[MIPS] Remove CONFIG_BUILD_ELF64.
[linux-2.6.git] / 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  */
11
12 #include <stdarg.h>
13
14 #include <linux/config.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/types.h>
18 #include <linux/string.h>
19 #include <linux/init.h>
20
21 #include <asm/pgtable.h>
22 #include <asm/cacheflush.h>
23 #include <asm/mmu_context.h>
24 #include <asm/inst.h>
25 #include <asm/elf.h>
26 #include <asm/smp.h>
27 #include <asm/war.h>
28
29 /* #define DEBUG_TLB */
30
31 static __init int __attribute__((unused)) r45k_bvahwbug(void)
32 {
33         /* XXX: We should probe for the presence of this bug, but we don't. */
34         return 0;
35 }
36
37 static __init int __attribute__((unused)) r4k_250MHZhwbug(void)
38 {
39         /* XXX: We should probe for the presence of this bug, but we don't. */
40         return 0;
41 }
42
43 static __init int __attribute__((unused)) bcm1250_m3_war(void)
44 {
45         return BCM1250_M3_WAR;
46 }
47
48 static __init int __attribute__((unused)) r10000_llsc_war(void)
49 {
50         return R10000_LLSC_WAR;
51 }
52
53 /*
54  * A little micro-assembler, intended for TLB refill handler
55  * synthesizing. It is intentionally kept simple, does only support
56  * a subset of instructions, and does not try to hide pipeline effects
57  * like branch delay slots.
58  */
59
60 enum fields
61 {
62         RS = 0x001,
63         RT = 0x002,
64         RD = 0x004,
65         RE = 0x008,
66         SIMM = 0x010,
67         UIMM = 0x020,
68         BIMM = 0x040,
69         JIMM = 0x080,
70         FUNC = 0x100,
71 };
72
73 #define OP_MASK         0x2f
74 #define OP_SH           26
75 #define RS_MASK         0x1f
76 #define RS_SH           21
77 #define RT_MASK         0x1f
78 #define RT_SH           16
79 #define RD_MASK         0x1f
80 #define RD_SH           11
81 #define RE_MASK         0x1f
82 #define RE_SH           6
83 #define IMM_MASK        0xffff
84 #define IMM_SH          0
85 #define JIMM_MASK       0x3ffffff
86 #define JIMM_SH         0
87 #define FUNC_MASK       0x2f
88 #define FUNC_SH         0
89
90 enum opcode {
91         insn_invalid,
92         insn_addu, insn_addiu, insn_and, insn_andi, insn_beq,
93         insn_beql, insn_bgez, insn_bgezl, insn_bltz, insn_bltzl,
94         insn_bne, insn_daddu, insn_daddiu, insn_dmfc0, insn_dmtc0,
95         insn_dsll, insn_dsll32, insn_dsra, insn_dsrl,
96         insn_dsubu, insn_eret, insn_j, insn_jal, insn_jr, insn_ld,
97         insn_ll, insn_lld, insn_lui, insn_lw, insn_mfc0, insn_mtc0,
98         insn_ori, insn_rfe, insn_sc, insn_scd, insn_sd, insn_sll,
99         insn_sra, insn_srl, insn_subu, insn_sw, insn_tlbp, insn_tlbwi,
100         insn_tlbwr, insn_xor, insn_xori
101 };
102
103 struct insn {
104         enum opcode opcode;
105         u32 match;
106         enum fields fields;
107 };
108
109 /* This macro sets the non-variable bits of an instruction. */
110 #define M(a, b, c, d, e, f)                                     \
111         ((a) << OP_SH                                           \
112          | (b) << RS_SH                                         \
113          | (c) << RT_SH                                         \
114          | (d) << RD_SH                                         \
115          | (e) << RE_SH                                         \
116          | (f) << FUNC_SH)
117
118 static __initdata struct insn insn_table[] = {
119         { insn_addiu, M(addiu_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
120         { insn_addu, M(spec_op,0,0,0,0,addu_op), RS | RT | RD },
121         { insn_and, M(spec_op,0,0,0,0,and_op), RS | RT | RD },
122         { insn_andi, M(andi_op,0,0,0,0,0), RS | RT | UIMM },
123         { insn_beq, M(beq_op,0,0,0,0,0), RS | RT | BIMM },
124         { insn_beql, M(beql_op,0,0,0,0,0), RS | RT | BIMM },
125         { insn_bgez, M(bcond_op,0,bgez_op,0,0,0), RS | BIMM },
126         { insn_bgezl, M(bcond_op,0,bgezl_op,0,0,0), RS | BIMM },
127         { insn_bltz, M(bcond_op,0,bltz_op,0,0,0), RS | BIMM },
128         { insn_bltzl, M(bcond_op,0,bltzl_op,0,0,0), RS | BIMM },
129         { insn_bne, M(bne_op,0,0,0,0,0), RS | RT | BIMM },
130         { insn_daddiu, M(daddiu_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
131         { insn_daddu, M(spec_op,0,0,0,0,daddu_op), RS | RT | RD },
132         { insn_dmfc0, M(cop0_op,dmfc_op,0,0,0,0), RT | RD },
133         { insn_dmtc0, M(cop0_op,dmtc_op,0,0,0,0), RT | RD },
134         { insn_dsll, M(spec_op,0,0,0,0,dsll_op), RT | RD | RE },
135         { insn_dsll32, M(spec_op,0,0,0,0,dsll32_op), RT | RD | RE },
136         { insn_dsra, M(spec_op,0,0,0,0,dsra_op), RT | RD | RE },
137         { insn_dsrl, M(spec_op,0,0,0,0,dsrl_op), RT | RD | RE },
138         { insn_dsubu, M(spec_op,0,0,0,0,dsubu_op), RS | RT | RD },
139         { insn_eret, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,eret_op), 0 },
140         { insn_j, M(j_op,0,0,0,0,0), JIMM },
141         { insn_jal, M(jal_op,0,0,0,0,0), JIMM },
142         { insn_jr, M(spec_op,0,0,0,0,jr_op), RS },
143         { insn_ld, M(ld_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
144         { insn_ll, M(ll_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
145         { insn_lld, M(lld_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
146         { insn_lui, M(lui_op,0,0,0,0,0), RT | SIMM },
147         { insn_lw, M(lw_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
148         { insn_mfc0, M(cop0_op,mfc_op,0,0,0,0), RT | RD },
149         { insn_mtc0, M(cop0_op,mtc_op,0,0,0,0), RT | RD },
150         { insn_ori, M(ori_op,0,0,0,0,0), RS | RT | UIMM },
151         { insn_rfe, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,rfe_op), 0 },
152         { insn_sc, M(sc_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
153         { insn_scd, M(scd_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
154         { insn_sd, M(sd_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
155         { insn_sll, M(spec_op,0,0,0,0,sll_op), RT | RD | RE },
156         { insn_sra, M(spec_op,0,0,0,0,sra_op), RT | RD | RE },
157         { insn_srl, M(spec_op,0,0,0,0,srl_op), RT | RD | RE },
158         { insn_subu, M(spec_op,0,0,0,0,subu_op), RS | RT | RD },
159         { insn_sw, M(sw_op,0,0,0,0,0), RS | RT | SIMM },
160         { insn_tlbp, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,tlbp_op), 0 },
161         { insn_tlbwi, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,tlbwi_op), 0 },
162         { insn_tlbwr, M(cop0_op,cop_op,0,0,0,tlbwr_op), 0 },
163         { insn_xor, M(spec_op,0,0,0,0,xor_op), RS | RT | RD },
164         { insn_xori, M(xori_op,0,0,0,0,0), RS | RT | UIMM },
165         { insn_invalid, 0, 0 }
166 };
167
168 #undef M
169
170 static __init u32 build_rs(u32 arg)
171 {
172         if (arg & ~RS_MASK)
173                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
174
175         return (arg & RS_MASK) << RS_SH;
176 }
177
178 static __init u32 build_rt(u32 arg)
179 {
180         if (arg & ~RT_MASK)
181                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
182
183         return (arg & RT_MASK) << RT_SH;
184 }
185
186 static __init u32 build_rd(u32 arg)
187 {
188         if (arg & ~RD_MASK)
189                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
190
191         return (arg & RD_MASK) << RD_SH;
192 }
193
194 static __init u32 build_re(u32 arg)
195 {
196         if (arg & ~RE_MASK)
197                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
198
199         return (arg & RE_MASK) << RE_SH;
200 }
201
202 static __init u32 build_simm(s32 arg)
203 {
204         if (arg > 0x7fff || arg < -0x8000)
205                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
206
207         return arg & 0xffff;
208 }
209
210 static __init u32 build_uimm(u32 arg)
211 {
212         if (arg & ~IMM_MASK)
213                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
214
215         return arg & IMM_MASK;
216 }
217
218 static __init u32 build_bimm(s32 arg)
219 {
220         if (arg > 0x1ffff || arg < -0x20000)
221                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
222
223         if (arg & 0x3)
224                 printk(KERN_WARNING "Invalid TLB synthesizer branch target\n");
225
226         return ((arg < 0) ? (1 << 15) : 0) | ((arg >> 2) & 0x7fff);
227 }
228
229 static __init u32 build_jimm(u32 arg)
230 {
231         if (arg & ~((JIMM_MASK) << 2))
232                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
233
234         return (arg >> 2) & JIMM_MASK;
235 }
236
237 static __init u32 build_func(u32 arg)
238 {
239         if (arg & ~FUNC_MASK)
240                 printk(KERN_WARNING "TLB synthesizer field overflow\n");
241
242         return arg & FUNC_MASK;
243 }
244
245 /*
246  * The order of opcode arguments is implicitly left to right,
247  * starting with RS and ending with FUNC or IMM.
248  */
249 static void __init build_insn(u32 **buf, enum opcode opc, ...)
250 {
251         struct insn *ip = NULL;
252         unsigned int i;
253         va_list ap;
254         u32 op;
255
256         for (i = 0; insn_table[i].opcode != insn_invalid; i++)
257                 if (insn_table[i].opcode == opc) {
258                         ip = &insn_table[i];
259                         break;
260                 }
261
262         if (!ip)
263                 panic("Unsupported TLB synthesizer instruction %d", opc);
264
265         op = ip->match;
266         va_start(ap, opc);
267         if (ip->fields & RS) op |= build_rs(va_arg(ap, u32));
268         if (ip->fields & RT) op |= build_rt(va_arg(ap, u32));
269         if (ip->fields & RD) op |= build_rd(va_arg(ap, u32));
270         if (ip->fields & RE) op |= build_re(va_arg(ap, u32));
271         if (ip->fields & SIMM) op |= build_simm(va_arg(ap, s32));
272         if (ip->fields & UIMM) op |= build_uimm(va_arg(ap, u32));
273         if (ip->fields & BIMM) op |= build_bimm(va_arg(ap, s32));
274         if (ip->fields & JIMM) op |= build_jimm(va_arg(ap, u32));
275         if (ip->fields & FUNC) op |= build_func(va_arg(ap, u32));
276         va_end(ap);
277
278         **buf = op;
279         (*buf)++;
280 }
281
282 #define I_u1u2u3(op)                                            \
283         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
284                 unsigned int b, unsigned int c)                 \
285         {                                                       \
286                 build_insn(buf, insn##op, a, b, c);             \
287         }
288
289 #define I_u2u1u3(op)                                            \
290         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
291                 unsigned int b, unsigned int c)                 \
292         {                                                       \
293                 build_insn(buf, insn##op, b, a, c);             \
294         }
295
296 #define I_u3u1u2(op)                                            \
297         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
298                 unsigned int b, unsigned int c)                 \
299         {                                                       \
300                 build_insn(buf, insn##op, b, c, a);             \
301         }
302
303 #define I_u1u2s3(op)                                            \
304         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
305                 unsigned int b, signed int c)                   \
306         {                                                       \
307                 build_insn(buf, insn##op, a, b, c);             \
308         }
309
310 #define I_u2s3u1(op)                                            \
311         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
312                 signed int b, unsigned int c)                   \
313         {                                                       \
314                 build_insn(buf, insn##op, c, a, b);             \
315         }
316
317 #define I_u2u1s3(op)                                            \
318         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
319                 unsigned int b, signed int c)                   \
320         {                                                       \
321                 build_insn(buf, insn##op, b, a, c);             \
322         }
323
324 #define I_u1u2(op)                                              \
325         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
326                 unsigned int b)                                 \
327         {                                                       \
328                 build_insn(buf, insn##op, a, b);                \
329         }
330
331 #define I_u1s2(op)                                              \
332         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a,      \
333                 signed int b)                                   \
334         {                                                       \
335                 build_insn(buf, insn##op, a, b);                \
336         }
337
338 #define I_u1(op)                                                \
339         static inline void __init i##op(u32 **buf, unsigned int a)      \
340         {                                                       \
341                 build_insn(buf, insn##op, a);                   \
342         }
343
344 #define I_0(op)                                                 \
345         static inline void __init i##op(u32 **buf)              \
346         {                                                       \
347                 build_insn(buf, insn##op);                      \
348         }
349
350 I_u2u1s3(_addiu);
351 I_u3u1u2(_addu);
352 I_u2u1u3(_andi);
353 I_u3u1u2(_and);
354 I_u1u2s3(_beq);
355 I_u1u2s3(_beql);
356 I_u1s2(_bgez);
357 I_u1s2(_bgezl);
358 I_u1s2(_bltz);
359 I_u1s2(_bltzl);
360 I_u1u2s3(_bne);
361 I_u1u2(_dmfc0);
362 I_u1u2(_dmtc0);
363 I_u2u1s3(_daddiu);
364 I_u3u1u2(_daddu);
365 I_u2u1u3(_dsll);
366 I_u2u1u3(_dsll32);
367 I_u2u1u3(_dsra);
368 I_u2u1u3(_dsrl);
369 I_u3u1u2(_dsubu);
370 I_0(_eret);
371 I_u1(_j);
372 I_u1(_jal);
373 I_u1(_jr);
374 I_u2s3u1(_ld);
375 I_u2s3u1(_ll);
376 I_u2s3u1(_lld);
377 I_u1s2(_lui);
378 I_u2s3u1(_lw);
379 I_u1u2(_mfc0);
380 I_u1u2(_mtc0);
381 I_u2u1u3(_ori);
382 I_0(_rfe);
383 I_u2s3u1(_sc);
384 I_u2s3u1(_scd);
385 I_u2s3u1(_sd);
386 I_u2u1u3(_sll);
387 I_u2u1u3(_sra);
388 I_u2u1u3(_srl);
389 I_u3u1u2(_subu);
390 I_u2s3u1(_sw);
391 I_0(_tlbp);
392 I_0(_tlbwi);
393 I_0(_tlbwr);
394 I_u3u1u2(_xor)
395 I_u2u1u3(_xori);
396
397 /*
398  * handling labels
399  */
400
401 enum label_id {
402         label_invalid,
403         label_second_part,
404         label_leave,
405         label_vmalloc,
406         label_vmalloc_done,
407         label_tlbw_hazard,
408         label_split,
409         label_nopage_tlbl,
410         label_nopage_tlbs,
411         label_nopage_tlbm,
412         label_smp_pgtable_change,
413         label_r3000_write_probe_fail,
414 };
415
416 struct label {
417         u32 *addr;
418         enum label_id lab;
419 };
420
421 static __init void build_label(struct label **lab, u32 *addr,
422                                enum label_id l)
423 {
424         (*lab)->addr = addr;
425         (*lab)->lab = l;
426         (*lab)++;
427 }
428
429 #define L_LA(lb)                                                \
430         static inline void l##lb(struct label **lab, u32 *addr) \
431         {                                                       \
432                 build_label(lab, addr, label##lb);              \
433         }
434
435 L_LA(_second_part)
436 L_LA(_leave)
437 L_LA(_vmalloc)
438 L_LA(_vmalloc_done)
439 L_LA(_tlbw_hazard)
440 L_LA(_split)
441 L_LA(_nopage_tlbl)
442 L_LA(_nopage_tlbs)
443 L_LA(_nopage_tlbm)
444 L_LA(_smp_pgtable_change)
445 L_LA(_r3000_write_probe_fail)
446
447 /* convenience macros for instructions */
448 #ifdef CONFIG_64BIT
449 # define i_LW(buf, rs, rt, off) i_ld(buf, rs, rt, off)
450 # define i_SW(buf, rs, rt, off) i_sd(buf, rs, rt, off)
451 # define i_SLL(buf, rs, rt, sh) i_dsll(buf, rs, rt, sh)
452 # define i_SRA(buf, rs, rt, sh) i_dsra(buf, rs, rt, sh)
453 # define i_SRL(buf, rs, rt, sh) i_dsrl(buf, rs, rt, sh)
454 # define i_MFC0(buf, rt, rd) i_dmfc0(buf, rt, rd)
455 # define i_MTC0(buf, rt, rd) i_dmtc0(buf, rt, rd)
456 # define i_ADDIU(buf, rs, rt, val) i_daddiu(buf, rs, rt, val)
457 # define i_ADDU(buf, rs, rt, rd) i_daddu(buf, rs, rt, rd)
458 # define i_SUBU(buf, rs, rt, rd) i_dsubu(buf, rs, rt, rd)
459 # define i_LL(buf, rs, rt, off) i_lld(buf, rs, rt, off)
460 # define i_SC(buf, rs, rt, off) i_scd(buf, rs, rt, off)
461 #else
462 # define i_LW(buf, rs, rt, off) i_lw(buf, rs, rt, off)
463 # define i_SW(buf, rs, rt, off) i_sw(buf, rs, rt, off)
464 # define i_SLL(buf, rs, rt, sh) i_sll(buf, rs, rt, sh)
465 # define i_SRA(buf, rs, rt, sh) i_sra(buf, rs, rt, sh)
466 # define i_SRL(buf, rs, rt, sh) i_srl(buf, rs, rt, sh)
467 # define i_MFC0(buf, rt, rd) i_mfc0(buf, rt, rd)
468 # define i_MTC0(buf, rt, rd) i_mtc0(buf, rt, rd)
469 # define i_ADDIU(buf, rs, rt, val) i_addiu(buf, rs, rt, val)
470 # define i_ADDU(buf, rs, rt, rd) i_addu(buf, rs, rt, rd)
471 # define i_SUBU(buf, rs, rt, rd) i_subu(buf, rs, rt, rd)
472 # define i_LL(buf, rs, rt, off) i_ll(buf, rs, rt, off)
473 # define i_SC(buf, rs, rt, off) i_sc(buf, rs, rt, off)
474 #endif
475
476 #define i_b(buf, off) i_beq(buf, 0, 0, off)
477 #define i_beqz(buf, rs, off) i_beq(buf, rs, 0, off)
478 #define i_beqzl(buf, rs, off) i_beql(buf, rs, 0, off)
479 #define i_bnez(buf, rs, off) i_bne(buf, rs, 0, off)
480 #define i_bnezl(buf, rs, off) i_bnel(buf, rs, 0, off)
481 #define i_move(buf, a, b) i_ADDU(buf, a, 0, b)
482 #define i_nop(buf) i_sll(buf, 0, 0, 0)
483 #define i_ssnop(buf) i_sll(buf, 0, 0, 1)
484 #define i_ehb(buf) i_sll(buf, 0, 0, 3)
485
486 #ifdef CONFIG_64BIT
487 static __init int __attribute__((unused)) in_compat_space_p(long addr)
488 {
489         /* Is this address in 32bit compat space? */
490         return (((addr) & 0xffffffff00000000L) == 0xffffffff00000000L);
491 }
492
493 static __init int __attribute__((unused)) rel_highest(long val)
494 {
495         return ((((val + 0x800080008000L) >> 48) & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
496 }
497
498 static __init int __attribute__((unused)) rel_higher(long val)
499 {
500         return ((((val + 0x80008000L) >> 32) & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
501 }
502 #endif
503
504 static __init int rel_hi(long val)
505 {
506         return ((((val + 0x8000L) >> 16) & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
507 }
508
509 static __init int rel_lo(long val)
510 {
511         return ((val & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
512 }
513
514 static __init void i_LA_mostly(u32 **buf, unsigned int rs, long addr)
515 {
516 #ifdef CONFIG_64BIT
517         if (!in_compat_space_p(addr)) {
518                 i_lui(buf, rs, rel_highest(addr));
519                 if (rel_higher(addr))
520                         i_daddiu(buf, rs, rs, rel_higher(addr));
521                 if (rel_hi(addr)) {
522                         i_dsll(buf, rs, rs, 16);
523                         i_daddiu(buf, rs, rs, rel_hi(addr));
524                         i_dsll(buf, rs, rs, 16);
525                 } else
526                         i_dsll32(buf, rs, rs, 0);
527         } else
528 #endif
529                 i_lui(buf, rs, rel_hi(addr));
530 }
531
532 static __init void __attribute__((unused)) i_LA(u32 **buf, unsigned int rs,
533                                                 long addr)
534 {
535         i_LA_mostly(buf, rs, addr);
536         if (rel_lo(addr))
537                 i_ADDIU(buf, rs, rs, rel_lo(addr));
538 }
539
540 /*
541  * handle relocations
542  */
543
544 struct reloc {
545         u32 *addr;
546         unsigned int type;
547         enum label_id lab;
548 };
549
550 static __init void r_mips_pc16(struct reloc **rel, u32 *addr,
551                                enum label_id l)
552 {
553         (*rel)->addr = addr;
554         (*rel)->type = R_MIPS_PC16;
555         (*rel)->lab = l;
556         (*rel)++;
557 }
558
559 static inline void __resolve_relocs(struct reloc *rel, struct label *lab)
560 {
561         long laddr = (long)lab->addr;
562         long raddr = (long)rel->addr;
563
564         switch (rel->type) {
565         case R_MIPS_PC16:
566                 *rel->addr |= build_bimm(laddr - (raddr + 4));
567                 break;
568
569         default:
570                 panic("Unsupported TLB synthesizer relocation %d",
571                       rel->type);
572         }
573 }
574
575 static __init void resolve_relocs(struct reloc *rel, struct label *lab)
576 {
577         struct label *l;
578
579         for (; rel->lab != label_invalid; rel++)
580                 for (l = lab; l->lab != label_invalid; l++)
581                         if (rel->lab == l->lab)
582                                 __resolve_relocs(rel, l);
583 }
584
585 static __init void move_relocs(struct reloc *rel, u32 *first, u32 *end,
586                                long off)
587 {
588         for (; rel->lab != label_invalid; rel++)
589                 if (rel->addr >= first && rel->addr < end)
590                         rel->addr += off;
591 }
592
593 static __init void move_labels(struct label *lab, u32 *first, u32 *end,
594                                long off)
595 {
596         for (; lab->lab != label_invalid; lab++)
597                 if (lab->addr >= first && lab->addr < end)
598                         lab->addr += off;
599 }
600
601 static __init void copy_handler(struct reloc *rel, struct label *lab,
602                                 u32 *first, u32 *end, u32 *target)
603 {
604         long off = (long)(target - first);
605
606         memcpy(target, first, (end - first) * sizeof(u32));
607
608         move_relocs(rel, first, end, off);
609         move_labels(lab, first, end, off);
610 }
611
612 static __init int __attribute__((unused)) insn_has_bdelay(struct reloc *rel,
613                                                           u32 *addr)
614 {
615         for (; rel->lab != label_invalid; rel++) {
616                 if (rel->addr == addr
617                     && (rel->type == R_MIPS_PC16
618                         || rel->type == R_MIPS_26))
619                         return 1;
620         }
621
622         return 0;
623 }
624
625 /* convenience functions for labeled branches */
626 static void __init __attribute__((unused))
627         il_bltz(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg, enum label_id l)
628 {
629         r_mips_pc16(r, *p, l);
630         i_bltz(p, reg, 0);
631 }
632
633 static void __init __attribute__((unused)) il_b(u32 **p, struct reloc **r,
634                                          enum label_id l)
635 {
636         r_mips_pc16(r, *p, l);
637         i_b(p, 0);
638 }
639
640 static void __init il_beqz(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg,
641                     enum label_id l)
642 {
643         r_mips_pc16(r, *p, l);
644         i_beqz(p, reg, 0);
645 }
646
647 static void __init __attribute__((unused))
648 il_beqzl(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg, enum label_id l)
649 {
650         r_mips_pc16(r, *p, l);
651         i_beqzl(p, reg, 0);
652 }
653
654 static void __init il_bnez(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg,
655                     enum label_id l)
656 {
657         r_mips_pc16(r, *p, l);
658         i_bnez(p, reg, 0);
659 }
660
661 static void __init il_bgezl(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int reg,
662                      enum label_id l)
663 {
664         r_mips_pc16(r, *p, l);
665         i_bgezl(p, reg, 0);
666 }
667
668 /* The only general purpose registers allowed in TLB handlers. */
669 #define K0              26
670 #define K1              27
671
672 /* Some CP0 registers */
673 #define C0_INDEX        0
674 #define C0_ENTRYLO0     2
675 #define C0_ENTRYLO1     3
676 #define C0_CONTEXT      4
677 #define C0_BADVADDR     8
678 #define C0_ENTRYHI      10
679 #define C0_EPC          14
680 #define C0_XCONTEXT     20
681
682 #ifdef CONFIG_64BIT
683 # define GET_CONTEXT(buf, reg) i_MFC0(buf, reg, C0_XCONTEXT)
684 #else
685 # define GET_CONTEXT(buf, reg) i_MFC0(buf, reg, C0_CONTEXT)
686 #endif
687
688 /* The worst case length of the handler is around 18 instructions for
689  * R3000-style TLBs and up to 63 instructions for R4000-style TLBs.
690  * Maximum space available is 32 instructions for R3000 and 64
691  * instructions for R4000.
692  *
693  * We deliberately chose a buffer size of 128, so we won't scribble
694  * over anything important on overflow before we panic.
695  */
696 static __initdata u32 tlb_handler[128];
697
698 /* simply assume worst case size for labels and relocs */
699 static __initdata struct label labels[128];
700 static __initdata struct reloc relocs[128];
701
702 /*
703  * The R3000 TLB handler is simple.
704  */
705 static void __init build_r3000_tlb_refill_handler(void)
706 {
707         long pgdc = (long)pgd_current;
708         u32 *p;
709
710         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
711         p = tlb_handler;
712
713         i_mfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
714         i_lui(&p, K1, rel_hi(pgdc)); /* cp0 delay */
715         i_lw(&p, K1, rel_lo(pgdc), K1);
716         i_srl(&p, K0, K0, 22); /* load delay */
717         i_sll(&p, K0, K0, 2);
718         i_addu(&p, K1, K1, K0);
719         i_mfc0(&p, K0, C0_CONTEXT);
720         i_lw(&p, K1, 0, K1); /* cp0 delay */
721         i_andi(&p, K0, K0, 0xffc); /* load delay */
722         i_addu(&p, K1, K1, K0);
723         i_lw(&p, K0, 0, K1);
724         i_nop(&p); /* load delay */
725         i_mtc0(&p, K0, C0_ENTRYLO0);
726         i_mfc0(&p, K1, C0_EPC); /* cp0 delay */
727         i_tlbwr(&p); /* cp0 delay */
728         i_jr(&p, K1);
729         i_rfe(&p); /* branch delay */
730
731         if (p > tlb_handler + 32)
732                 panic("TLB refill handler space exceeded");
733
734         printk("Synthesized TLB refill handler (%u instructions).\n",
735                (unsigned int)(p - tlb_handler));
736 #ifdef DEBUG_TLB
737         {
738                 int i;
739
740                 for (i = 0; i < (p - tlb_handler); i++)
741                         printk("%08x\n", tlb_handler[i]);
742         }
743 #endif
744
745         memcpy((void *)CAC_BASE, tlb_handler, 0x80);
746 }
747
748 /*
749  * The R4000 TLB handler is much more complicated. We have two
750  * consecutive handler areas with 32 instructions space each.
751  * Since they aren't used at the same time, we can overflow in the
752  * other one.To keep things simple, we first assume linear space,
753  * then we relocate it to the final handler layout as needed.
754  */
755 static __initdata u32 final_handler[64];
756
757 /*
758  * Hazards
759  *
760  * From the IDT errata for the QED RM5230 (Nevada), processor revision 1.0:
761  * 2. A timing hazard exists for the TLBP instruction.
762  *
763  *      stalling_instruction
764  *      TLBP
765  *
766  * The JTLB is being read for the TLBP throughout the stall generated by the
767  * previous instruction. This is not really correct as the stalling instruction
768  * can modify the address used to access the JTLB.  The failure symptom is that
769  * the TLBP instruction will use an address created for the stalling instruction
770  * and not the address held in C0_ENHI and thus report the wrong results.
771  *
772  * The software work-around is to not allow the instruction preceding the TLBP
773  * to stall - make it an NOP or some other instruction guaranteed not to stall.
774  *
775  * Errata 2 will not be fixed.  This errata is also on the R5000.
776  *
777  * As if we MIPS hackers wouldn't know how to nop pipelines happy ...
778  */
779 static __init void __attribute__((unused)) build_tlb_probe_entry(u32 **p)
780 {
781         switch (current_cpu_data.cputype) {
782         /* Found by experiment: R4600 v2.0 needs this, too.  */
783         case CPU_R4600:
784         case CPU_R5000:
785         case CPU_R5000A:
786         case CPU_NEVADA:
787                 i_nop(p);
788                 i_tlbp(p);
789                 break;
790
791         default:
792                 i_tlbp(p);
793                 break;
794         }
795 }
796
797 /*
798  * Write random or indexed TLB entry, and care about the hazards from
799  * the preceeding mtc0 and for the following eret.
800  */
801 enum tlb_write_entry { tlb_random, tlb_indexed };
802
803 static __init void build_tlb_write_entry(u32 **p, struct label **l,
804                                          struct reloc **r,
805                                          enum tlb_write_entry wmode)
806 {
807         void(*tlbw)(u32 **) = NULL;
808
809         switch (wmode) {
810         case tlb_random: tlbw = i_tlbwr; break;
811         case tlb_indexed: tlbw = i_tlbwi; break;
812         }
813
814         switch (current_cpu_data.cputype) {
815         case CPU_R4000PC:
816         case CPU_R4000SC:
817         case CPU_R4000MC:
818         case CPU_R4400PC:
819         case CPU_R4400SC:
820         case CPU_R4400MC:
821                 /*
822                  * This branch uses up a mtc0 hazard nop slot and saves
823                  * two nops after the tlbw instruction.
824                  */
825                 il_bgezl(p, r, 0, label_tlbw_hazard);
826                 tlbw(p);
827                 l_tlbw_hazard(l, *p);
828                 i_nop(p);
829                 break;
830
831         case CPU_R4600:
832         case CPU_R4700:
833         case CPU_R5000:
834         case CPU_R5000A:
835                 i_nop(p);
836                 tlbw(p);
837                 i_nop(p);
838                 break;
839
840         case CPU_R4300:
841         case CPU_5KC:
842         case CPU_TX49XX:
843         case CPU_AU1000:
844         case CPU_AU1100:
845         case CPU_AU1500:
846         case CPU_AU1550:
847         case CPU_AU1200:
848         case CPU_PR4450:
849                 i_nop(p);
850                 tlbw(p);
851                 break;
852
853         case CPU_R10000:
854         case CPU_R12000:
855         case CPU_4KC:
856         case CPU_SB1:
857         case CPU_SB1A:
858         case CPU_4KSC:
859         case CPU_20KC:
860         case CPU_25KF:
861                 tlbw(p);
862                 break;
863
864         case CPU_NEVADA:
865                 i_nop(p); /* QED specifies 2 nops hazard */
866                 /*
867                  * This branch uses up a mtc0 hazard nop slot and saves
868                  * a nop after the tlbw instruction.
869                  */
870                 il_bgezl(p, r, 0, label_tlbw_hazard);
871                 tlbw(p);
872                 l_tlbw_hazard(l, *p);
873                 break;
874
875         case CPU_RM7000:
876                 i_nop(p);
877                 i_nop(p);
878                 i_nop(p);
879                 i_nop(p);
880                 tlbw(p);
881                 break;
882
883         case CPU_4KEC:
884         case CPU_24K:
885         case CPU_34K:
886                 i_ehb(p);
887                 tlbw(p);
888                 break;
889
890         case CPU_RM9000:
891                 /*
892                  * When the JTLB is updated by tlbwi or tlbwr, a subsequent
893                  * use of the JTLB for instructions should not occur for 4
894                  * cpu cycles and use for data translations should not occur
895                  * for 3 cpu cycles.
896                  */
897                 i_ssnop(p);
898                 i_ssnop(p);
899                 i_ssnop(p);
900                 i_ssnop(p);
901                 tlbw(p);
902                 i_ssnop(p);
903                 i_ssnop(p);
904                 i_ssnop(p);
905                 i_ssnop(p);
906                 break;
907
908         case CPU_VR4111:
909         case CPU_VR4121:
910         case CPU_VR4122:
911         case CPU_VR4181:
912         case CPU_VR4181A:
913                 i_nop(p);
914                 i_nop(p);
915                 tlbw(p);
916                 i_nop(p);
917                 i_nop(p);
918                 break;
919
920         case CPU_VR4131:
921         case CPU_VR4133:
922         case CPU_R5432:
923                 i_nop(p);
924                 i_nop(p);
925                 tlbw(p);
926                 break;
927
928         default:
929                 panic("No TLB refill handler yet (CPU type: %d)",
930                       current_cpu_data.cputype);
931                 break;
932         }
933 }
934
935 #ifdef CONFIG_64BIT
936 /*
937  * TMP and PTR are scratch.
938  * TMP will be clobbered, PTR will hold the pmd entry.
939  */
940 static __init void
941 build_get_pmde64(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
942                  unsigned int tmp, unsigned int ptr)
943 {
944         long pgdc = (long)pgd_current;
945
946         /*
947          * The vmalloc handling is not in the hotpath.
948          */
949         i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR);
950         il_bltz(p, r, tmp, label_vmalloc);
951         /* No i_nop needed here, since the next insn doesn't touch TMP. */
952
953 #ifdef CONFIG_SMP
954         /*
955          * 64 bit SMP running in XKPHYS has smp_processor_id() << 3
956          * stored in CONTEXT.
957          */
958         i_dmfc0(p, ptr, C0_CONTEXT);
959         i_dsrl(p, ptr, ptr, 23);
960         i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
961         i_daddu(p, ptr, ptr, tmp);
962         i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR);
963         i_ld(p, ptr, rel_lo(pgdc), ptr);
964 #else
965         i_LA_mostly(p, ptr, pgdc);
966         i_ld(p, ptr, rel_lo(pgdc), ptr);
967 #endif
968
969         l_vmalloc_done(l, *p);
970         i_dsrl(p, tmp, tmp, PGDIR_SHIFT-3); /* get pgd offset in bytes */
971         i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PGD - 1)<<3);
972         i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pgd offset */
973         i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
974         i_ld(p, ptr, 0, ptr); /* get pmd pointer */
975         i_dsrl(p, tmp, tmp, PMD_SHIFT-3); /* get pmd offset in bytes */
976         i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PMD - 1)<<3);
977         i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pmd offset */
978 }
979
980 /*
981  * BVADDR is the faulting address, PTR is scratch.
982  * PTR will hold the pgd for vmalloc.
983  */
984 static __init void
985 build_get_pgd_vmalloc64(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
986                         unsigned int bvaddr, unsigned int ptr)
987 {
988         long swpd = (long)swapper_pg_dir;
989
990         l_vmalloc(l, *p);
991         i_LA(p, ptr, VMALLOC_START);
992         i_dsubu(p, bvaddr, bvaddr, ptr);
993
994         if (in_compat_space_p(swpd) && !rel_lo(swpd)) {
995                 il_b(p, r, label_vmalloc_done);
996                 i_lui(p, ptr, rel_hi(swpd));
997         } else {
998                 i_LA_mostly(p, ptr, swpd);
999                 il_b(p, r, label_vmalloc_done);
1000                 i_daddiu(p, ptr, ptr, rel_lo(swpd));
1001         }
1002 }
1003
1004 #else /* !CONFIG_64BIT */
1005
1006 /*
1007  * TMP and PTR are scratch.
1008  * TMP will be clobbered, PTR will hold the pgd entry.
1009  */
1010 static __init void __attribute__((unused))
1011 build_get_pgde32(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptr)
1012 {
1013         long pgdc = (long)pgd_current;
1014
1015         /* 32 bit SMP has smp_processor_id() stored in CONTEXT. */
1016 #ifdef CONFIG_SMP
1017         i_mfc0(p, ptr, C0_CONTEXT);
1018         i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
1019         i_srl(p, ptr, ptr, 23);
1020         i_addu(p, ptr, tmp, ptr);
1021 #else
1022         i_LA_mostly(p, ptr, pgdc);
1023 #endif
1024         i_mfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
1025         i_lw(p, ptr, rel_lo(pgdc), ptr);
1026         i_srl(p, tmp, tmp, PGDIR_SHIFT); /* get pgd only bits */
1027         i_sll(p, tmp, tmp, PGD_T_LOG2);
1028         i_addu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pgd offset */
1029 }
1030
1031 #endif /* !CONFIG_64BIT */
1032
1033 static __init void build_adjust_context(u32 **p, unsigned int ctx)
1034 {
1035         unsigned int shift = 4 - (PTE_T_LOG2 + 1);
1036         unsigned int mask = (PTRS_PER_PTE / 2 - 1) << (PTE_T_LOG2 + 1);
1037
1038         switch (current_cpu_data.cputype) {
1039         case CPU_VR41XX:
1040         case CPU_VR4111:
1041         case CPU_VR4121:
1042         case CPU_VR4122:
1043         case CPU_VR4131:
1044         case CPU_VR4181:
1045         case CPU_VR4181A:
1046         case CPU_VR4133:
1047                 shift += 2;
1048                 break;
1049
1050         default:
1051                 break;
1052         }
1053
1054         if (shift)
1055                 i_SRL(p, ctx, ctx, shift);
1056         i_andi(p, ctx, ctx, mask);
1057 }
1058
1059 static __init void build_get_ptep(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptr)
1060 {
1061         /*
1062          * Bug workaround for the Nevada. It seems as if under certain
1063          * circumstances the move from cp0_context might produce a
1064          * bogus result when the mfc0 instruction and its consumer are
1065          * in a different cacheline or a load instruction, probably any
1066          * memory reference, is between them.
1067          */
1068         switch (current_cpu_data.cputype) {
1069         case CPU_NEVADA:
1070                 i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1071                 GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1072                 break;
1073
1074         default:
1075                 GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1076                 i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1077                 break;
1078         }
1079
1080         build_adjust_context(p, tmp);
1081         i_ADDU(p, ptr, ptr, tmp); /* add in offset */
1082 }
1083
1084 static __init void build_update_entries(u32 **p, unsigned int tmp,
1085                                         unsigned int ptep)
1086 {
1087         /*
1088          * 64bit address support (36bit on a 32bit CPU) in a 32bit
1089          * Kernel is a special case. Only a few CPUs use it.
1090          */
1091 #ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1092         if (cpu_has_64bits) {
1093                 i_ld(p, tmp, 0, ptep); /* get even pte */
1094                 i_ld(p, ptep, sizeof(pte_t), ptep); /* get odd pte */
1095                 i_dsrl(p, tmp, tmp, 6); /* convert to entrylo0 */
1096                 i_mtc0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1097                 i_dsrl(p, ptep, ptep, 6); /* convert to entrylo1 */
1098                 i_mtc0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1099         } else {
1100                 int pte_off_even = sizeof(pte_t) / 2;
1101                 int pte_off_odd = pte_off_even + sizeof(pte_t);
1102
1103                 /* The pte entries are pre-shifted */
1104                 i_lw(p, tmp, pte_off_even, ptep); /* get even pte */
1105                 i_mtc0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1106                 i_lw(p, ptep, pte_off_odd, ptep); /* get odd pte */
1107                 i_mtc0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1108         }
1109 #else
1110         i_LW(p, tmp, 0, ptep); /* get even pte */
1111         i_LW(p, ptep, sizeof(pte_t), ptep); /* get odd pte */
1112         if (r45k_bvahwbug())
1113                 build_tlb_probe_entry(p);
1114         i_SRL(p, tmp, tmp, 6); /* convert to entrylo0 */
1115         if (r4k_250MHZhwbug())
1116                 i_mtc0(p, 0, C0_ENTRYLO0);
1117         i_mtc0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1118         i_SRL(p, ptep, ptep, 6); /* convert to entrylo1 */
1119         if (r45k_bvahwbug())
1120                 i_mfc0(p, tmp, C0_INDEX);
1121         if (r4k_250MHZhwbug())
1122                 i_mtc0(p, 0, C0_ENTRYLO1);
1123         i_mtc0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1124 #endif
1125 }
1126
1127 static void __init build_r4000_tlb_refill_handler(void)
1128 {
1129         u32 *p = tlb_handler;
1130         struct label *l = labels;
1131         struct reloc *r = relocs;
1132         u32 *f;
1133         unsigned int final_len;
1134
1135         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
1136         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1137         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1138         memset(final_handler, 0, sizeof(final_handler));
1139
1140         /*
1141          * create the plain linear handler
1142          */
1143         if (bcm1250_m3_war()) {
1144                 i_MFC0(&p, K0, C0_BADVADDR);
1145                 i_MFC0(&p, K1, C0_ENTRYHI);
1146                 i_xor(&p, K0, K0, K1);
1147                 i_SRL(&p, K0, K0, PAGE_SHIFT + 1);
1148                 il_bnez(&p, &r, K0, label_leave);
1149                 /* No need for i_nop */
1150         }
1151
1152 #ifdef CONFIG_64BIT
1153         build_get_pmde64(&p, &l, &r, K0, K1); /* get pmd in K1 */
1154 #else
1155         build_get_pgde32(&p, K0, K1); /* get pgd in K1 */
1156 #endif
1157
1158         build_get_ptep(&p, K0, K1);
1159         build_update_entries(&p, K0, K1);
1160         build_tlb_write_entry(&p, &l, &r, tlb_random);
1161         l_leave(&l, p);
1162         i_eret(&p); /* return from trap */
1163
1164 #ifdef CONFIG_64BIT
1165         build_get_pgd_vmalloc64(&p, &l, &r, K0, K1);
1166 #endif
1167
1168         /*
1169          * Overflow check: For the 64bit handler, we need at least one
1170          * free instruction slot for the wrap-around branch. In worst
1171          * case, if the intended insertion point is a delay slot, we
1172          * need three, with the the second nop'ed and the third being
1173          * unused.
1174          */
1175 #ifdef CONFIG_32BIT
1176         if ((p - tlb_handler) > 64)
1177                 panic("TLB refill handler space exceeded");
1178 #else
1179         if (((p - tlb_handler) > 63)
1180             || (((p - tlb_handler) > 61)
1181                 && insn_has_bdelay(relocs, tlb_handler + 29)))
1182                 panic("TLB refill handler space exceeded");
1183 #endif
1184
1185         /*
1186          * Now fold the handler in the TLB refill handler space.
1187          */
1188 #ifdef CONFIG_32BIT
1189         f = final_handler;
1190         /* Simplest case, just copy the handler. */
1191         copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, p, f);
1192         final_len = p - tlb_handler;
1193 #else /* CONFIG_64BIT */
1194         f = final_handler + 32;
1195         if ((p - tlb_handler) <= 32) {
1196                 /* Just copy the handler. */
1197                 copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, p, f);
1198                 final_len = p - tlb_handler;
1199         } else {
1200                 u32 *split = tlb_handler + 30;
1201
1202                 /*
1203                  * Find the split point.
1204                  */
1205                 if (insn_has_bdelay(relocs, split - 1))
1206                         split--;
1207
1208                 /* Copy first part of the handler. */
1209                 copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, split, f);
1210                 f += split - tlb_handler;
1211
1212                 /* Insert branch. */
1213                 l_split(&l, final_handler);
1214                 il_b(&f, &r, label_split);
1215                 if (insn_has_bdelay(relocs, split))
1216                         i_nop(&f);
1217                 else {
1218                         copy_handler(relocs, labels, split, split + 1, f);
1219                         move_labels(labels, f, f + 1, -1);
1220                         f++;
1221                         split++;
1222                 }
1223
1224                 /* Copy the rest of the handler. */
1225                 copy_handler(relocs, labels, split, p, final_handler);
1226                 final_len = (f - (final_handler + 32)) + (p - split);
1227         }
1228 #endif /* CONFIG_64BIT */
1229
1230         resolve_relocs(relocs, labels);
1231         printk("Synthesized TLB refill handler (%u instructions).\n",
1232                final_len);
1233
1234 #ifdef DEBUG_TLB
1235         {
1236                 int i;
1237
1238                 f = final_handler;
1239 #ifdef CONFIG_64BIT
1240                 if (final_len > 32)
1241                         final_len = 64;
1242                 else
1243                         f = final_handler + 32;
1244 #endif /* CONFIG_64BIT */
1245                 for (i = 0; i < final_len; i++)
1246                         printk("%08x\n", f[i]);
1247         }
1248 #endif
1249
1250         memcpy((void *)CAC_BASE, final_handler, 0x100);
1251 }
1252
1253 /*
1254  * TLB load/store/modify handlers.
1255  *
1256  * Only the fastpath gets synthesized at runtime, the slowpath for
1257  * do_page_fault remains normal asm.
1258  */
1259 extern void tlb_do_page_fault_0(void);
1260 extern void tlb_do_page_fault_1(void);
1261
1262 #define __tlb_handler_align \
1263         __attribute__((__aligned__(1 << CONFIG_MIPS_L1_CACHE_SHIFT)))
1264
1265 /*
1266  * 128 instructions for the fastpath handler is generous and should
1267  * never be exceeded.
1268  */
1269 #define FASTPATH_SIZE 128
1270
1271 u32 __tlb_handler_align handle_tlbl[FASTPATH_SIZE];
1272 u32 __tlb_handler_align handle_tlbs[FASTPATH_SIZE];
1273 u32 __tlb_handler_align handle_tlbm[FASTPATH_SIZE];
1274
1275 static void __init
1276 iPTE_LW(u32 **p, struct label **l, unsigned int pte, unsigned int ptr)
1277 {
1278 #ifdef CONFIG_SMP
1279 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1280         if (cpu_has_64bits)
1281                 i_lld(p, pte, 0, ptr);
1282         else
1283 # endif
1284                 i_LL(p, pte, 0, ptr);
1285 #else
1286 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1287         if (cpu_has_64bits)
1288                 i_ld(p, pte, 0, ptr);
1289         else
1290 # endif
1291                 i_LW(p, pte, 0, ptr);
1292 #endif
1293 }
1294
1295 static void __init
1296 iPTE_SW(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int pte, unsigned int ptr,
1297         unsigned int mode)
1298 {
1299 #ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1300         unsigned int hwmode = mode & (_PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
1301 #endif
1302
1303         i_ori(p, pte, pte, mode);
1304 #ifdef CONFIG_SMP
1305 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1306         if (cpu_has_64bits)
1307                 i_scd(p, pte, 0, ptr);
1308         else
1309 # endif
1310                 i_SC(p, pte, 0, ptr);
1311
1312         if (r10000_llsc_war())
1313                 il_beqzl(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1314         else
1315                 il_beqz(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1316
1317 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1318         if (!cpu_has_64bits) {
1319                 /* no i_nop needed */
1320                 i_ll(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1321                 i_ori(p, pte, pte, hwmode);
1322                 i_sc(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1323                 il_beqz(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1324                 /* no i_nop needed */
1325                 i_lw(p, pte, 0, ptr);
1326         } else
1327                 i_nop(p);
1328 # else
1329         i_nop(p);
1330 # endif
1331 #else
1332 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1333         if (cpu_has_64bits)
1334                 i_sd(p, pte, 0, ptr);
1335         else
1336 # endif
1337                 i_SW(p, pte, 0, ptr);
1338
1339 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1340         if (!cpu_has_64bits) {
1341                 i_lw(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1342                 i_ori(p, pte, pte, hwmode);
1343                 i_sw(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1344                 i_lw(p, pte, 0, ptr);
1345         }
1346 # endif
1347 #endif
1348 }
1349
1350 /*
1351  * Check if PTE is present, if not then jump to LABEL. PTR points to
1352  * the page table where this PTE is located, PTE will be re-loaded
1353  * with it's original value.
1354  */
1355 static void __init
1356 build_pte_present(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
1357                   unsigned int pte, unsigned int ptr, enum label_id lid)
1358 {
1359         i_andi(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_READ);
1360         i_xori(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_READ);
1361         il_bnez(p, r, pte, lid);
1362         iPTE_LW(p, l, pte, ptr);
1363 }
1364
1365 /* Make PTE valid, store result in PTR. */
1366 static void __init
1367 build_make_valid(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int pte,
1368                  unsigned int ptr)
1369 {
1370         unsigned int mode = _PAGE_VALID | _PAGE_ACCESSED;
1371
1372         iPTE_SW(p, r, pte, ptr, mode);
1373 }
1374
1375 /*
1376  * Check if PTE can be written to, if not branch to LABEL. Regardless
1377  * restore PTE with value from PTR when done.
1378  */
1379 static void __init
1380 build_pte_writable(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
1381                    unsigned int pte, unsigned int ptr, enum label_id lid)
1382 {
1383         i_andi(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_WRITE);
1384         i_xori(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_WRITE);
1385         il_bnez(p, r, pte, lid);
1386         iPTE_LW(p, l, pte, ptr);
1387 }
1388
1389 /* Make PTE writable, update software status bits as well, then store
1390  * at PTR.
1391  */
1392 static void __init
1393 build_make_write(u32 **p, struct reloc **r, unsigned int pte,
1394                  unsigned int ptr)
1395 {
1396         unsigned int mode = (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID
1397                              | _PAGE_DIRTY);
1398
1399         iPTE_SW(p, r, pte, ptr, mode);
1400 }
1401
1402 /*
1403  * Check if PTE can be modified, if not branch to LABEL. Regardless
1404  * restore PTE with value from PTR when done.
1405  */
1406 static void __init
1407 build_pte_modifiable(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
1408                      unsigned int pte, unsigned int ptr, enum label_id lid)
1409 {
1410         i_andi(p, pte, pte, _PAGE_WRITE);
1411         il_beqz(p, r, pte, lid);
1412         iPTE_LW(p, l, pte, ptr);
1413 }
1414
1415 /*
1416  * R3000 style TLB load/store/modify handlers.
1417  */
1418
1419 /*
1420  * This places the pte into ENTRYLO0 and writes it with tlbwi.
1421  * Then it returns.
1422  */
1423 static void __init
1424 build_r3000_pte_reload_tlbwi(u32 **p, unsigned int pte, unsigned int tmp)
1425 {
1426         i_mtc0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* cp0 delay */
1427         i_mfc0(p, tmp, C0_EPC); /* cp0 delay */
1428         i_tlbwi(p);
1429         i_jr(p, tmp);
1430         i_rfe(p); /* branch delay */
1431 }
1432
1433 /*
1434  * This places the pte into ENTRYLO0 and writes it with tlbwi
1435  * or tlbwr as appropriate.  This is because the index register
1436  * may have the probe fail bit set as a result of a trap on a
1437  * kseg2 access, i.e. without refill.  Then it returns.
1438  */
1439 static void __init
1440 build_r3000_tlb_reload_write(u32 **p, struct label **l, struct reloc **r,
1441                              unsigned int pte, unsigned int tmp)
1442 {
1443         i_mfc0(p, tmp, C0_INDEX);
1444         i_mtc0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* cp0 delay */
1445         il_bltz(p, r, tmp, label_r3000_write_probe_fail); /* cp0 delay */
1446         i_mfc0(p, tmp, C0_EPC); /* branch delay */
1447         i_tlbwi(p); /* cp0 delay */
1448         i_jr(p, tmp);
1449         i_rfe(p); /* branch delay */
1450         l_r3000_write_probe_fail(l, *p);
1451         i_tlbwr(p); /* cp0 delay */
1452         i_jr(p, tmp);
1453         i_rfe(p); /* branch delay */
1454 }
1455
1456 static void __init
1457 build_r3000_tlbchange_handler_head(u32 **p, unsigned int pte,
1458                                    unsigned int ptr)
1459 {
1460         long pgdc = (long)pgd_current;
1461
1462         i_mfc0(p, pte, C0_BADVADDR);
1463         i_lui(p, ptr, rel_hi(pgdc)); /* cp0 delay */
1464         i_lw(p, ptr, rel_lo(pgdc), ptr);
1465         i_srl(p, pte, pte, 22); /* load delay */
1466         i_sll(p, pte, pte, 2);
1467         i_addu(p, ptr, ptr, pte);
1468         i_mfc0(p, pte, C0_CONTEXT);
1469         i_lw(p, ptr, 0, ptr); /* cp0 delay */
1470         i_andi(p, pte, pte, 0xffc); /* load delay */
1471         i_addu(p, ptr, ptr, pte);
1472         i_lw(p, pte, 0, ptr);
1473         i_tlbp(p); /* load delay */
1474 }
1475
1476 static void __init build_r3000_tlb_load_handler(void)
1477 {
1478         u32 *p = handle_tlbl;
1479         struct label *l = labels;
1480         struct reloc *r = relocs;
1481
1482         memset(handle_tlbl, 0, sizeof(handle_tlbl));
1483         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1484         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1485
1486         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1487         build_pte_present(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbl);
1488         i_nop(&p); /* load delay */
1489         build_make_valid(&p, &r, K0, K1);
1490         build_r3000_tlb_reload_write(&p, &l, &r, K0, K1);
1491
1492         l_nopage_tlbl(&l, p);
1493         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 0x0fffffff);
1494         i_nop(&p);
1495
1496         if ((p - handle_tlbl) > FASTPATH_SIZE)
1497                 panic("TLB load handler fastpath space exceeded");
1498
1499         resolve_relocs(relocs, labels);
1500         printk("Synthesized TLB load handler fastpath (%u instructions).\n",
1501                (unsigned int)(p - handle_tlbl));
1502
1503 #ifdef DEBUG_TLB
1504         {
1505                 int i;
1506
1507                 for (i = 0; i < (p - handle_tlbl); i++)
1508                         printk("%08x\n", handle_tlbl[i]);
1509         }
1510 #endif
1511 }
1512
1513 static void __init build_r3000_tlb_store_handler(void)
1514 {
1515         u32 *p = handle_tlbs;
1516         struct label *l = labels;
1517         struct reloc *r = relocs;
1518
1519         memset(handle_tlbs, 0, sizeof(handle_tlbs));
1520         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1521         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1522
1523         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1524         build_pte_writable(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbs);
1525         i_nop(&p); /* load delay */
1526         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1527         build_r3000_tlb_reload_write(&p, &l, &r, K0, K1);
1528
1529         l_nopage_tlbs(&l, p);
1530         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1531         i_nop(&p);
1532
1533         if ((p - handle_tlbs) > FASTPATH_SIZE)
1534                 panic("TLB store handler fastpath space exceeded");
1535
1536         resolve_relocs(relocs, labels);
1537         printk("Synthesized TLB store handler fastpath (%u instructions).\n",
1538                (unsigned int)(p - handle_tlbs));
1539
1540 #ifdef DEBUG_TLB
1541         {
1542                 int i;
1543
1544                 for (i = 0; i < (p - handle_tlbs); i++)
1545                         printk("%08x\n", handle_tlbs[i]);
1546         }
1547 #endif
1548 }
1549
1550 static void __init build_r3000_tlb_modify_handler(void)
1551 {
1552         u32 *p = handle_tlbm;
1553         struct label *l = labels;
1554         struct reloc *r = relocs;
1555
1556         memset(handle_tlbm, 0, sizeof(handle_tlbm));
1557         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1558         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1559
1560         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1561         build_pte_modifiable(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbm);
1562         i_nop(&p); /* load delay */
1563         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1564         build_r3000_pte_reload_tlbwi(&p, K0, K1);
1565
1566         l_nopage_tlbm(&l, p);
1567         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1568         i_nop(&p);
1569
1570         if ((p - handle_tlbm) > FASTPATH_SIZE)
1571                 panic("TLB modify handler fastpath space exceeded");
1572
1573         resolve_relocs(relocs, labels);
1574         printk("Synthesized TLB modify handler fastpath (%u instructions).\n",
1575                (unsigned int)(p - handle_tlbm));
1576
1577 #ifdef DEBUG_TLB
1578         {
1579                 int i;
1580
1581                 for (i = 0; i < (p - handle_tlbm); i++)
1582                         printk("%08x\n", handle_tlbm[i]);
1583         }
1584 #endif
1585 }
1586
1587 /*
1588  * R4000 style TLB load/store/modify handlers.
1589  */
1590 static void __init
1591 build_r4000_tlbchange_handler_head(u32 **p, struct label **l,
1592                                    struct reloc **r, unsigned int pte,
1593                                    unsigned int ptr)
1594 {
1595 #ifdef CONFIG_64BIT
1596         build_get_pmde64(p, l, r, pte, ptr); /* get pmd in ptr */
1597 #else
1598         build_get_pgde32(p, pte, ptr); /* get pgd in ptr */
1599 #endif
1600
1601         i_MFC0(p, pte, C0_BADVADDR);
1602         i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1603         i_SRL(p, pte, pte, PAGE_SHIFT + PTE_ORDER - PTE_T_LOG2);
1604         i_andi(p, pte, pte, (PTRS_PER_PTE - 1) << PTE_T_LOG2);
1605         i_ADDU(p, ptr, ptr, pte);
1606
1607 #ifdef CONFIG_SMP
1608         l_smp_pgtable_change(l, *p);
1609 # endif
1610         iPTE_LW(p, l, pte, ptr); /* get even pte */
1611         build_tlb_probe_entry(p);
1612 }
1613
1614 static void __init
1615 build_r4000_tlbchange_handler_tail(u32 **p, struct label **l,
1616                                    struct reloc **r, unsigned int tmp,
1617                                    unsigned int ptr)
1618 {
1619         i_ori(p, ptr, ptr, sizeof(pte_t));
1620         i_xori(p, ptr, ptr, sizeof(pte_t));
1621         build_update_entries(p, tmp, ptr);
1622         build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_indexed);
1623         l_leave(l, *p);
1624         i_eret(p); /* return from trap */
1625
1626 #ifdef CONFIG_64BIT
1627         build_get_pgd_vmalloc64(p, l, r, tmp, ptr);
1628 #endif
1629 }
1630
1631 static void __init build_r4000_tlb_load_handler(void)
1632 {
1633         u32 *p = handle_tlbl;
1634         struct label *l = labels;
1635         struct reloc *r = relocs;
1636
1637         memset(handle_tlbl, 0, sizeof(handle_tlbl));
1638         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1639         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1640
1641         if (bcm1250_m3_war()) {
1642                 i_MFC0(&p, K0, C0_BADVADDR);
1643                 i_MFC0(&p, K1, C0_ENTRYHI);
1644                 i_xor(&p, K0, K0, K1);
1645                 i_SRL(&p, K0, K0, PAGE_SHIFT + 1);
1646                 il_bnez(&p, &r, K0, label_leave);
1647                 /* No need for i_nop */
1648         }
1649
1650         build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r, K0, K1);
1651         build_pte_present(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbl);
1652         build_make_valid(&p, &r, K0, K1);
1653         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, K0, K1);
1654
1655         l_nopage_tlbl(&l, p);
1656         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 0x0fffffff);
1657         i_nop(&p);
1658
1659         if ((p - handle_tlbl) > FASTPATH_SIZE)
1660                 panic("TLB load handler fastpath space exceeded");
1661
1662         resolve_relocs(relocs, labels);
1663         printk("Synthesized TLB load handler fastpath (%u instructions).\n",
1664                (unsigned int)(p - handle_tlbl));
1665
1666 #ifdef DEBUG_TLB
1667         {
1668                 int i;
1669
1670                 for (i = 0; i < (p - handle_tlbl); i++)
1671                         printk("%08x\n", handle_tlbl[i]);
1672         }
1673 #endif
1674 }
1675
1676 static void __init build_r4000_tlb_store_handler(void)
1677 {
1678         u32 *p = handle_tlbs;
1679         struct label *l = labels;
1680         struct reloc *r = relocs;
1681
1682         memset(handle_tlbs, 0, sizeof(handle_tlbs));
1683         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1684         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1685
1686         build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r, K0, K1);
1687         build_pte_writable(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbs);
1688         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1689         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, K0, K1);
1690
1691         l_nopage_tlbs(&l, p);
1692         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1693         i_nop(&p);
1694
1695         if ((p - handle_tlbs) > FASTPATH_SIZE)
1696                 panic("TLB store handler fastpath space exceeded");
1697
1698         resolve_relocs(relocs, labels);
1699         printk("Synthesized TLB store handler fastpath (%u instructions).\n",
1700                (unsigned int)(p - handle_tlbs));
1701
1702 #ifdef DEBUG_TLB
1703         {
1704                 int i;
1705
1706                 for (i = 0; i < (p - handle_tlbs); i++)
1707                         printk("%08x\n", handle_tlbs[i]);
1708         }
1709 #endif
1710 }
1711
1712 static void __init build_r4000_tlb_modify_handler(void)
1713 {
1714         u32 *p = handle_tlbm;
1715         struct label *l = labels;
1716         struct reloc *r = relocs;
1717
1718         memset(handle_tlbm, 0, sizeof(handle_tlbm));
1719         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1720         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1721
1722         build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r, K0, K1);
1723         build_pte_modifiable(&p, &l, &r, K0, K1, label_nopage_tlbm);
1724         /* Present and writable bits set, set accessed and dirty bits. */
1725         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1726         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, K0, K1);
1727
1728         l_nopage_tlbm(&l, p);
1729         i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1730         i_nop(&p);
1731
1732         if ((p - handle_tlbm) > FASTPATH_SIZE)
1733                 panic("TLB modify handler fastpath space exceeded");
1734
1735         resolve_relocs(relocs, labels);
1736         printk("Synthesized TLB modify handler fastpath (%u instructions).\n",
1737                (unsigned int)(p - handle_tlbm));
1738
1739 #ifdef DEBUG_TLB
1740         {
1741                 int i;
1742
1743                 for (i = 0; i < (p - handle_tlbm); i++)
1744                         printk("%08x\n", handle_tlbm[i]);
1745         }
1746 #endif
1747 }
1748
1749 void __init build_tlb_refill_handler(void)
1750 {
1751         /*
1752          * The refill handler is generated per-CPU, multi-node systems
1753          * may have local storage for it. The other handlers are only
1754          * needed once.
1755          */
1756         static int run_once = 0;
1757
1758         switch (current_cpu_data.cputype) {
1759         case CPU_R2000:
1760         case CPU_R3000:
1761         case CPU_R3000A:
1762         case CPU_R3081E:
1763         case CPU_TX3912:
1764         case CPU_TX3922:
1765         case CPU_TX3927:
1766                 build_r3000_tlb_refill_handler();
1767                 if (!run_once) {
1768                         build_r3000_tlb_load_handler();
1769                         build_r3000_tlb_store_handler();
1770                         build_r3000_tlb_modify_handler();
1771                         run_once++;
1772                 }
1773                 break;
1774
1775         case CPU_R6000:
1776         case CPU_R6000A:
1777                 panic("No R6000 TLB refill handler yet");
1778                 break;
1779
1780         case CPU_R8000:
1781                 panic("No R8000 TLB refill handler yet");
1782                 break;
1783
1784         default:
1785                 build_r4000_tlb_refill_handler();
1786                 if (!run_once) {
1787                         build_r4000_tlb_load_handler();
1788                         build_r4000_tlb_store_handler();
1789                         build_r4000_tlb_modify_handler();
1790                         run_once++;
1791                 }
1792         }
1793 }
1794
1795 void __init flush_tlb_handlers(void)
1796 {
1797         flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbl,
1798                            (unsigned long)handle_tlbl + sizeof(handle_tlbl));
1799         flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbs,
1800                            (unsigned long)handle_tlbs + sizeof(handle_tlbs));
1801         flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbm,
1802                            (unsigned long)handle_tlbm + sizeof(handle_tlbm));
1803 }