war(void)
59 {
60         return R10000_LLSC_WAR;
61 }
62
63 /*
64  * A little micro-assembler, intended for TLB refill handler
65  * synthesizing. It is intentionally kept simple, does only support
66  * a subset of instructions, and does not try to hide pipeline effects
67  * like branch delay slots.
68  */
69
70 enum fields
71 {
72         RS = 0x001,
73         RT = 0x002,
74         RD = 0x004,
75         RE = 0x008,
76         SIMM = 0x010,
77         UIMM = 0x020,
78         BIMM = 0x040,
79         JIMM = 0x080,
80         FUNC = 0x100,
81         SET = 0x200
82 };
83
84 #define OP_MASK         0x2f
85 #define OP_SH           26
86 #define RS_MASK         0x1f
87 #define RS_SH           21
88 #define RT_MASK         0x1f
89 #define RT_SH           16
90 #define RD_MASK         0x1f
91 #define RD_SH           11
92 #define RE_MASK         0x1f
93 #define RE_SH           6
94 #define IMM_MASK        0xffff
95 #define IMM_SH          0
96 #define JIMM_MASK       0x3ffffff
97 #define JIMM_SH         0
98 #define FUNC_MASK       0x2f
99 #define FUNC_SH         0
100 #define SET_MASK        0x7
101 #define SET_SH          0
102
103 enum opcode {
104         insn_invalid,
105         insn_addu, insn_addiu, insn_and, insn_andi, insn_beq,
106         insn_beql, insn_bgez, insn_bgezl, insn_bltz, insn_bltzl,
107         insn_bne, insn_daddu, insn_daddiu, insn_dmfc0, insn_dmtc0,
108         insn_dsll, insn_dsll32, insn_dsra, insn_dsrl,
109         insn_dsubu, insn_eret, insn_j, insn_jal, insn_jr, insn_ld,
110         insn_ll, insn_lld, insn_lui, insn_lw, insn_mfc0, insn_mtc0,
111         insn_ori, insn_rfe, insn_sc, insn_scd, insn_sd, insn_sll,
112         insn_sra, insn_srl, insn_subu, insn_sw, insn_tlbp, insn_tlbwi,
113         insn_tlbwr, insn_xor, insn_xori
114 };
115
116 struct insn {
117         enum opcode opcode;
118         u32 match;
119         enum fields fields;
120 };
121
122 /* This macro sets the non-variable bits of an instruction. */
123 #define M(a, b, c, d, e, f)                                     \
124         ((a) << OP_SH                                           \
125          | (b) << RS_SH                                         \
126          | (c) << RT_SH                                         \
127          | (d) << RD_SH                                         \
128          | (e) << RE_SH                                         \
129          | (f) << FUNC_SH)
130
131 static __initdata struct insn insn_table[] = {
132         { insn_addiu, M(addiu_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
133         { insn_addu, M(spec_op,0,0,0,0,addu_op), RS | RT | RD },
134         { insn_and, M(spec_op,0,0,0,0,and_op), RS | RT | RD },
135         { insn_andi, M(andi_op,0,0,0,0,0), RS | RT | UIMM },
136         { insn_beq, M(beq_op,0,0,0,0,0), RS | RT | BIMM },
137         { insn_beql, M(beql_op,0,0,0,0,0), RS | RT | BIMM },
138         { insn_bgez, M(bcond_op,0,bgez_op,0,0,0), RS | BIMM },
139         { insn_bgezl, M(bcond_op,0,bgezl_op,0,0,0), RS | BIMM },
140         { insn_bltz, M(bcond_op,0,bltz_op,0,0,0), RS | BIMM },
141         { insn_bltzl, M(bcond_op,0,bltzl_op,0,0,0), RS | BIMM },
142         { insn_bne, M(bne_op,0,0,0,0,0), RS | RT | BIMM },
143         { insn_daddiu, M(daddiu_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
144         { insn_daddu, M(spec_op,0,0,0,0,daddu_op), RS | RT | RD },
145         { insn_dmfc0, M(cop0_op,dmfc_op,0,0,0,0), RT | RD | SET},
146         { insn_dmtc0, M(cop0_op,dmtc_op,0,0,0,0), RT | RD | SET},
147         { insn_dsll, M(spec_op,0,0,0,0,dsll_op), RT | RD | RE },
148         { insn_dsll32, M(spec_op,0,0,0,0,dsll32_op), RT | RD | RE },
149         { insn_dsra, M(spec_op,0,0,0,0,dsra_op), RT | RD | RE },
150         { insn_dsrl, M(spec_op,0,0,0,0,dsrl_op), RT | RD | RE },
151         { insn_dsubu, M(spec_op,0,0,0,0,dsubu_op), RS | RT | RD },
152         { insn_eret, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,eret_op), 0 },
153         { insn_j, M(j_op,0,0,0,0,0), JIMM },
154         { insn_jal, M(jal_op,0,0,0,0,0), JIMM },
155         { insn_jr, M(spec_op,0,0,0,0,jr_op), RS },
156         { insn_ld, M(ld_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
157         { insn_ll, M(ll_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
158         { insn_lld, M(lld_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
159         { insn_lui, M(lui_op,0,0,0,0,0), RT | SIMM },
160         { insn_lw, M(lw_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
161         { insn_mfc0, M(cop0_op,mfc_op,0,0,0,0), RT | RD | SET},
162         { insn_mtc0, M(cop0_op,mtc_op,0,0,0,0), RT | RD | SET},
163         { insn_ori, M(ori_op,0,0,0,0,0), RS | RT | UIMM },
164         { insn_rfe, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,rfe_op), 0 },
165         { insn_sc, M(sc_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
166         { insn_scd, M(scd_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
167         { insn_sd, M(sd_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
168         { insn_sll, M(spec_op,0,0,0,0,sll_op), RT | RD | RE },
169         { insn_sra, M(spec_op,0,0,0,0,sra_op), RT | RD | RE },
170         { insn_srl, M(spec_op,0,0,0,0,srl_op), RT | RD | RE },
171         { insn_subu, M(spec_op,0,0,0,0,subu_op), RS | RT | RD },
172         { insn_sw, M(sw_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
173         { insn_tlbp, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,tlbp_op), 0 },
174         { insn_tlbwi, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,tlbwi_op), 0 },
175         { insn_tlbwr, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,tlbwr_op), 0 },
176         { insn_xor, M(spec_op,0,0,0,0,xor_op), RS | RT | RD },
177         { insn_xori, M(xori_op,0,0,0,0,0), RS | RT | UIMM },
178         { insn_invalid, 0, 0 }
179 };
180
181 #undef M
182
183 static __init u32 build_rs(u32 arg)
184 {
185         if (arg & ~RS_MASK)
186                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
187
188         return (arg & RS_MASK) << RS_SH;
189 }
190
191 static __init u32 build_rt(u32 arg)
192 {
193         if (arg & ~RT_MASK)
194                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
195
196         return (arg & RT_MASK) << RT_SH;
197 }
198
199 static __init u32 build_rd(u32 arg)
200 {
201         if (arg & ~RD_MASK)
202                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
203
204         return (arg & RD_MASK) << RD_SH;
205 }
206
207 static __init u32 build_re(u32 arg)
208 {
209         if (arg & ~RE_MASK)
210                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
211
212         return (arg & RE_MASK) << RE_SH;
213 }
214
215 static __init u32 build_simm(s32 arg)
216 {
217         if (arg > 0x7fff || arg < -0x8000)
218                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
219
220         return arg & 0xffff;
221 }
222
223 static __init u32 build_uimm(u32 arg)
224 {
225         if (arg & ~IMM_MASK)
226                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
227
228         return arg & IMM_MASK;
229 }
230
231 static __init u32 build_bimm(s32 arg)
232 {
233         if (arg > 0x1ffff || arg < -0x20000)
234                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
235
236         if (arg & 0x3)
237                 printk(KERN_WARNING "Invalid TLB synthesizer branch target\n");
238
239         return ((arg < 0) ? (1 << 15) : 0) | ((arg >> 2) & 0x7fff);
240 }
241
242 static __init u32 build_jimm(u32 arg)
243 {
244         if (arg & ~((JIMM_MASK) << 2))
245                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
246
247         return (arg >> 2) & JIMM_MASK;
248 }
249
250 static __init u32 build_func(u32 arg)
251 {
252         if (arg & ~FUNC_MASK)
253                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
254
255         return arg & FUNC_MASK;
256 }
257
258 static __init u32 build_set(u32 arg)
259 {
260         if (arg & ~SET_MASK)
261                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
262
263         return arg & SET_MASK;
264 }
265
266 /*
267  * The order of opcode arguments is implicitly left to right,
268  * starting with RS and ending with FUNC or IMM.
269  */
270 static void __init build_insn(u32 **buf, enum opcode opc, ...)
271 {
272         struct insn *ip = NULL;
273         unsigned int i;
274         va_list ap;
275         u32 op;
276
277         for (i = 0; insn_table[i].opcode != insn_invalid; i++)
278                 if (insn_table[i].opcode == opc) {
279                         ip = &insn_table[i];
280                         break;
281                 }
282
283         if (!ip)
284                 panic("Unsupported TLB synthesizer instruction %d", opc);
285
286         op = ip->match;
287         va_start(ap, opc);
288         if (ip->fields & RS) op |= build_rs(va_arg(ap, u32));
289         if (ip->fields & RT) op |= build_rt(va_arg(ap, u32));
290         if (ip->fields & RD) op |= build_rd(va_arg(ap, u32));
291         if (ip->fields & RE) op |= build_re(va_arg(ap, u32));
292         if (ip->fields & SIMM) op |= build_simm(va_arg(ap, s32));
293         if (ip->fields & UIMM) op |= build_uimm(va_arg(ap, u32));
294         if (ip->fields & BIMM) op |= build_bimm(va_arg(ap, s32));
295         if (ip->fields & JIMM) op |= build_jimm(va_arg(ap, u32));
296         if (ip->fields & FUNC) op |= build_func(va_arg(ap, u32));
297         if (ip->fields & SET) op |= build_set(va_arg(ap, u32));
298         va_end(ap);
299
300         **buf = op;
301         (*buf)++;
302 }
303
304 #define I_u1u2u3(op)                                            \
305         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
306                 unsigned int b, unsigned int c)                 \
307         {                                                       \
308                 build_insn(buf, insn##op, a, b, c);             \
309         }
310
311 #define I_u2u1u3(op)                                            \
312         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
313                 unsigned int b, unsigned int c)                 \
314         {                                                       \
315                 build_insn(buf, insn##op, b, a, c);             \
316         }
317
318 #define I_u3u1u2(op)                                            \
319         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
320                 unsigned int b, unsigned int c)                 \
321         {                                                       \
322                 build_insn(buf, insn##op, b, c, a);             \
323         }
324
325 #define I_u1u2s3(op)                                            \
326         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
327                 unsigned int b, signed int c)                   \
328         {                                                       \
329                 build_insn(buf, insn##op, a, b, c);             \
330         }
331
332 #define I_u2s3u1(op)                                            \
333         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
334                 signed int b, unsigned int c)                   \
335         {                                                       \
336                 build_insn(buf, insn##op, c, a, b);             \
337         }
338
339 #define I_u2u1s3(op)                                            \
340         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
341                 unsigned int b, signed int c)                   \
342         {                                                       \
343                 build_insn(buf, insn##op, b, a, c);             \
344         }
345
346 #define I_u1u2(op)                                              \
347         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
348                 unsigned int b)                                 \
349         {                                                       \
350                 build_insn(buf, insn##op, a, b);                \
351         }
352
353 #define I_u1s2(op)                                              \
354         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
355                 signed int b)                                   \
356         {                                                       \
357                 build_insn(buf, insn##op, a, b);                \
358         }
359
360 #define I_u1(op)                                                \
361         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a)      \
362         {                                                       \
363                 build_insn(buf, insn##op, a);                   \
364         }
365
366 #define I_0(op)                                                 \
367         static inline void __init i##op(u32 **buf)              \
368         {                                                       \
369                 build_insn(buf, insn##op);                      \
370         }
371
372 I_u2u1s3(_addiu);
373 I_u3u1u2(_addu);
374 I_u2u1u3(_andi);
375 I_u3u1u2(_and);
376 I_u1u2s3(_beq);
377 I_u1u2s3(_beql);
378 I_u1s2(_bgez);
379 I_u1s2(_bgezl);
380 I_u1s2(_bltz);
381 I_u1s2(_bltzl);
382 I_u1u2s3(_bne);
383 I_u1u2u3(_dmfc0);
384 I_u1u2u3(_dmtc0);
385 I_u2u1s3(_daddiu);
386 I_u3u1u2(_daddu);
387 I_u2u1u3(_dsll);
388 I_u2u1u3(_dsll32);
389 I_u2u1u3(_dsra);
390 I_u2u1u3(_dsrl);
391 I_u3u1u2(_dsubu);
392 I_0(_eret);
393 I_u1(_j);
394 I_u1(_jal);
395 I_u1(_jr);
396 I_u2s3u1(_ld);
397 I_u2s3u1(_ll);
398 I_u2s3u1(_lld);
399 I_u1s2(_lui);
400 I_u2s3u1(_lw);
401 I_u1u2u3(_mfc0);
402 I_u1u2u3(_mtc0);
403 I_u2u1u3(_ori);
404 I_0(_rfe);
405 I_u2s3u1(_sc);
406 I_u2s3u1(_scd);
407 I_u2s3u1(_sd);
408 I_u2u1u3(_sll);
409 I_u2u1u3(_sra);
410 I_u2u1u3(_srl);
411 I_u3u1u2(_subu);
412 I_u2s3u1(_sw);
413 I_0(_tlbp);
414 I_0(_tlbwi);
415 I_0(_tlbwr);
416 I_u3u1u2(_xor)
417 I_u2u1u3(_xori);
418
419 /*
420  * handling labels
421  */
422
423 enum label_id {
424         label_invalid,
425         label_second_part,
426         label_leave,
427         label_vmalloc,
428         label_vmalloc_done,
429         label_tlbw_hazard,
430         label_split,
431         label_nopage_tlbl,
432         label_nopage_tlbs,
433         label_nopage_tlbm,
434         label_smp_pgtable_change,
435         label_r3000_write_probe_fail,
436 };
437
438 struct label {
439         u32 *addr;
440         enum label_id lab;
441 };
442
443 static __init void build_label(struct label **lab, u32 *addr,
444                                enum label_id l)
445 {
446         (*lab)->addr = addr;
447         (*lab)->lab = l;
448         (*lab)++;
449 }
450
451 #define L_LA(lb)                                                \
452         static inline void l##lb(struct label **lab, u32 *addr) \
453         {                                                       \
454                 build_label(lab, addr, label##lb);              \
455         }
456
457 L_LA(_second_part)
458 L_LA(_leave)
459 L_LA(_vmalloc)
460 L_LA(_vmalloc_done)
461 L_LA(_tlbw_hazard)
462 L_LA(_split)
463 L_LA(_nopage_tlbl)
464 L_LA(_nopage_tlbs)
465 L_LA(_nopage_tlbm)
466 L_LA(_smp_pgtable_change)
467 L_LA(_r3000_write_probe_fail)
468
469 /* convenience macros for instructions */
470 #ifdef CONFIG_64BIT
471 # define i_LW(buf, rs, rt, off) i_ld(buf, rs, rt, off)
472 # define i_SW(buf, rs, rt, off) i_sd(buf, rs, rt, off)
473 # define i_SLL(buf, rs, rt, sh) i_dsll(buf, rs, rt, sh)
474 # define i_SRA(buf, rs, rt, sh) i_dsra(buf, rs, rt, sh)
475 # define i_SRL(buf, rs, rt, sh) i_dsrl(buf, rs, rt, sh)
476 # define i_MFC0(buf, rt, rd...) i_dmfc0(buf, rt, rd)
477 # define i_MTC0(buf, rt, rd...) i_dmtc0(buf, rt, rd)
478 # define i_ADDIU(buf, rs, rt, val) i_daddiu(buf, rs, rt, val)
479 # define i_ADDU(buf, rs, rt, rd) i_daddu(buf, rs, rt, rd)
480 # define i_SUBU(buf, rs, rt, rd) i_dsubu(buf, rs, rt, rd)
481 # define i_LL(buf, rs, rt, off) i_lld(buf, rs, rt, off)
482 # define i_SC(buf, rs, rt, off) i_scd(buf, rs, rt, off)
483 #else
484 # define i_LW(buf, rs, rt, off) i_lw(buf, rs, rt, off)
485 # define i_SW(buf, rs, rt, off) i_sw(buf, rs, rt, off)
486 # define i_SLL(buf, rs, rt, sh) i_sll(buf, rs, rt, sh)
487 # define i_SRA(buf, rs, rt, sh) i_sra(buf, rs, rt, sh)
488 # define i_SRL(buf, rs, rt, sh) i_srl(buf, rs, rt, sh)
489 # define i_MFC0(buf, rt, rd...) i_mfc0(buf, rt, rd)
490 # define i_MTC0(buf, rt, rd...) i_mtc0(buf, rt, rd)
491 # define i_ADDIU(buf, rs, rt, val) i_addiu(buf, rs, rt, val)
492 # define i_ADDU(buf, rs, rt, rd) i_addu(buf, rs, rt, rd)
493 # define i_SUBU(buf, rs, rt, rd) i_subu(buf, rs, rt, rd)
494 # define i_LL(buf, rs, rt, off) i_ll(buf, rs, rt, off)
495 # define i_SC(buf, rs, rt, off) i_sc(buf, rs, rt, off)
496 #endif
497
498 #define i_b(buf, off) i_beq(buf, 0, 0, off)
499 #define i_beqz(buf, rs, off) i_beq(buf, rs, 0, off)
500 #define i_beqzl(buf, rs, off) i_beql(buf, rs, 0, off)
501 #define i_bnez(buf, rs, off) i_bne(buf, rs, 0, off)
502 #define i_bnezl(buf, rs, off) i_bnel(buf, rs, 0, off)
503 #define i_move(buf, a, b) i_ADDU(buf, a, 0, b)
504 #define i_nop(buf) i_sll(buf, 0, 0, 0)
505 #define i_ssnop(buf) i_sll(buf, 0, 0, 1)
506 #define i_ehb(buf) i_sll(buf, 0, 0, 3)
507
508 #ifdef CONFIG_64BIT
509 static __init int __attribute__((unused)) in_compat_space_p(long addr)
510 {
511         /* Is this address in 32bit compat space? */
512         return (((addr) & 0xffffffff00000000L) == 0xffffffff00000000L);
513 }
514
515 static __init int __attribute__((unused)) rel_highest(long val)
516 {
517         return ((((val + 0x800080008000L) >> 48) & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
518 }
519
520 static __init int __attribute__((unused)) rel_higher(long val)
521 {
522         return ((((val + 0x80008000L) >> 32) & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
523 }
524 #endif
525
526 static __init int rel_hi(long val)
527 {
528         return ((((val + 0x8000L) >> 16) & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
529 }
530
531 static __init int rel_lo(long val)
532 {
533         return ((val & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
534 }
535
536 static __init void i_LA_mostly(u32 **buf, unsigned int rs, long addr)
537 {
538 #ifdef CONFIG_64BIT
539         if (!in_compat_space_p(addr)) {
540                 i_lui(buf, rs, rel_highest(addr));
541                 if (rel_higher(addr))
542                         i_daddiu(buf, rs, rs, rel_higher(addr));
543                 if (rel_hi(addr)) {
544                         i_dsll(buf, rs, rs, 16);
545                         i_daddiu(buf, rs, rs, rel_hi(addr));
546                         i_dsll(buf, rs, rs, 16);
547                 } else
548                         i_dsll32(buf, rs, rs, 0);
549         } else
550 #endif
551                 i_lui(buf, rs, rel_hi(addr));
552 }
553
554 static __init void __attribute__((unused)) i_LA(u32 **buf, unsigned int rs,
555                                                 long addr)
556 {
557         i_LA_mostly(buf, rs, addr);
558         if (rel_lo(addr))
559                 i_ADDIU(buf, rs, rs, rel_lo(addr));
560 }
561
562 /*
563  * handle relocations
564  */
565
566 struct reloc {
567         u32 *addr;
568         unsigned int type;
569         enum label_id lab;
570 };
571
572 static __init void r_mips_pc16(struct reloc **rel, u32 *addr,
573                                enum label_id l)
574 {
575         (*rel)->addr = addr;
576         (*rel)->type = R_MIPS_PC16;
577         (*rel)->lab = l;
578         (*rel)++;
579 }
580
581 static inline void __resolve_relocs(struct reloc *rel, struct label *lab)
582 {
583         long laddr = (long)lab->addr;
584         long raddr = (long)rel->addr;
585
586         switch (rel->type) {
587         case R_MIPS_PC16:
588                 *rel->addr |= build_bimm(laddr - (raddr + 4));
589                 break;
590
591         default:
592                 panic("Unsupported TLB synthesizer relocation %d",
593                       rel->type);
594         }
595 }
596
597 static __init void resolve_relocs(struct reloc *rel, struct label *lab)
598 {
599         struct label *l;
600
601         for (; rel->lab != label_invalid; rel++)
602                 for (l = lab; l->lab != label_invalid; l++)
603                         if (rel->lab == l->lab)
604                                 __resolve_relocs(rel, l);
605 }
606
607 static __init void move_relocs(struct reloc *rel, u32 *first, u32 *end,
608                                long off)
609 {
610         for (; rel->lab != label_invalid; rel++)
611                 if (rel->addr >= first && rel->addr < end)
612                         rel->addr += off;
613 }
614
615 static __init void move_labels(struct label *lab, u32 *first, u32 *end,
616                                long off)
617 {
618         for (; lab->lab != label_invalid; lab++)
619                 if (lab->addr >= first && lab->addr < end)
620                         lab->addr += off;
621 }
622
623 static __init void copy_handler(struct reloc *rel, struct label *lab,
624                                 u32 *first, u32 *end, u32 *target)
625 {
626         long off = (long)(target - first);
627
628         memcpy(target, first, (end - first) * sizeof(u32));
629
630         move_relocs(rel, first, end, off);
631         move_labels(lab, first, end, off);
632 }
633
634 static __init int __attribute__((unused)) insn_has_bdelay(struct reloc *rel,
635                                                           u32 *addr)
636 {
637         for (; rel->lab != label_invalid; rel++) {
638                 if (rel->addr == addr
639                     && (rel->type == R_MIPS_PC16
640                         || rel->type == R_MIPS_26))
641                         return 1;
642         }
643
644         return 0;
645 }
646
647 /* convenience functions for labeled branches */
648 static void __init __attribute__((unused))
649         il_bltz(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg, enum label_id l)
650 {
651         r_mips_pc16(r, *p, l);
652         i_bltz(p, reg, 0);
653 }
654
655 static void __init __attribute__((unused)) il_b(u32 **p, struct reloc **r,
656                                          enum label_id l)
657 {
658         r_mips_pc16(r, *p, l);
659         i_b(p, 0);
660 }
661
662 static void __init il_beqz(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg,
663                     enum label_id l)
664 {
665         r_mips_pc16(r, *p, l);
666         i_beqz(p, reg, 0);
667 }
668
669 static void __init __attribute__((unused))
670 il_beqzl(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg, enum label_id l)
671 {
672         r_mips_pc16(r, *p, l);
673         i_beqzl(p, reg, 0);
674 }
675
676 static void __init il_bnez(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg,
677                     enum label_id l)
678 {
679         r_mips_pc16(r, *p, l);
680         i_bnez(p, reg, 0);
681 }
682
683 static void __init il_bgezl(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg,
684                      enum label_id l)
685 {
686         r_mips_pc16(r, *p, l);
687         i_bgezl(p, reg, 0);
688 }
689
690 /* The only general purpose registers allowed in TLB handlers. */
691 #define K0              26
692 #define K1              27
693
694 /* Some CP0 registers */
695 #define C0_INDEX        0, 0
696 #define C0_ENTRYLO0     2, 0
697 #define C0_TCBIND       2, 2
698 #define C0_ENTRYLO1     3, 0
699 #define C0_CONTEXT      4, 0
700 #define C0_BADVADDR     8, 0
701 #define C0_ENTRYHI      10, 0
702 #define C0_EPC          14, 0
703 #define C0_XCONTEXT     20, 0
704
705 #ifdef CONFIG_64BIT
706 # define GET_CONTEXT(buf, reg) i_MFC0(buf, reg, C0_XCONTEXT)
707 #else
708 # define GET_CONTEXT(buf, reg) i_MFC0(buf, reg, C0_CONTEXT)
709 #endif
710
711 /* The worst case length of the handler is around 18 instructions for
712  * R3000-style TLBs and up to 63 instructions for R4000-style TLBs.
713  * Maximum space available is 32 instructions for R3000 and 64
714  * instructions for R4000.
715  *
716  * We deliberately chose a buffer size of 128, so we won't scribble
717  * over anything important on overflow before we panic.
718  */
719 static __initdata u32 tlb_handler[128];
720
721 /* simply assume worst case size for labels and relocs */
722 static __initdata struct label labels[128];
723 static __initdata struct reloc relocs[128];
724
725 /*
726  * The R3000 TLB handler is simple.
727  */
728 static void __init build_r3000_tlb_refill_handler(void)
729 {
730         long pgdc = (long)pgd_current;
731         u32 *p;
732
733         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
734         p = tlb_handler;
735
736         i_mfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
737         i_lui(&p, K1, rel_hi(pgdc)); /* cp0 delay */
738         i_lw(&p, K1, rel_lo(pgdc), K1);
739         i_srl(&p, K0, K0, 22); /* load delay */
740         i_sll(&p, K0, K0, 2);
741         i_addu(&p, K1, K1, K0);
742         i_mfc0(&p, K0, C0_CONTEXT);
743         i_lw(&p, K1, 0, K1); /* cp0 delay */
744         i_andi(&p, K0, K0, 0xffc); /* load delay */
745         i_addu(&p, K1, K1, K0);
746         i_lw(&p, K0, 0, K1);
747         i_nop(&p); /* load delay */
748         i_mtc0(&p, K0, C0_ENTRYLO0);
749         i_mfc0(&p, K1, C0_EPC); /* cp0 delay */
750         i_tlbwr(&p); /* cp0 delay */
751         i_jr(&p, K1);
752         i_rfe(&p); /* branch delay */
753
754         if (p > tlb_handler + 32)
755                 panic("TLB refill handler space exceeded");
756
757         printk("Synthesized TLB refill handler (%u instructions).\n",
758                (unsigned int)(p - tlb_handler));
759 #ifdef DEBUG_TLB
760         {
761                 int i;
762
763                 for (i = 0; i < (p - tlb_handler); i++)
764                         printk("%08x\n", tlb_handler[i]);
765         }
766 #endif
767
768         memcpy((void *)ebase, tlb_handler, 0x80);
769 }
770
771 /*
772  * The R4000 TLB handler is much more complicated. We have two
773  * consecutive handler areas with 32 instructions space each.
774  * Since they aren't used at the same time, we can overflow in the
775  * other one.To keep things simple, we first assume linear space,
776  * then we relocate it to the final handler layout as needed.
777  */
778 static __initdata u32 final_handler[64];
779
780 /*
781  * Hazards
782  *
783  * From the IDT errata for the QED RM5230 (Nevada), processor revision 1.0:
784  * 2. A timing hazard exists for the TLBP instruction.
785  *
786  *      stalling_instruction
787  *      TLBP
788  *
789  * The JTLB is being read for the TLBP throughout the stall generated by the
790  * previous instruction. This is not really correct as the stalling instruction
791  * can modify the address used to access the JTLB.  The failure symptom is that
792  * the TLBP instruction will use an address created for the stalling instruction
793  * and not the address held in C0_ENHI and thus report the wrong results.
794  *
795  * The software work-around is to not allow the instruction preceding the TLBP
796  * to stall - make it an NOP or some other instruction guaranteed not to stall.
797  *
798  * Errata 2 will not be fixed.  This errata is also on the R5000.
799  *
800  * As if we MIPS hackers wouldn't know how to nop pipelines happy ...
801  */
802 static __init void __attribute__((unused)) build_tlb_probe_entry(u32 **p)
803 {
804         switch (current_cpu_data.cputype) {
805         /* Found by experiment: R4600 v2.0 needs this, too.  */
806         case CPU_R4600:
807         case CPU_R5000:
808         case CPU_R5000A:
809         case CPU_NEVADA:
810                 i_nop(p);
811                 i_tlbp(p);
812                 break;
813
814         default:
815                 i_tlbp(p);
816                 break;
817         }
818 }
819
820 /*
821  * Write random or indexed TLB entry, and care about the hazards from
822  * the preceeding mtc0 and for the following eret.
823  */
824 enum tlb_write_entry { tlb_random, tlb_indexed };
825
826 static __init void build_tlb_write_entry(u32 **p, struct label **l,
827                                          struct reloc **r,
828                                          enum tlb_write_entry wmode)
829 {
830         void(*tlbw)(u32 **) = NULL;
831
832         switch (wmode) {
833         case tlb_random: tlbw = i_tlbwr; break;
834         case tlb_indexed: tlbw = i_tlbwi; break;
835         }
836
837         switch (current_cpu_data.cputype) {
838         case CPU_R4000PC:
839         case CPU_R4000SC:
840         case CPU_R4000MC:
841         case CPU_R4400PC:
842         case CPU_R4400SC:
843         case CPU_R4400MC:
844                 /*
845                  * This branch uses up a mtc0 hazard nop slot and saves
846                  * two nops after the tlbw instruction.
847                  */
848                 il_bgezl(p, r, 0, label_tlbw_hazard);
849                 tlbw(p);
850                 l_tlbw_hazard(l, *p);
851                 i_nop(p);
852                 break;
853
854         case CPU_R4600:
855         case CPU_R4700:
856         case CPU_R5000:
857         case CPU_R5000A:
858                 i_nop(p);
859                 tlbw(p);
860                 i_nop(p);
861                 break;
862
863         case CPU_R4300:
864         case CPU_5KC:
865         case CPU_TX49XX:
866         case CPU_AU1000:
867         case CPU_AU1100:
868         case CPU_AU1500:
869         case CPU_AU1550:
870         case CPU_AU1200:
871         case CPU_PR4450:
872                 i_nop(p);
873                 tlbw(p);
874                 break;
875
876         case CPU_R10000:
877         case CPU_R12000:
878         case CPU_4KC:
879         case CPU_SB1:
880         case CPU_SB1A:
881         case CPU_4KSC:
882         case CPU_20KC:
883         case CPU_25KF:
884                 tlbw(p);
885                 break;
886
887         case CPU_NEVADA:
888                 i_nop(p); /* QED specifies 2 nops hazard */
889                 /*
890                  * This branch uses up a mtc0 hazard nop slot and saves
891                  * a nop after the tlbw instruction.
892                  */
893                 il_bgezl(p, r, 0, label_tlbw_hazard);
894                 tlbw(p);
895                 l_tlbw_hazard(l, *p);
896                 break;
897
898         case CPU_RM7000:
899                 i_nop(p);
900                 i_nop(p);
901                 i_nop(p);
902                 i_nop(p);
903                 tlbw(p);
904                 break;
905
906         case CPU_4KEC:
907         case CPU_24K:
908         case CPU_34K:
909                 i_ehb(p);
910                 tlbw(p);
911                 break;
912
913         case CPU_RM9000:
914                 /*
915                  * When the JTLB is updated by tlbwi or tlbwr, a subsequent
916                  * use of the JTLB for instructions should not occur for 4
917                  * cpu cycles and use for data translations should not occur
918                  * for 3 cpu cycles.
919                  */
920                 i_ssnop(p);
921                 i_ssnop(p);
922                 i_ssnop(p);
923                 i_ssnop(p);
924                 tlbw(p);
925                 i_ssnop(p);
926                 i_ssnop(p);
927                 i_ssnop(p);
928                 i_ssnop(p);
929                 break;
930
931         case CPU_VR4111:
932         case CPU_VR4121:
933         case CPU_VR4122:
934         case CPU_VR4181:
935         case CPU_VR4181A:
936                 i_nop(p);
937                 i_nop(p);
938                 tlbw(p);
939                 i_nop(p);
940                 i_nop(p);
941                 break;
942
943         case CPU_VR4131:
944         case CPU_VR4133:
945         case CPU_R5432:
946                 i_nop(p);
947                 i_nop(p);
948                 tlbw(p);
949                 break;
950
951         default:
952                 panic("No TLB refill handler yet (CPU type: %d)",
953                       current_cpu_data.cputype);
954                 break;
955         }
956 }
957
958 #ifdef CONFIG_64BIT
959 /*
960  * TMP and PTR are scratch.
961  * TMP will be clobbered, PTR will hold the pmd entry.
962  */
963 static __init void
964 build_get_pmde64(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
965                  unsigned int tmp, unsigned int ptr)
966 {
967         long pgdc = (long)pgd_current;
968
969         /*
970          * The vmalloc handling is not in the hotpath.
971          */
972         i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR);
973         il_bltz(p, r, tmp, label_vmalloc);
974         /* No i_nop needed here, since the next insn doesn't touch TMP. */
975
976 #ifdef CONFIG_SMP
977 # ifdef  CONFIG_MIPS_MT_SMTC
978         /*
979          * SMTC uses TCBind value as "CPU" index
980          */
981         i_mfc0(p, ptr, C0_TCBIND);
982         i_dsrl(p, ptr, ptr, 19);
983 # else
984         /*
985          * 64 bit SMP running in XKPHYS has smp_processor_id() << 3
986          * stored in CONTEXT.
987          */
988         i_dmfc0(p, ptr, C0_CONTEXT);
989         i_dsrl(p, ptr, ptr, 23);
990 #endif
991         i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
992         i_daddu(p, ptr, ptr, tmp);
993         i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR);
994         i_ld(p, ptr, rel_lo(pgdc), ptr);
995 #else
996         i_LA_mostly(p, ptr, pgdc);
997         i_ld(p, ptr, rel_lo(pgdc), ptr);
998 #endif
999
1000         l_vmalloc_done(l, *p);
1001         i_dsrl(p, tmp, tmp, PGDIR_SHIFT-3); /* get pgd offset in bytes */
1002         i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PGD - 1)<<3);
1003         i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pgd offset */
1004         i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
1005         i_ld(p, ptr, 0, ptr); /* get pmd pointer */
1006         i_dsrl(p, tmp, tmp, PMD_SHIFT-3); /* get pmd offset in bytes */
1007         i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PMD - 1)<<3);
1008         i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pmd offset */
1009 }
1010
1011 /*
1012  * BVADDR is the faulting address, PTR is scratch.
1013  * PTR will hold the pgd for vmalloc.
1014  */
1015 static __init void
1016 build_get_pgd_vmalloc64(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
1017                         unsigned int bvaddr, unsigned int ptr)
1018 {
1019         long swpd = (long)swapper_pg_dir;
1020
1021         l_vmalloc(l, *p);
1022         i_LA(p, ptr, VMALLOC_START);
1023         i_dsubu(p, bvaddr, bvaddr, ptr);
1024
1025         if (in_compat_space_p(swpd) && !rel_lo(swpd)) {
1026                 il_b(p, r, label_vmalloc_done);
1027                 i_lui(p, ptr, rel_hi(swpd));
1028         } else {
1029                 i_LA_mostly(p, ptr, swpd);
1030                 il_b(p, r, label_vmalloc_done);
1031                 i_daddiu(p, ptr, ptr, rel_lo(swpd));
1032         }
1033 }
1034
1035 #else /* !CONFIG_64BIT */
1036
1037 /*
1038  * TMP and PTR are scratch.
1039  * TMP will be clobbered, PTR will hold the pgd entry.
1040  */
1041 static __init void __attribute__((unused))
1042 build_get_pgde32(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptr)
1043 {
1044         long pgdc = (long)pgd_current;
1045
1046         /* 32 bit SMP has smp_processor_id() stored in CONTEXT. */
1047 #ifdef CONFIG_SMP
1048 #ifdef  CONFIG_MIPS_MT_SMTC
1049         /*
1050          * SMTC uses TCBind value as "CPU" index
1051          */
1052         i_mfc0(p, ptr, C0_TCBIND);
1053         i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
1054         i_srl(p, ptr, ptr, 19);
1055 #else
1056         /*
1057          * smp_processor_id() << 3 is stored in CONTEXT.
1058          */
1059         i_mfc0(p, ptr, C0_CONTEXT);
1060         i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
1061         i_srl(p, ptr, ptr, 23);
1062 #endif
1063         i_addu(p, ptr, tmp, ptr);
1064 #else
1065         i_LA_mostly(p, ptr, pgdc);
1066 #endif
1067         i_mfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
1068         i_lw(p, ptr, rel_lo(pgdc), ptr);
1069         i_srl(p, tmp, tmp, PGDIR_SHIFT); /* get pgd only bits */
1070         i_sll(p, tmp, tmp, PGD_T_LOG2);
1071         i_addu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pgd offset */
1072 }
1073
1074 #endif /* !CONFIG_64BIT */
1075
1076 static __init void build_adjust_context(u32 **p, unsigned int ctx)
1077 {
1078         unsigned int shift = 4 - (PTE_T_LOG2 + 1);
1079         unsigned int mask = (PTRS_PER_PTE / 2 - 1) << (PTE_T_LOG2 + 1);
1080
1081         switch (current_cpu_data.cputype) {
1082         case CPU_VR41XX:
1083         case CPU_VR4111:
1084         case CPU_VR4121:
1085         case CPU_VR4122:
1086         case CPU_VR4131:
1087         case CPU_VR4181:
1088         case CPU_VR4181A:
1089         case CPU_VR4133:
1090                 shift += 2;
1091                 break;
1092
1093         default:
1094                 break;
1095         }
1096
1097         if (shift)
1098                 i_SRL(p, ctx, ctx, shift);
1099         i_andi(p, ctx, ctx, mask);
1100 }
1101
1102 static __init void build_get_ptep(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptr)
1103 {
1104         /*
1105          * Bug workaround for the Nevada. It seems as if under certain
1106          * circumstances the move from cp0_context might produce a
1107          * bogus result when the mfc0 instruction and its consumer are
1108          * in a different cacheline or a load instruction, probably any
1109          * memory reference, is between them.
1110          */
1111         switch (current_cpu_data.cputype) {
1112         case CPU_NEVADA:
1113                 i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1114                 GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1115                 break;
1116
1117         default:
1118                 GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1119                 i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1120                 break;
1121         }
1122
1123         build_adjust_context(p, tmp);
1124         i_ADDU(p, ptr, ptr, tmp); /* add in offset */
1125 }
1126
1127 static __init void build_update_entries(u32 **p, unsigned int tmp,
1128                                         unsigned int ptep)
1129 {
1130         /*
1131          * 64bit address support (36bit on a 32bit CPU) in a 32bit
1132          * Kernel is a special case. Only a few CPUs use it.
1133          */
1134 #ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1135         if (cpu_has_64bits) {
1136                 i_ld(p, tmp, 0, ptep); /* get even pte */
1137                 i_ld(p, ptep, sizeof(pte_t), ptep); /* get odd pte */
1138                 i_dsrl(p, tmp, tmp, 6); /* convert to entrylo0 */
1139                 i_mtc0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1140                 i_dsrl(p, ptep, ptep, 6); /* convert to entrylo1 */
1141                 i_mtc0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1142         } else {
1143                 int pte_off_even = sizeof(pte_t) / 2;
1144                 int pte_off_odd = pte_off_even + sizeof(pte_t);
1145
1146                 /* The pte entries are pre-shifted */
1147                 i_lw(p, tmp, pte_off_even, ptep); /* get even pte */
1148                 i_mtc0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1149                 i_lw(p, ptep, pte_off_odd, ptep); /* get odd pte */
1150                 i_mtc0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1151         }
1152 #else
1153         i_LW(p, tmp, 0, ptep); /* get even pte */
1154         i_LW(p, ptep, sizeof(pte_t), ptep); /* get odd pte */
1155         if (r45k_bvahwbug())
1156                 build_tlb_probe_entry(p);
1157         i_SRL(p, tmp, tmp, 6); /* convert to entrylo0 */
1158         if (r4k_250MHZhwbug())
1159                 i_mtc0(p, 0, C0_ENTRYLO0);
1160         i_mtc0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1161         i_SRL(p, ptep, ptep, 6); /* convert to entrylo1 */
1162         if (r45k_bvahwbug())
1163                 i_mfc0(p, tmp, C0_INDEX);
1164         if (r4k_250MHZhwbug())
1165                 i_mtc0(p, 0, C0_ENTRYLO1);
1166         i_mtc0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1167 #endif
1168 }
1169
1170 static void __init build_r4000_tlb_refill_handler(void)
1171 {
1172         u32 *p = tlb_handler;
1173         struct label *l = labels;
1174         struct reloc *r = relocs;
1175         u32 *f;
1176         unsigned int final_len;
1177
1178         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
1179         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1180         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1181         memset(final_handler, 0, sizeof(final_handler));
1182
1183         /*
1184          * create the plain linear handler
1185          */
1186         if (bcm1250_m3_war()) {
1187                 i_MFC0(&p, K0, C0_BADVADDR);
1188                 i_MFC0(&p, K1, C0_ENTRYHI);
1189                 i_xor(&p, K0, K0, K1);
1190                 i_SRL(&p, K0, K0, PAGE_SHIFT + 1);
1191                 il_bnez(&p, &r, K0, label_leave);
1192                 /* No need for i_nop */
1193         }
1194
1195 #ifdef CONFIG_64BIT
1196         build_get_pmde64(&p, &l, &r, K0, K1); /* get pmd in K1 */
1197 #else
1198         build_get_pgde32(&p, K0, K1); /* get pgd in K1 */
1199 #endif
1200
1201         build_get_ptep(&p, K0, K1);
1202         build_update_entries(&p, K0, K1);
1203         build_tlb_write_entry(&p, &l, &r, tlb_random);
1204         l_leave(&l, p);
1205         i_eret(&p); /* return from trap */
1206
1207 #ifdef CONFIG_64BIT
1208         build_get_pgd_vmalloc64(&p, &l, &r, K0, K1);
1209 #endif
1210
1211         /*
1212          * Overflow check: For the 64bit handler, we need at least one
1213          * free instruction slot for the wrap-around branch. In worst
1214          * case, if the intended insertion point is a delay slot, we
1215          * need three, with the the second nop'ed and the third being
1216          * unused.
1217          */
1218 #ifdef CONFIG_32BIT
1219         if ((p - tlb_handler) > 64)
1220                 panic("TLB refill handler space exceeded");
1221 #else
1222         if (((p - tlb_handler) > 63)
1223             || (((p - tlb_handler) > 61)
1224                 && insn_has_bdelay(relocs, tlb_handler + 29)))
1225                 panic("TLB refill handler space exceeded");
1226 #endif
1227
1228         /*
1229          * Now fold the handler in the TLB refill handler space.
1230          */
1231 #ifdef CONFIG_32BIT
1232         f = final_handler;
1233         /* Simplest case, just copy the handler. */
1234         copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, p, f);
1235         final_len = p - tlb_handler;
1236 #else /* CONFIG_64BIT */
1237         f = final_handler + 32;
1238         if ((p - tlb_handler) <= 32) {
1239                 /* Just copy the handler. */
1240                 copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, p, f);
1241                 final_len = p - tlb_handler;
1242         } else {
1243                 u32 *split = tlb_handler + 30;
1244
1245                 /*
1246                  * Find the split point.
1247                  */
1248                 if (insn_has_bdelay(relocs, split - 1))
1249                         split--;
1250
1251                 /* Copy first part of the handler. */
1252                 copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, split, f);
1253                 f += split - tlb_handler;
1254
1255                 /* Insert branch. */
1256                 l_split(&l, final_handler);
1257                 il_b(&f, &r, label_split);
1258                 if (insn_has_bdelay(relocs, split))
1259                         i_nop(&f);
1260                 else {
1261                         copy_handler(relocs, labels, split, split + 1, f);
1262                         move_labels(labels, f, f + 1, -1);
1263                         f++;
1264                         split++;
1265                 }
1266
1267                 /* Copy the rest of the handler. */
1268                 copy_handler(relocs, labels, split, p, final_handler);
1269                 final_len = (f - (final_handler + 32)) + (p - split);
1270         }
1271 #endif /* CONFIG_64BIT */
1272
1273         resolve_relocs(relocs, labels);
1274         printk("Synthesized TLB refill handler (%u instructions).\n",
1275                final_len);
1276
1277 #ifdef DEBUG_TLB
1278         {
1279                 int i;
1280
1281                 f = final_handler;
1282 #ifdef CONFIG_64BIT
1283                 if (final_len > 32)
1284                         final_len = 64;
1285                 else
1286                         f = final_handler + 32;
1287 #endif /* CONFIG_64BIT */
1288                 for (i = 0; i < final_len; i++)
1289                         printk("%08x\n", f[i]);
1290         }
1291 #endif
1292
1293         memcpy((void *)ebase, final_handler, 0x100);
1294 }
1295
1296 /*
1297  * TLB load/store/modify handlers.
1298  *
1299  * Only the fastpath gets synthesized at runtime, the slowpath for
1300  * do_page_fault remains normal asm.
1301  */
1302 extern void tlb_do_page_fault_0(void);
1303 extern void tlb_do_page_fault_1(void);
1304
1305 #define __tlb_handler_align \
1306         __attribute__((__aligned__(1 << CONFIG_MIPS_L1_CACHE_SHIFT)))
1307
1308 /*
1309  * 128 instructions for the fastpath handler is generous and should
1310  * never be exceeded.
1311  */
1312 #define FASTPATH_SIZE 128
1313
1314 u32 __tlb_handler_align handle_tlbl[FASTPATH_SIZE];
1315 u32 __tlb_handler_align handle_tlbs[FASTPATH_SIZE];
1316 u32 __tlb_handler_align handle_tlbm[FASTPATH_SIZE];
1317
1318 static void __init
1319 iPTE_LW(u32 **p, struct label **l, unsigned int pte, unsigned int ptr)
1320 {
1321 #ifdef CONFIG_SMP
1322 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1323         if (cpu_has_64bits)
1324                 i_lld(p, pte, 0, ptr);
1325         else
1326 # endif
1327                 i_LL(p, pte, 0, ptr);
1328 #else
1329 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1330         if (cpu_has_64bits)
1331                 i_ld(p, pte, 0, ptr);
1332         else
1333 # endif
1334                 i_LW(p, pte, 0, ptr);
1335 #endif
1336 }
1337
1338 static void __init
1339 iPTE_SW(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int pte, unsigned int ptr,
1340         unsigned int mode)
1341 {
1342 #ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1343         unsigned int hwmode = mode & (_PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
1344 #endif
1345
1346         i_ori(p, pte, pte, mode);
1347 #ifdef CONFIG_SMP
1348 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1349         if (cpu_has_64bits)
1350                 i_scd(p, pte, 0, ptr);
1351         else
1352 # endif
1353                 i_SC(p, pte, 0, ptr);
1354
1355         if (r10000_llsc_war())
1356                 il_beqzl(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1357         else
1358                 il_beqz(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1359
1360 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1361         if (!cpu_has_64bits) {
1362                 /* no i_nop needed */
1363                 i_ll(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1364                 i_ori(p, pte, pte, hwmode);
1365                 i_sc(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1366                 il_beqz(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1367                 /* no i_nop needed */
1368                 i_lw(p, pte, 0, ptr);
1369         } else
1370                 i_nop(p);
1371 # else
1372         i_nop(p);
1373 # endif
1374 #else
1375 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1376         if (cpu_has_64bits)
1377                 i_sd(p, pte, 0, ptr);
1378         else
1379 # endif
1380                 i_SW(p, pte, 0, ptr);
1381
1382 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1383         if (!cpu_has_64bits) {
1384                 i_lw(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1385                 i_ori(p, pte, pte, hwmode);
1386                 i_sw(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1387                 i_lw(p, pte, 0, ptr);
1388         }
1389 # endif
1390 #endif
1391 }
1392
1393 /*
1394  * Check if PTE is present, if not then jump to LABEL. PTR points to
1395  * the page table where this PTE is located, PTE will be re-loaded
1396  * with it's original value.
1397  */
1398 static void __init
1399 build_pte_present(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
1400                   unsigned int pte, unsigned int ptr, enum label_id lid)
1401 {
1402         i_andi(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_READ);
1403         i_xori(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_READ);
1404         il_bnez(p, r, pte, lid);
1405         iPTE_LW(p, l, pte, ptr);
1406 }
1407
1408 /* Make PTE valid, store result in PTR. */
1409 static void __init
1410 build_make_valid(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int pte,
1411                  unsigned int ptr)
1412 {
1413         unsigned int mode = _PAGE_VALID | _PAGE_ACCESSED;
1414
1415         iPTE_SW(p, r, pte, ptr, mode);
1416 }
1417
1418 /*
1419  * Check if PTE can be written to, if not branch to LABEL. Regardless
1420  * restore PTE with value from PTR when done.
1421  */
1422 static void __init
1423 build_pte_writable(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
1424                    unsigned int pte, unsigned int ptr, enum label_id lid)
1425 {
1426         i_andi(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_WRITE);
1427         i_xori(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_WRITE);
1428         il_bnez(p, r, pte, lid);
1429         iPTE_LW(p, l, pte, ptr);
1430 }
1431
1432 /* Make PTE writable, update software status bits as well, then store
1433  * at PTR.
1434  */
1435 static void __init
1436 build_make_write(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int pte,
1437                  unsigned int ptr)
1438 {
1439         unsigned int mode = (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID
1440                              | _PAGE_DIRTY);
1441
1442         iPTE_SW(p, r, pte, ptr, mode);
1443 }
1444
1445 /*
1446  * Check if PTE can be modified, if not branch to LABEL. Regardless
1447  * restore PTE with value from PTR when done.
1448  */
1449 static void __init
1450 build_pte_modifiable(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
1451                      unsigned int pte, unsigned int ptr, enum label_id lid)
1452 {
1453         i_andi(p, pte, pte, _PAGE_WRITE);
1454         il_beqz(p, r, pte, lid);
1455         iPTE_LW(p, l, pte, ptr);
1456 }
1457
1458 /*
1459  * R3000 style TLB load/store/modify handlers.
1460  */
1461
1462 /*
1463  * This places the pte into ENTRYLO0 and writes it with tlbwi.
1464  * Then it returns.
1465  */
1466 static void __init
1467 build_r3000_pte_reload_tlbwi(u32 **p, unsigned int pte, unsigned int tmp)
1468 {
1469         i_mtc0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* cp0 delay */
1470         i_mfc0(p, tmp, C0_EPC); /* cp0 delay */
1471         i_tlbwi(p);
1472         i_jr(p, tmp);
1473         i_rfe(p); /* branch delay */
1474 }
1475
1476 /*
1477  * This places the pte into ENTRYLO0 and writes it with tlbwi
1478  * or tlbwr as appropriate.  This is because the index register
1479  * may have the probe fail bit set as a result of a trap on a
1480  * kseg2 access, i.e. without refill.  Then it returns.
1481  */
1482 static void __init
1483 build_r3000_tlb_reload_write(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
1484                              unsigned int pte, unsigned int tmp)
1485 {
1486         i_mfc0(p, tmp, C0_INDEX);
1487         i_mtc0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* cp0 delay */
1488         il_bltz(p, r, tmp, label_r3000_write_probe_fail); /* cp0 delay */
1489         i_mfc0(p, tmp, C0_EPC); /* branch delay */
1490         i_tlbwi(p); /* cp0 delay */
1491         i_jr(p, tmp);
1492         i_rfe(p); /* branch delay */
1493         l_r3000_write_probe_fail(l, *p);
1494         i_tlbwr(p); /* cp0 delay */
1495         i_jr(p, tmp);
1496         i_rfe(p); /* branch delay */
1497 }
1498
1499 static void __init
1500 build_r3000_tlbchange_handler_head(u32 **p, unsigned int pte,
1501                                    unsigned int ptr)
1502 {
1503         long pgdc = (long)pgd_current;
1504
1505         i_mfc0(p, pte, C0_BADVADDR);
1506         i_lui(p, ptr, rel_hi(pgdc)); /* cp0 delay */
1507         i_lw(p, ptr, rel_lo(pgdc), ptr);
1508         i_srl(p, pte, pte, 22); /* load delay */
1509         i_sll(p, pte, pte, 2);
1510         i_addu(p, ptr, ptr, pte);
1511         i_mfc0(p, pte, C0_CONTEXT);
1512         i_lw(p, ptr, 0, ptr); /* cp0 delay */
1513         i_andi(p, pte, pte, 0xffc); /* load delay */
1514         i_addu(p, ptr, ptr, pte);
1515         i_lw(p, pte, 0, ptr);
1516         i_tlbp(p); /* load delay */
1517 }
1518
1519 static void __init build_r3000_tlb_load_handler(void)
1520 {
1521         u32 *p = handle_tlbl;
1522         struct label *l = labels;
1523         struct reloc *r = relocs;
1524
1525         memset(handle_tlbl, 0, sizeof(handle_tlbl));
1526         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1527         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1528
1529         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1530         build_pte_present(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbl);
1531         i_nop(&p); /* load delay */
1532         build_make_valid(&p, &r, K0, K1);
1533         build_r3000_tlb_reload_write(&p, &l, &r, K0, K1);
1534
1535         l_nopage_tlbl(&l, p);
1536         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 0x0fffffff);
1537         i_nop(&p);
1538
1539         if ((p - handle_tlbl) > FASTPATH_SIZE)
1540                 panic("TLB load handler fastpath space exceeded");
1541
1542         resolve_relocs(relocs, labels);
1543         printk("Synthesized TLB load handler fastpath (%u instructions).\n",
1544                (unsigned int)(p - handle_tlbl));
1545
1546 #ifdef DEBUG_TLB
1547         {
1548                 int i;
1549
1550                 for (i = 0; i < (p - handle_tlbl); i++)
1551                         printk("%08x\n", handle_tlbl[i]);
1552         }
1553 #endif
1554 }
1555
1556 static void __init build_r3000_tlb_store_handler(void)
1557 {
1558         u32 *p = handle_tlbs;
1559         struct label *l = labels;
1560         struct reloc *r = relocs;
1561
1562         memset(handle_tlbs, 0, sizeof(handle_tlbs));
1563         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1564         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1565
1566         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1567         build_pte_writable(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbs);
1568         i_nop(&p); /* load delay */
1569         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1570         build_r3000_tlb_reload_write(&p, &l, &r, K0, K1);
1571
1572         l_nopage_tlbs(&l, p);
1573         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1574         i_nop(&p);
1575
1576         if ((p - handle_tlbs) > FASTPATH_SIZE)
1577                 panic("TLB store handler fastpath space exceeded");
1578
1579         resolve_relocs(relocs, labels);
1580         printk("Synthesized TLB store handler fastpath (%u instructions).\n",
1581                (unsigned int)(p - handle_tlbs));
1582
1583 #ifdef DEBUG_TLB
1584         {
1585                 int i;
1586
1587                 for (i = 0; i < (p - handle_tlbs); i++)
1588                         printk("%08x\n", handle_tlbs[i]);
1589         }
1590 #endif
1591 }
1592
1593 static void __init build_r3000_tlb_modify_handler(void)
1594 {
1595         u32 *p = handle_tlbm;
1596         struct label *l = labels;
1597         struct reloc *r = relocs;
1598
1599         memset(handle_tlbm, 0, sizeof(handle_tlbm));
1600         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1601         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1602
1603         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1604         build_pte_modifiable(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbm);
1605         i_nop(&p); /* load delay */
1606         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1607         build_r3000_pte_reload_tlbwi(&p, K0, K1);
1608
1609         l_nopage_tlbm(&l, p);
1610         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1611         i_nop(&p);
1612
1613         if ((p - handle_tlbm) > FASTPATH_SIZE)
1614                 panic("TLB modify handler fastpath space exceeded");
1615
1616         resolve_relocs(relocs, labels);
1617         printk("Synthesized TLB modify handler fastpath (%u instructions).\n",
1618                (unsigned int)(p - handle_tlbm));
1619
1620 #ifdef DEBUG_TLB
1621         {
1622                 int i;
1623
1624                 for (i = 0; i < (p - handle_tlbm); i++)
1625                         printk("%08x\n", handle_tlbm[i]);
1626         }
1627 #endif
1628 }
1629
1630 /*
1631  * R4000 style TLB load/store/modify handlers.
1632  */
1633 static void __init
1634 build_r4000_tlbchange_handler_head(u32 **p, struct label **l,
1635                                    struct reloc **r, unsigned int pte,
1636                                    unsigned int ptr)
1637 {
1638 #ifdef CONFIG_64BIT
1639         build_get_pmde64(p, l, r, pte, ptr); /* get pmd in ptr */
1640 #else
1641         build_get_pgde32(p, pte, ptr); /* get pgd in ptr */
1642 #endif
1643
1644         i_MFC0(p, pte, C0_BADVADDR);
1645         i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1646         i_SRL(p, pte, pte, PAGE_SHIFT + PTE_ORDER - PTE_T_LOG2);
1647         i_andi(p, pte, pte, (PTRS_PER_PTE - 1) << PTE_T_LOG2);
1648         i_ADDU(p, ptr, ptr, pte);
1649
1650 #ifdef CONFIG_SMP
1651         l_smp_pgtable_change(l, *p);
1652 # endif
1653         iPTE_LW(p, l, pte, ptr); /* get even pte */
1654         build_tlb_probe_entry(p);
1655 }
1656
1657 static void __init
1658 build_r4000_tlbchange_handler_tail(u32 **p, struct label **l,
1659                                    struct reloc **r, unsigned int tmp,
1660                                    unsigned int ptr)
1661 {
1662         i_ori(p, ptr, ptr, sizeof(pte_t));
1663         i_xori(p, ptr, ptr, sizeof(pte_t));
1664         build_update_entries(p, tmp, ptr);
1665         build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_indexed);
1666         l_leave(l, *p);
1667         i_eret(p); /* return from trap */
1668
1669 #ifdef CONFIG_64BIT
1670         build_get_pgd_vmalloc64(p, l, r, tmp, ptr);
1671 #endif
1672 }
1673
1674 static void __init build_r4000_tlb_load_handler(void)
1675 {
1676         u32 *p = handle_tlbl;
1677         struct label *l = labels;
1678         struct reloc *r = relocs;
1679
1680         memset(handle_tlbl, 0, sizeof(handle_tlbl));
1681         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1682         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1683
1684         if (bcm1250_m3_war()) {
1685                 i_MFC0(&p, K0, C0_BADVADDR);
1686                 i_MFC0(&p, K1, C0_ENTRYHI);
1687                 i_xor(&p, K0, K0, K1);
1688                 i_SRL(&p, K0, K0, PAGE_SHIFT + 1);
1689                 il_bnez(&p, &r, K0, label_leave);
1690                 /* No need for i_nop */
1691         }
1692
1693         build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r, K0, K1);
1694         build_pte_present(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbl);
1695         build_make_valid(&p, &r, K0, K1);
1696         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, K0, K1);
1697
1698         l_nopage_tlbl(&l, p);
1699         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 0x0fffffff);
1700         i_nop(&p);
1701
1702         if ((p - handle_tlbl) > FASTPATH_SIZE)
1703                 panic("TLB load handler fastpath space exceeded");
1704
1705         resolve_relocs(relocs, labels);
1706         printk("Synthesized TLB load handler fastpath (%u instructions).\n",
1707                (unsigned int)(p - handle_tlbl));
1708
1709 #ifdef DEBUG_TLB
1710         {
1711                 int i;
1712
1713                 for (i = 0; i < (p - handle_tlbl); i++)
1714                         printk("%08x\n", handle_tlbl[i]);
1715         }
1716 #endif
1717 }
1718
1719 static void __init build_r4000_tlb_store_handler(void)
1720 {
1721         u32 *p = handle_tlbs;
1722         struct label *l = labels;
1723         struct reloc *r = relocs;
1724
1725         memset(handle_tlbs, 0, sizeof(handle_tlbs));
1726         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1727         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1728
1729         build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r, K0, K1);
1730         build_pte_writable(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbs);
1731         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1732         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, K0, K1);
1733
1734         l_nopage_tlbs(&l, p);
1735         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1736         i_nop(&p);
1737
1738         if ((p - handle_tlbs) > FASTPATH_SIZE)
1739                 panic("TLB store handler fastpath space exceeded");
1740
1741         resolve_relocs(relocs, labels);
1742         printk("Synthesized TLB store handler fastpath (%u instructions).\n",
1743                (unsigned int)(p - handle_tlbs));
1744
1745 #ifdef DEBUG_TLB
1746         {
1747                 int i;
1748
1749                 for (i = 0; i < (p - handle_tlbs); i++)
1750                         printk("%08x\n", handle_tlbs[i]);
1751         }
1752 #endif
1753 }
1754
1755 static void __init build_r4000_tlb_modify_handler(void)
1756 {
1757         u32 *p = handle_tlbm;
1758         struct label *l = labels;
1759         struct reloc *r = relocs;
1760
1761         memset(handle_tlbm, 0, sizeof(handle_tlbm));
1762         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1763         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1764
1765         build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r, K0, K1);
1766         build_pte_modifiable(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbm);
1767         /* Present and writable bits set, set accessed and dirty bits. */
1768         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1769         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, K0, K1);
1770
1771         l_nopage_tlbm(&l, p);
1772         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1773         i_nop(&p);
1774
1775         if ((p - handle_tlbm) > FASTPATH_SIZE)
1776                 panic("TLB modify handler fastpath space exceeded");
1777
1778         resolve_relocs(relocs, labels);
1779         printk("Synthesized TLB modify handler fastpath (%u instructions).\n",
1780                (unsigned int)(p - handle_tlbm));
1781
1782 #ifdef DEBUG_TLB
1783         {
1784                 int i;
1785
1786                 for (i = 0; i < (p - handle_tlbm); i++)
1787                         printk("%08x\n", handle_tlbm[i]);
1788         }
1789 #endif
1790 }
1791
1792 void __init build_tlb_refill_handler(void)
1793 {
1794         /*
1795          * The refill handler is generated per-CPU, multi-node systems
1796          * may have local storage for it. The other handlers are only
1797          * needed once.
1798          */
1799         static int run_once = 0;
1800
1801         switch (current_cpu_data.cputype) {
1802         case CPU_R2000:
1803         case CPU_R3000:
1804         case CPU_R3000A:
1805         case CPU_R3081E:
1806         case CPU_TX3912:
1807         case CPU_TX3922:
1808         case CPU_TX3927:
1809                 build_r3000_tlb_refill_handler();
1810                 if (!run_once) {
1811                         build_r3000_tlb_load_handler();
1812                         build_r3000_tlb_store_handler();
1813                         build_r3000_tlb_modify_handler();
1814                         run_once++;
1815                 }
1816                 break;
1817
1818         case CPU_R6000:
1819         case CPU_R6000A:
1820                 panic("No R6000 TLB refill handler yet");
1821                 break;
1822
1823         case CPU_R8000:
1824                 panic("No R8000 TLB refill handler yet");
1825                 break;
1826
1827         default:
1828                 build_r4000_tlb_refill_handler();
1829                 if (!run_once) {
1830                         build_r4000_tlb_load_handler();
1831                         build_r4000_tlb_store_handler();
1832                         build_r4000_tlb_modify_handler();
1833                         run_once++;
1834                 }
1835         }
1836 }
1837
1838 void __init flush_tlb_handlers(void)
1839 {
1840         flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbl,
1841                            (unsigned long)handle_tlbl + sizeof(handle_tlbl));
1842         flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbs,
1843                            (unsigned long)handle_tlbs + sizeof(handle_tlbs));
1844         flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbm,
1845                            (unsigned long)handle_tlbm + sizeof(handle_tlbm));
1846 }