Merge branch 'topic/core-cleanup' into for-linus
[safe/jmp/linux-2.6] / arch / mips / mm / tlbex.c
1 /*
2  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
3  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
4  * for more details.
5  *
6  * Synthesize TLB refill handlers at runtime.
7  *
8  * Copyright (C) 2004, 2005, 2006, 2008  Thiemo Seufer
9  * Copyright (C) 2005, 2007, 2008, 2009  Maciej W. Rozycki
10  * Copyright (C) 2006  Ralf Baechle (ralf@linux-mips.org)
11  * Copyright (C) 2008, 2009 Cavium Networks, Inc.
12  *
13  * ... and the days got worse and worse and now you see
14  * I've gone completly out of my mind.
15  *
16  * They're coming to take me a away haha
17  * they're coming to take me a away hoho hihi haha
18  * to the funny farm where code is beautiful all the time ...
19  *
20  * (Condolences to Napoleon XIV)
21  */
22
23 #include <linux/bug.h>
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/types.h>
26 #include <linux/smp.h>
27 #include <linux/string.h>
28 #include <linux/init.h>
29
30 #include <asm/mmu_context.h>
31 #include <asm/war.h>
32 #include <asm/uasm.h>
33
34 /*
35  * TLB load/store/modify handlers.
36  *
37  * Only the fastpath gets synthesized at runtime, the slowpath for
38  * do_page_fault remains normal asm.
39  */
40 extern void tlb_do_page_fault_0(void);
41 extern void tlb_do_page_fault_1(void);
42
43
44 static inline int r45k_bvahwbug(void)
45 {
46         /* XXX: We should probe for the presence of this bug, but we don't. */
47         return 0;
48 }
49
50 static inline int r4k_250MHZhwbug(void)
51 {
52         /* XXX: We should probe for the presence of this bug, but we don't. */
53         return 0;
54 }
55
56 static inline int __maybe_unused bcm1250_m3_war(void)
57 {
58         return BCM1250_M3_WAR;
59 }
60
61 static inline int __maybe_unused r10000_llsc_war(void)
62 {
63         return R10000_LLSC_WAR;
64 }
65
66 /*
67  * Found by experiment: At least some revisions of the 4kc throw under
68  * some circumstances a machine check exception, triggered by invalid
69  * values in the index register.  Delaying the tlbp instruction until
70  * after the next branch,  plus adding an additional nop in front of
71  * tlbwi/tlbwr avoids the invalid index register values. Nobody knows
72  * why; it's not an issue caused by the core RTL.
73  *
74  */
75 static int __cpuinit m4kc_tlbp_war(void)
76 {
77         return (current_cpu_data.processor_id & 0xffff00) ==
78                (PRID_COMP_MIPS | PRID_IMP_4KC);
79 }
80
81 /* Handle labels (which must be positive integers). */
82 enum label_id {
83         label_second_part = 1,
84         label_leave,
85         label_vmalloc,
86         label_vmalloc_done,
87         label_tlbw_hazard,
88         label_split,
89         label_tlbl_goaround1,
90         label_tlbl_goaround2,
91         label_nopage_tlbl,
92         label_nopage_tlbs,
93         label_nopage_tlbm,
94         label_smp_pgtable_change,
95         label_r3000_write_probe_fail,
96         label_large_segbits_fault,
97 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
98         label_tlb_huge_update,
99 #endif
100 };
101
102 UASM_L_LA(_second_part)
103 UASM_L_LA(_leave)
104 UASM_L_LA(_vmalloc)
105 UASM_L_LA(_vmalloc_done)
106 UASM_L_LA(_tlbw_hazard)
107 UASM_L_LA(_split)
108 UASM_L_LA(_tlbl_goaround1)
109 UASM_L_LA(_tlbl_goaround2)
110 UASM_L_LA(_nopage_tlbl)
111 UASM_L_LA(_nopage_tlbs)
112 UASM_L_LA(_nopage_tlbm)
113 UASM_L_LA(_smp_pgtable_change)
114 UASM_L_LA(_r3000_write_probe_fail)
115 UASM_L_LA(_large_segbits_fault)
116 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
117 UASM_L_LA(_tlb_huge_update)
118 #endif
119
120 /*
121  * For debug purposes.
122  */
123 static inline void dump_handler(const u32 *handler, int count)
124 {
125         int i;
126
127         pr_debug("\t.set push\n");
128         pr_debug("\t.set noreorder\n");
129
130         for (i = 0; i < count; i++)
131                 pr_debug("\t%p\t.word 0x%08x\n", &handler[i], handler[i]);
132
133         pr_debug("\t.set pop\n");
134 }
135
136 /* The only general purpose registers allowed in TLB handlers. */
137 #define K0              26
138 #define K1              27
139
140 /* Some CP0 registers */
141 #define C0_INDEX        0, 0
142 #define C0_ENTRYLO0     2, 0
143 #define C0_TCBIND       2, 2
144 #define C0_ENTRYLO1     3, 0
145 #define C0_CONTEXT      4, 0
146 #define C0_PAGEMASK     5, 0
147 #define C0_BADVADDR     8, 0
148 #define C0_ENTRYHI      10, 0
149 #define C0_EPC          14, 0
150 #define C0_XCONTEXT     20, 0
151
152 #ifdef CONFIG_64BIT
153 # define GET_CONTEXT(buf, reg) UASM_i_MFC0(buf, reg, C0_XCONTEXT)
154 #else
155 # define GET_CONTEXT(buf, reg) UASM_i_MFC0(buf, reg, C0_CONTEXT)
156 #endif
157
158 /* The worst case length of the handler is around 18 instructions for
159  * R3000-style TLBs and up to 63 instructions for R4000-style TLBs.
160  * Maximum space available is 32 instructions for R3000 and 64
161  * instructions for R4000.
162  *
163  * We deliberately chose a buffer size of 128, so we won't scribble
164  * over anything important on overflow before we panic.
165  */
166 static u32 tlb_handler[128] __cpuinitdata;
167
168 /* simply assume worst case size for labels and relocs */
169 static struct uasm_label labels[128] __cpuinitdata;
170 static struct uasm_reloc relocs[128] __cpuinitdata;
171
172 #ifdef CONFIG_64BIT
173 static int check_for_high_segbits __cpuinitdata;
174 #endif
175
176 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
177 /*
178  * CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT implies 64 bit and lack of pgd_current,
179  * we cannot do r3000 under these circumstances.
180  */
181
182 /*
183  * The R3000 TLB handler is simple.
184  */
185 static void __cpuinit build_r3000_tlb_refill_handler(void)
186 {
187         long pgdc = (long)pgd_current;
188         u32 *p;
189
190         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
191         p = tlb_handler;
192
193         uasm_i_mfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
194         uasm_i_lui(&p, K1, uasm_rel_hi(pgdc)); /* cp0 delay */
195         uasm_i_lw(&p, K1, uasm_rel_lo(pgdc), K1);
196         uasm_i_srl(&p, K0, K0, 22); /* load delay */
197         uasm_i_sll(&p, K0, K0, 2);
198         uasm_i_addu(&p, K1, K1, K0);
199         uasm_i_mfc0(&p, K0, C0_CONTEXT);
200         uasm_i_lw(&p, K1, 0, K1); /* cp0 delay */
201         uasm_i_andi(&p, K0, K0, 0xffc); /* load delay */
202         uasm_i_addu(&p, K1, K1, K0);
203         uasm_i_lw(&p, K0, 0, K1);
204         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
205         uasm_i_mtc0(&p, K0, C0_ENTRYLO0);
206         uasm_i_mfc0(&p, K1, C0_EPC); /* cp0 delay */
207         uasm_i_tlbwr(&p); /* cp0 delay */
208         uasm_i_jr(&p, K1);
209         uasm_i_rfe(&p); /* branch delay */
210
211         if (p > tlb_handler + 32)
212                 panic("TLB refill handler space exceeded");
213
214         pr_debug("Wrote TLB refill handler (%u instructions).\n",
215                  (unsigned int)(p - tlb_handler));
216
217         memcpy((void *)ebase, tlb_handler, 0x80);
218
219         dump_handler((u32 *)ebase, 32);
220 }
221 #endif /* CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT */
222
223 /*
224  * The R4000 TLB handler is much more complicated. We have two
225  * consecutive handler areas with 32 instructions space each.
226  * Since they aren't used at the same time, we can overflow in the
227  * other one.To keep things simple, we first assume linear space,
228  * then we relocate it to the final handler layout as needed.
229  */
230 static u32 final_handler[64] __cpuinitdata;
231
232 /*
233  * Hazards
234  *
235  * From the IDT errata for the QED RM5230 (Nevada), processor revision 1.0:
236  * 2. A timing hazard exists for the TLBP instruction.
237  *
238  *      stalling_instruction
239  *      TLBP
240  *
241  * The JTLB is being read for the TLBP throughout the stall generated by the
242  * previous instruction. This is not really correct as the stalling instruction
243  * can modify the address used to access the JTLB.  The failure symptom is that
244  * the TLBP instruction will use an address created for the stalling instruction
245  * and not the address held in C0_ENHI and thus report the wrong results.
246  *
247  * The software work-around is to not allow the instruction preceding the TLBP
248  * to stall - make it an NOP or some other instruction guaranteed not to stall.
249  *
250  * Errata 2 will not be fixed.  This errata is also on the R5000.
251  *
252  * As if we MIPS hackers wouldn't know how to nop pipelines happy ...
253  */
254 static void __cpuinit __maybe_unused build_tlb_probe_entry(u32 **p)
255 {
256         switch (current_cpu_type()) {
257         /* Found by experiment: R4600 v2.0/R4700 needs this, too.  */
258         case CPU_R4600:
259         case CPU_R4700:
260         case CPU_R5000:
261         case CPU_R5000A:
262         case CPU_NEVADA:
263                 uasm_i_nop(p);
264                 uasm_i_tlbp(p);
265                 break;
266
267         default:
268                 uasm_i_tlbp(p);
269                 break;
270         }
271 }
272
273 /*
274  * Write random or indexed TLB entry, and care about the hazards from
275  * the preceeding mtc0 and for the following eret.
276  */
277 enum tlb_write_entry { tlb_random, tlb_indexed };
278
279 static void __cpuinit build_tlb_write_entry(u32 **p, struct uasm_label **l,
280                                          struct uasm_reloc **r,
281                                          enum tlb_write_entry wmode)
282 {
283         void(*tlbw)(u32 **) = NULL;
284
285         switch (wmode) {
286         case tlb_random: tlbw = uasm_i_tlbwr; break;
287         case tlb_indexed: tlbw = uasm_i_tlbwi; break;
288         }
289
290         if (cpu_has_mips_r2) {
291                 if (cpu_has_mips_r2_exec_hazard)
292                         uasm_i_ehb(p);
293                 tlbw(p);
294                 return;
295         }
296
297         switch (current_cpu_type()) {
298         case CPU_R4000PC:
299         case CPU_R4000SC:
300         case CPU_R4000MC:
301         case CPU_R4400PC:
302         case CPU_R4400SC:
303         case CPU_R4400MC:
304                 /*
305                  * This branch uses up a mtc0 hazard nop slot and saves
306                  * two nops after the tlbw instruction.
307                  */
308                 uasm_il_bgezl(p, r, 0, label_tlbw_hazard);
309                 tlbw(p);
310                 uasm_l_tlbw_hazard(l, *p);
311                 uasm_i_nop(p);
312                 break;
313
314         case CPU_R4600:
315         case CPU_R4700:
316         case CPU_R5000:
317         case CPU_R5000A:
318                 uasm_i_nop(p);
319                 tlbw(p);
320                 uasm_i_nop(p);
321                 break;
322
323         case CPU_R4300:
324         case CPU_5KC:
325         case CPU_TX49XX:
326         case CPU_PR4450:
327                 uasm_i_nop(p);
328                 tlbw(p);
329                 break;
330
331         case CPU_R10000:
332         case CPU_R12000:
333         case CPU_R14000:
334         case CPU_4KC:
335         case CPU_4KEC:
336         case CPU_SB1:
337         case CPU_SB1A:
338         case CPU_4KSC:
339         case CPU_20KC:
340         case CPU_25KF:
341         case CPU_BCM3302:
342         case CPU_BCM4710:
343         case CPU_LOONGSON2:
344         case CPU_BCM6338:
345         case CPU_BCM6345:
346         case CPU_BCM6348:
347         case CPU_BCM6358:
348         case CPU_R5500:
349                 if (m4kc_tlbp_war())
350                         uasm_i_nop(p);
351         case CPU_ALCHEMY:
352                 tlbw(p);
353                 break;
354
355         case CPU_NEVADA:
356                 uasm_i_nop(p); /* QED specifies 2 nops hazard */
357                 /*
358                  * This branch uses up a mtc0 hazard nop slot and saves
359                  * a nop after the tlbw instruction.
360                  */
361                 uasm_il_bgezl(p, r, 0, label_tlbw_hazard);
362                 tlbw(p);
363                 uasm_l_tlbw_hazard(l, *p);
364                 break;
365
366         case CPU_RM7000:
367                 uasm_i_nop(p);
368                 uasm_i_nop(p);
369                 uasm_i_nop(p);
370                 uasm_i_nop(p);
371                 tlbw(p);
372                 break;
373
374         case CPU_RM9000:
375                 /*
376                  * When the JTLB is updated by tlbwi or tlbwr, a subsequent
377                  * use of the JTLB for instructions should not occur for 4
378                  * cpu cycles and use for data translations should not occur
379                  * for 3 cpu cycles.
380                  */
381                 uasm_i_ssnop(p);
382                 uasm_i_ssnop(p);
383                 uasm_i_ssnop(p);
384                 uasm_i_ssnop(p);
385                 tlbw(p);
386                 uasm_i_ssnop(p);
387                 uasm_i_ssnop(p);
388                 uasm_i_ssnop(p);
389                 uasm_i_ssnop(p);
390                 break;
391
392         case CPU_VR4111:
393         case CPU_VR4121:
394         case CPU_VR4122:
395         case CPU_VR4181:
396         case CPU_VR4181A:
397                 uasm_i_nop(p);
398                 uasm_i_nop(p);
399                 tlbw(p);
400                 uasm_i_nop(p);
401                 uasm_i_nop(p);
402                 break;
403
404         case CPU_VR4131:
405         case CPU_VR4133:
406         case CPU_R5432:
407                 uasm_i_nop(p);
408                 uasm_i_nop(p);
409                 tlbw(p);
410                 break;
411
412         default:
413                 panic("No TLB refill handler yet (CPU type: %d)",
414                       current_cpu_data.cputype);
415                 break;
416         }
417 }
418
419 static __cpuinit __maybe_unused void build_convert_pte_to_entrylo(u32 **p,
420                                                                   unsigned int reg)
421 {
422         if (kernel_uses_smartmips_rixi) {
423                 UASM_i_SRL(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_NO_EXEC));
424                 UASM_i_ROTR(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_GLOBAL) - ilog2(_PAGE_NO_EXEC));
425         } else {
426 #ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
427                 uasm_i_dsrl_safe(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
428 #else
429                 UASM_i_SRL(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
430 #endif
431         }
432 }
433
434 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
435
436 static __cpuinit void build_restore_pagemask(u32 **p,
437                                              struct uasm_reloc **r,
438                                              unsigned int tmp,
439                                              enum label_id lid)
440 {
441         /* Reset default page size */
442         if (PM_DEFAULT_MASK >> 16) {
443                 uasm_i_lui(p, tmp, PM_DEFAULT_MASK >> 16);
444                 uasm_i_ori(p, tmp, tmp, PM_DEFAULT_MASK & 0xffff);
445                 uasm_il_b(p, r, lid);
446                 uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
447         } else if (PM_DEFAULT_MASK) {
448                 uasm_i_ori(p, tmp, 0, PM_DEFAULT_MASK);
449                 uasm_il_b(p, r, lid);
450                 uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
451         } else {
452                 uasm_il_b(p, r, lid);
453                 uasm_i_mtc0(p, 0, C0_PAGEMASK);
454         }
455 }
456
457 static __cpuinit void build_huge_tlb_write_entry(u32 **p,
458                                                  struct uasm_label **l,
459                                                  struct uasm_reloc **r,
460                                                  unsigned int tmp,
461                                                  enum tlb_write_entry wmode)
462 {
463         /* Set huge page tlb entry size */
464         uasm_i_lui(p, tmp, PM_HUGE_MASK >> 16);
465         uasm_i_ori(p, tmp, tmp, PM_HUGE_MASK & 0xffff);
466         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
467
468         build_tlb_write_entry(p, l, r, wmode);
469
470         build_restore_pagemask(p, r, tmp, label_leave);
471 }
472
473 /*
474  * Check if Huge PTE is present, if so then jump to LABEL.
475  */
476 static void __cpuinit
477 build_is_huge_pte(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int tmp,
478                 unsigned int pmd, int lid)
479 {
480         UASM_i_LW(p, tmp, 0, pmd);
481         uasm_i_andi(p, tmp, tmp, _PAGE_HUGE);
482         uasm_il_bnez(p, r, tmp, lid);
483 }
484
485 static __cpuinit void build_huge_update_entries(u32 **p,
486                                                 unsigned int pte,
487                                                 unsigned int tmp)
488 {
489         int small_sequence;
490
491         /*
492          * A huge PTE describes an area the size of the
493          * configured huge page size. This is twice the
494          * of the large TLB entry size we intend to use.
495          * A TLB entry half the size of the configured
496          * huge page size is configured into entrylo0
497          * and entrylo1 to cover the contiguous huge PTE
498          * address space.
499          */
500         small_sequence = (HPAGE_SIZE >> 7) < 0x10000;
501
502         /* We can clobber tmp.  It isn't used after this.*/
503         if (!small_sequence)
504                 uasm_i_lui(p, tmp, HPAGE_SIZE >> (7 + 16));
505
506         build_convert_pte_to_entrylo(p, pte);
507         UASM_i_MTC0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* load it */
508         /* convert to entrylo1 */
509         if (small_sequence)
510                 UASM_i_ADDIU(p, pte, pte, HPAGE_SIZE >> 7);
511         else
512                 UASM_i_ADDU(p, pte, pte, tmp);
513
514         UASM_i_MTC0(p, pte, C0_ENTRYLO1); /* load it */
515 }
516
517 static __cpuinit void build_huge_handler_tail(u32 **p,
518                                               struct uasm_reloc **r,
519                                               struct uasm_label **l,
520                                               unsigned int pte,
521                                               unsigned int ptr)
522 {
523 #ifdef CONFIG_SMP
524         UASM_i_SC(p, pte, 0, ptr);
525         uasm_il_beqz(p, r, pte, label_tlb_huge_update);
526         UASM_i_LW(p, pte, 0, ptr); /* Needed because SC killed our PTE */
527 #else
528         UASM_i_SW(p, pte, 0, ptr);
529 #endif
530         build_huge_update_entries(p, pte, ptr);
531         build_huge_tlb_write_entry(p, l, r, pte, tlb_indexed);
532 }
533 #endif /* CONFIG_HUGETLB_PAGE */
534
535 #ifdef CONFIG_64BIT
536 /*
537  * TMP and PTR are scratch.
538  * TMP will be clobbered, PTR will hold the pmd entry.
539  */
540 static void __cpuinit
541 build_get_pmde64(u32 **p, struct uasm_label **l, struct uasm_reloc **r,
542                  unsigned int tmp, unsigned int ptr)
543 {
544 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
545         long pgdc = (long)pgd_current;
546 #endif
547         /*
548          * The vmalloc handling is not in the hotpath.
549          */
550         uasm_i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR);
551
552         if (check_for_high_segbits) {
553                 /*
554                  * The kernel currently implicitely assumes that the
555                  * MIPS SEGBITS parameter for the processor is
556                  * (PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS) or less, and will never
557                  * allocate virtual addresses outside the maximum
558                  * range for SEGBITS = (PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS). But
559                  * that doesn't prevent user code from accessing the
560                  * higher xuseg addresses.  Here, we make sure that
561                  * everything but the lower xuseg addresses goes down
562                  * the module_alloc/vmalloc path.
563                  */
564                 uasm_i_dsrl_safe(p, ptr, tmp, PGDIR_SHIFT + PGD_ORDER + PAGE_SHIFT - 3);
565                 uasm_il_bnez(p, r, ptr, label_vmalloc);
566         } else {
567                 uasm_il_bltz(p, r, tmp, label_vmalloc);
568         }
569         /* No uasm_i_nop needed here, since the next insn doesn't touch TMP. */
570
571 #ifdef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
572         /*
573          * &pgd << 11 stored in CONTEXT [23..63].
574          */
575         UASM_i_MFC0(p, ptr, C0_CONTEXT);
576         uasm_i_dins(p, ptr, 0, 0, 23); /* Clear lower 23 bits of context. */
577         uasm_i_ori(p, ptr, ptr, 0x540); /* 1 0  1 0 1  << 6  xkphys cached */
578         uasm_i_drotr(p, ptr, ptr, 11);
579 #elif defined(CONFIG_SMP)
580 # ifdef  CONFIG_MIPS_MT_SMTC
581         /*
582          * SMTC uses TCBind value as "CPU" index
583          */
584         uasm_i_mfc0(p, ptr, C0_TCBIND);
585         uasm_i_dsrl_safe(p, ptr, ptr, 19);
586 # else
587         /*
588          * 64 bit SMP running in XKPHYS has smp_processor_id() << 3
589          * stored in CONTEXT.
590          */
591         uasm_i_dmfc0(p, ptr, C0_CONTEXT);
592         uasm_i_dsrl_safe(p, ptr, ptr, 23);
593 # endif
594         UASM_i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
595         uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, tmp);
596         uasm_i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR);
597         uasm_i_ld(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
598 #else
599         UASM_i_LA_mostly(p, ptr, pgdc);
600         uasm_i_ld(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
601 #endif
602
603         uasm_l_vmalloc_done(l, *p);
604
605         /* get pgd offset in bytes */
606         uasm_i_dsrl_safe(p, tmp, tmp, PGDIR_SHIFT - 3);
607
608         uasm_i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PGD - 1)<<3);
609         uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pgd offset */
610 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
611         uasm_i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
612         uasm_i_ld(p, ptr, 0, ptr); /* get pmd pointer */
613         uasm_i_dsrl_safe(p, tmp, tmp, PMD_SHIFT-3); /* get pmd offset in bytes */
614         uasm_i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PMD - 1)<<3);
615         uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pmd offset */
616 #endif
617 }
618
619 enum vmalloc64_mode {not_refill, refill};
620 /*
621  * BVADDR is the faulting address, PTR is scratch.
622  * PTR will hold the pgd for vmalloc.
623  */
624 static void __cpuinit
625 build_get_pgd_vmalloc64(u32 **p, struct uasm_label **l, struct uasm_reloc **r,
626                         unsigned int bvaddr, unsigned int ptr,
627                         enum vmalloc64_mode mode)
628 {
629         long swpd = (long)swapper_pg_dir;
630         int single_insn_swpd;
631         int did_vmalloc_branch = 0;
632
633         single_insn_swpd = uasm_in_compat_space_p(swpd) && !uasm_rel_lo(swpd);
634
635         uasm_l_vmalloc(l, *p);
636
637         if (mode == refill && check_for_high_segbits) {
638                 if (single_insn_swpd) {
639                         uasm_il_bltz(p, r, bvaddr, label_vmalloc_done);
640                         uasm_i_lui(p, ptr, uasm_rel_hi(swpd));
641                         did_vmalloc_branch = 1;
642                         /* fall through */
643                 } else {
644                         uasm_il_bgez(p, r, bvaddr, label_large_segbits_fault);
645                 }
646         }
647         if (!did_vmalloc_branch) {
648                 if (uasm_in_compat_space_p(swpd) && !uasm_rel_lo(swpd)) {
649                         uasm_il_b(p, r, label_vmalloc_done);
650                         uasm_i_lui(p, ptr, uasm_rel_hi(swpd));
651                 } else {
652                         UASM_i_LA_mostly(p, ptr, swpd);
653                         uasm_il_b(p, r, label_vmalloc_done);
654                         if (uasm_in_compat_space_p(swpd))
655                                 uasm_i_addiu(p, ptr, ptr, uasm_rel_lo(swpd));
656                         else
657                                 uasm_i_daddiu(p, ptr, ptr, uasm_rel_lo(swpd));
658                 }
659         }
660         if (mode == refill && check_for_high_segbits) {
661                 uasm_l_large_segbits_fault(l, *p);
662                 /*
663                  * We get here if we are an xsseg address, or if we are
664                  * an xuseg address above (PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS) boundary.
665                  *
666                  * Ignoring xsseg (assume disabled so would generate
667                  * (address errors?), the only remaining possibility
668                  * is the upper xuseg addresses.  On processors with
669                  * TLB_SEGBITS <= PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS, these
670                  * addresses would have taken an address error. We try
671                  * to mimic that here by taking a load/istream page
672                  * fault.
673                  */
674                 UASM_i_LA(p, ptr, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0);
675                 uasm_i_jr(p, ptr);
676                 uasm_i_nop(p);
677         }
678 }
679
680 #else /* !CONFIG_64BIT */
681
682 /*
683  * TMP and PTR are scratch.
684  * TMP will be clobbered, PTR will hold the pgd entry.
685  */
686 static void __cpuinit __maybe_unused
687 build_get_pgde32(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptr)
688 {
689         long pgdc = (long)pgd_current;
690
691         /* 32 bit SMP has smp_processor_id() stored in CONTEXT. */
692 #ifdef CONFIG_SMP
693 #ifdef  CONFIG_MIPS_MT_SMTC
694         /*
695          * SMTC uses TCBind value as "CPU" index
696          */
697         uasm_i_mfc0(p, ptr, C0_TCBIND);
698         UASM_i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
699         uasm_i_srl(p, ptr, ptr, 19);
700 #else
701         /*
702          * smp_processor_id() << 3 is stored in CONTEXT.
703          */
704         uasm_i_mfc0(p, ptr, C0_CONTEXT);
705         UASM_i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
706         uasm_i_srl(p, ptr, ptr, 23);
707 #endif
708         uasm_i_addu(p, ptr, tmp, ptr);
709 #else
710         UASM_i_LA_mostly(p, ptr, pgdc);
711 #endif
712         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
713         uasm_i_lw(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
714         uasm_i_srl(p, tmp, tmp, PGDIR_SHIFT); /* get pgd only bits */
715         uasm_i_sll(p, tmp, tmp, PGD_T_LOG2);
716         uasm_i_addu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pgd offset */
717 }
718
719 #endif /* !CONFIG_64BIT */
720
721 static void __cpuinit build_adjust_context(u32 **p, unsigned int ctx)
722 {
723         unsigned int shift = 4 - (PTE_T_LOG2 + 1) + PAGE_SHIFT - 12;
724         unsigned int mask = (PTRS_PER_PTE / 2 - 1) << (PTE_T_LOG2 + 1);
725
726         switch (current_cpu_type()) {
727         case CPU_VR41XX:
728         case CPU_VR4111:
729         case CPU_VR4121:
730         case CPU_VR4122:
731         case CPU_VR4131:
732         case CPU_VR4181:
733         case CPU_VR4181A:
734         case CPU_VR4133:
735                 shift += 2;
736                 break;
737
738         default:
739                 break;
740         }
741
742         if (shift)
743                 UASM_i_SRL(p, ctx, ctx, shift);
744         uasm_i_andi(p, ctx, ctx, mask);
745 }
746
747 static void __cpuinit build_get_ptep(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptr)
748 {
749         /*
750          * Bug workaround for the Nevada. It seems as if under certain
751          * circumstances the move from cp0_context might produce a
752          * bogus result when the mfc0 instruction and its consumer are
753          * in a different cacheline or a load instruction, probably any
754          * memory reference, is between them.
755          */
756         switch (current_cpu_type()) {
757         case CPU_NEVADA:
758                 UASM_i_LW(p, ptr, 0, ptr);
759                 GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
760                 break;
761
762         default:
763                 GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
764                 UASM_i_LW(p, ptr, 0, ptr);
765                 break;
766         }
767
768         build_adjust_context(p, tmp);
769         UASM_i_ADDU(p, ptr, ptr, tmp); /* add in offset */
770 }
771
772 static void __cpuinit build_update_entries(u32 **p, unsigned int tmp,
773                                         unsigned int ptep)
774 {
775         /*
776          * 64bit address support (36bit on a 32bit CPU) in a 32bit
777          * Kernel is a special case. Only a few CPUs use it.
778          */
779 #ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
780         if (cpu_has_64bits) {
781                 uasm_i_ld(p, tmp, 0, ptep); /* get even pte */
782                 uasm_i_ld(p, ptep, sizeof(pte_t), ptep); /* get odd pte */
783                 if (kernel_uses_smartmips_rixi) {
784                         UASM_i_SRL(p, tmp, tmp, ilog2(_PAGE_NO_EXEC));
785                         UASM_i_SRL(p, ptep, ptep, ilog2(_PAGE_NO_EXEC));
786                         UASM_i_ROTR(p, tmp, tmp, ilog2(_PAGE_GLOBAL) - ilog2(_PAGE_NO_EXEC));
787                         UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
788                         UASM_i_ROTR(p, ptep, ptep, ilog2(_PAGE_GLOBAL) - ilog2(_PAGE_NO_EXEC));
789                 } else {
790                         uasm_i_dsrl_safe(p, tmp, tmp, ilog2(_PAGE_GLOBAL)); /* convert to entrylo0 */
791                         UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
792                         uasm_i_dsrl_safe(p, ptep, ptep, ilog2(_PAGE_GLOBAL)); /* convert to entrylo1 */
793                 }
794                 UASM_i_MTC0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
795         } else {
796                 int pte_off_even = sizeof(pte_t) / 2;
797                 int pte_off_odd = pte_off_even + sizeof(pte_t);
798
799                 /* The pte entries are pre-shifted */
800                 uasm_i_lw(p, tmp, pte_off_even, ptep); /* get even pte */
801                 UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
802                 uasm_i_lw(p, ptep, pte_off_odd, ptep); /* get odd pte */
803                 UASM_i_MTC0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
804         }
805 #else
806         UASM_i_LW(p, tmp, 0, ptep); /* get even pte */
807         UASM_i_LW(p, ptep, sizeof(pte_t), ptep); /* get odd pte */
808         if (r45k_bvahwbug())
809                 build_tlb_probe_entry(p);
810         if (kernel_uses_smartmips_rixi) {
811                 UASM_i_SRL(p, tmp, tmp, ilog2(_PAGE_NO_EXEC));
812                 UASM_i_SRL(p, ptep, ptep, ilog2(_PAGE_NO_EXEC));
813                 UASM_i_ROTR(p, tmp, tmp, ilog2(_PAGE_GLOBAL) - ilog2(_PAGE_NO_EXEC));
814                 if (r4k_250MHZhwbug())
815                         UASM_i_MTC0(p, 0, C0_ENTRYLO0);
816                 UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
817                 UASM_i_ROTR(p, ptep, ptep, ilog2(_PAGE_GLOBAL) - ilog2(_PAGE_NO_EXEC));
818         } else {
819                 UASM_i_SRL(p, tmp, tmp, ilog2(_PAGE_GLOBAL)); /* convert to entrylo0 */
820                 if (r4k_250MHZhwbug())
821                         UASM_i_MTC0(p, 0, C0_ENTRYLO0);
822                 UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
823                 UASM_i_SRL(p, ptep, ptep, ilog2(_PAGE_GLOBAL)); /* convert to entrylo1 */
824                 if (r45k_bvahwbug())
825                         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_INDEX);
826         }
827         if (r4k_250MHZhwbug())
828                 UASM_i_MTC0(p, 0, C0_ENTRYLO1);
829         UASM_i_MTC0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
830 #endif
831 }
832
833 /*
834  * For a 64-bit kernel, we are using the 64-bit XTLB refill exception
835  * because EXL == 0.  If we wrap, we can also use the 32 instruction
836  * slots before the XTLB refill exception handler which belong to the
837  * unused TLB refill exception.
838  */
839 #define MIPS64_REFILL_INSNS 32
840
841 static void __cpuinit build_r4000_tlb_refill_handler(void)
842 {
843         u32 *p = tlb_handler;
844         struct uasm_label *l = labels;
845         struct uasm_reloc *r = relocs;
846         u32 *f;
847         unsigned int final_len;
848
849         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
850         memset(labels, 0, sizeof(labels));
851         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
852         memset(final_handler, 0, sizeof(final_handler));
853
854         /*
855          * create the plain linear handler
856          */
857         if (bcm1250_m3_war()) {
858                 unsigned int segbits = 44;
859
860                 uasm_i_dmfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
861                 uasm_i_dmfc0(&p, K1, C0_ENTRYHI);
862                 uasm_i_xor(&p, K0, K0, K1);
863                 uasm_i_dsrl_safe(&p, K1, K0, 62);
864                 uasm_i_dsrl_safe(&p, K0, K0, 12 + 1);
865                 uasm_i_dsll_safe(&p, K0, K0, 64 + 12 + 1 - segbits);
866                 uasm_i_or(&p, K0, K0, K1);
867                 uasm_il_bnez(&p, &r, K0, label_leave);
868                 /* No need for uasm_i_nop */
869         }
870
871 #ifdef CONFIG_64BIT
872         build_get_pmde64(&p, &l, &r, K0, K1); /* get pmd in K1 */
873 #else
874         build_get_pgde32(&p, K0, K1); /* get pgd in K1 */
875 #endif
876
877 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
878         build_is_huge_pte(&p, &r, K0, K1, label_tlb_huge_update);
879 #endif
880
881         build_get_ptep(&p, K0, K1);
882         build_update_entries(&p, K0, K1);
883         build_tlb_write_entry(&p, &l, &r, tlb_random);
884         uasm_l_leave(&l, p);
885         uasm_i_eret(&p); /* return from trap */
886
887 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
888         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
889         UASM_i_LW(&p, K0, 0, K1);
890         build_huge_update_entries(&p, K0, K1);
891         build_huge_tlb_write_entry(&p, &l, &r, K0, tlb_random);
892 #endif
893
894 #ifdef CONFIG_64BIT
895         build_get_pgd_vmalloc64(&p, &l, &r, K0, K1, refill);
896 #endif
897
898         /*
899          * Overflow check: For the 64bit handler, we need at least one
900          * free instruction slot for the wrap-around branch. In worst
901          * case, if the intended insertion point is a delay slot, we
902          * need three, with the second nop'ed and the third being
903          * unused.
904          */
905         /* Loongson2 ebase is different than r4k, we have more space */
906 #if defined(CONFIG_32BIT) || defined(CONFIG_CPU_LOONGSON2)
907         if ((p - tlb_handler) > 64)
908                 panic("TLB refill handler space exceeded");
909 #else
910         if (((p - tlb_handler) > (MIPS64_REFILL_INSNS * 2) - 1)
911             || (((p - tlb_handler) > (MIPS64_REFILL_INSNS * 2) - 3)
912                 && uasm_insn_has_bdelay(relocs,
913                                         tlb_handler + MIPS64_REFILL_INSNS - 3)))
914                 panic("TLB refill handler space exceeded");
915 #endif
916
917         /*
918          * Now fold the handler in the TLB refill handler space.
919          */
920 #if defined(CONFIG_32BIT) || defined(CONFIG_CPU_LOONGSON2)
921         f = final_handler;
922         /* Simplest case, just copy the handler. */
923         uasm_copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, p, f);
924         final_len = p - tlb_handler;
925 #else /* CONFIG_64BIT */
926         f = final_handler + MIPS64_REFILL_INSNS;
927         if ((p - tlb_handler) <= MIPS64_REFILL_INSNS) {
928                 /* Just copy the handler. */
929                 uasm_copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, p, f);
930                 final_len = p - tlb_handler;
931         } else {
932 #if defined(CONFIG_HUGETLB_PAGE)
933                 const enum label_id ls = label_tlb_huge_update;
934 #else
935                 const enum label_id ls = label_vmalloc;
936 #endif
937                 u32 *split;
938                 int ov = 0;
939                 int i;
940
941                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(labels) && labels[i].lab != ls; i++)
942                         ;
943                 BUG_ON(i == ARRAY_SIZE(labels));
944                 split = labels[i].addr;
945
946                 /*
947                  * See if we have overflown one way or the other.
948                  */
949                 if (split > tlb_handler + MIPS64_REFILL_INSNS ||
950                     split < p - MIPS64_REFILL_INSNS)
951                         ov = 1;
952
953                 if (ov) {
954                         /*
955                          * Split two instructions before the end.  One
956                          * for the branch and one for the instruction
957                          * in the delay slot.
958                          */
959                         split = tlb_handler + MIPS64_REFILL_INSNS - 2;
960
961                         /*
962                          * If the branch would fall in a delay slot,
963                          * we must back up an additional instruction
964                          * so that it is no longer in a delay slot.
965                          */
966                         if (uasm_insn_has_bdelay(relocs, split - 1))
967                                 split--;
968                 }
969                 /* Copy first part of the handler. */
970                 uasm_copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, split, f);
971                 f += split - tlb_handler;
972
973                 if (ov) {
974                         /* Insert branch. */
975                         uasm_l_split(&l, final_handler);
976                         uasm_il_b(&f, &r, label_split);
977                         if (uasm_insn_has_bdelay(relocs, split))
978                                 uasm_i_nop(&f);
979                         else {
980                                 uasm_copy_handler(relocs, labels,
981                                                   split, split + 1, f);
982                                 uasm_move_labels(labels, f, f + 1, -1);
983                                 f++;
984                                 split++;
985                         }
986                 }
987
988                 /* Copy the rest of the handler. */
989                 uasm_copy_handler(relocs, labels, split, p, final_handler);
990                 final_len = (f - (final_handler + MIPS64_REFILL_INSNS)) +
991                             (p - split);
992         }
993 #endif /* CONFIG_64BIT */
994
995         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
996         pr_debug("Wrote TLB refill handler (%u instructions).\n",
997                  final_len);
998
999         memcpy((void *)ebase, final_handler, 0x100);
1000
1001         dump_handler((u32 *)ebase, 64);
1002 }
1003
1004 /*
1005  * 128 instructions for the fastpath handler is generous and should
1006  * never be exceeded.
1007  */
1008 #define FASTPATH_SIZE 128
1009
1010 u32 handle_tlbl[FASTPATH_SIZE] __cacheline_aligned;
1011 u32 handle_tlbs[FASTPATH_SIZE] __cacheline_aligned;
1012 u32 handle_tlbm[FASTPATH_SIZE] __cacheline_aligned;
1013
1014 static void __cpuinit
1015 iPTE_LW(u32 **p, unsigned int pte, unsigned int ptr)
1016 {
1017 #ifdef CONFIG_SMP
1018 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1019         if (cpu_has_64bits)
1020                 uasm_i_lld(p, pte, 0, ptr);
1021         else
1022 # endif
1023                 UASM_i_LL(p, pte, 0, ptr);
1024 #else
1025 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1026         if (cpu_has_64bits)
1027                 uasm_i_ld(p, pte, 0, ptr);
1028         else
1029 # endif
1030                 UASM_i_LW(p, pte, 0, ptr);
1031 #endif
1032 }
1033
1034 static void __cpuinit
1035 iPTE_SW(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int pte, unsigned int ptr,
1036         unsigned int mode)
1037 {
1038 #ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1039         unsigned int hwmode = mode & (_PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
1040 #endif
1041
1042         uasm_i_ori(p, pte, pte, mode);
1043 #ifdef CONFIG_SMP
1044 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1045         if (cpu_has_64bits)
1046                 uasm_i_scd(p, pte, 0, ptr);
1047         else
1048 # endif
1049                 UASM_i_SC(p, pte, 0, ptr);
1050
1051         if (r10000_llsc_war())
1052                 uasm_il_beqzl(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1053         else
1054                 uasm_il_beqz(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1055
1056 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1057         if (!cpu_has_64bits) {
1058                 /* no uasm_i_nop needed */
1059                 uasm_i_ll(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1060                 uasm_i_ori(p, pte, pte, hwmode);
1061                 uasm_i_sc(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1062                 uasm_il_beqz(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1063                 /* no uasm_i_nop needed */
1064                 uasm_i_lw(p, pte, 0, ptr);
1065         } else
1066                 uasm_i_nop(p);
1067 # else
1068         uasm_i_nop(p);
1069 # endif
1070 #else
1071 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1072         if (cpu_has_64bits)
1073                 uasm_i_sd(p, pte, 0, ptr);
1074         else
1075 # endif
1076                 UASM_i_SW(p, pte, 0, ptr);
1077
1078 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1079         if (!cpu_has_64bits) {
1080                 uasm_i_lw(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1081                 uasm_i_ori(p, pte, pte, hwmode);
1082                 uasm_i_sw(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1083                 uasm_i_lw(p, pte, 0, ptr);
1084         }
1085 # endif
1086 #endif
1087 }
1088
1089 /*
1090  * Check if PTE is present, if not then jump to LABEL. PTR points to
1091  * the page table where this PTE is located, PTE will be re-loaded
1092  * with it's original value.
1093  */
1094 static void __cpuinit
1095 build_pte_present(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
1096                   unsigned int pte, unsigned int ptr, enum label_id lid)
1097 {
1098         if (kernel_uses_smartmips_rixi) {
1099                 uasm_i_andi(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT);
1100                 uasm_il_beqz(p, r, pte, lid);
1101         } else {
1102                 uasm_i_andi(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_READ);
1103                 uasm_i_xori(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_READ);
1104                 uasm_il_bnez(p, r, pte, lid);
1105         }
1106         iPTE_LW(p, pte, ptr);
1107 }
1108
1109 /* Make PTE valid, store result in PTR. */
1110 static void __cpuinit
1111 build_make_valid(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int pte,
1112                  unsigned int ptr)
1113 {
1114         unsigned int mode = _PAGE_VALID | _PAGE_ACCESSED;
1115
1116         iPTE_SW(p, r, pte, ptr, mode);
1117 }
1118
1119 /*
1120  * Check if PTE can be written to, if not branch to LABEL. Regardless
1121  * restore PTE with value from PTR when done.
1122  */
1123 static void __cpuinit
1124 build_pte_writable(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
1125                    unsigned int pte, unsigned int ptr, enum label_id lid)
1126 {
1127         uasm_i_andi(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_WRITE);
1128         uasm_i_xori(p, pte, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_WRITE);
1129         uasm_il_bnez(p, r, pte, lid);
1130         iPTE_LW(p, pte, ptr);
1131 }
1132
1133 /* Make PTE writable, update software status bits as well, then store
1134  * at PTR.
1135  */
1136 static void __cpuinit
1137 build_make_write(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int pte,
1138                  unsigned int ptr)
1139 {
1140         unsigned int mode = (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID
1141                              | _PAGE_DIRTY);
1142
1143         iPTE_SW(p, r, pte, ptr, mode);
1144 }
1145
1146 /*
1147  * Check if PTE can be modified, if not branch to LABEL. Regardless
1148  * restore PTE with value from PTR when done.
1149  */
1150 static void __cpuinit
1151 build_pte_modifiable(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
1152                      unsigned int pte, unsigned int ptr, enum label_id lid)
1153 {
1154         uasm_i_andi(p, pte, pte, _PAGE_WRITE);
1155         uasm_il_beqz(p, r, pte, lid);
1156         iPTE_LW(p, pte, ptr);
1157 }
1158
1159 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
1160 /*
1161  * R3000 style TLB load/store/modify handlers.
1162  */
1163
1164 /*
1165  * This places the pte into ENTRYLO0 and writes it with tlbwi.
1166  * Then it returns.
1167  */
1168 static void __cpuinit
1169 build_r3000_pte_reload_tlbwi(u32 **p, unsigned int pte, unsigned int tmp)
1170 {
1171         uasm_i_mtc0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* cp0 delay */
1172         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_EPC); /* cp0 delay */
1173         uasm_i_tlbwi(p);
1174         uasm_i_jr(p, tmp);
1175         uasm_i_rfe(p); /* branch delay */
1176 }
1177
1178 /*
1179  * This places the pte into ENTRYLO0 and writes it with tlbwi
1180  * or tlbwr as appropriate.  This is because the index register
1181  * may have the probe fail bit set as a result of a trap on a
1182  * kseg2 access, i.e. without refill.  Then it returns.
1183  */
1184 static void __cpuinit
1185 build_r3000_tlb_reload_write(u32 **p, struct uasm_label **l,
1186                              struct uasm_reloc **r, unsigned int pte,
1187                              unsigned int tmp)
1188 {
1189         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_INDEX);
1190         uasm_i_mtc0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* cp0 delay */
1191         uasm_il_bltz(p, r, tmp, label_r3000_write_probe_fail); /* cp0 delay */
1192         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_EPC); /* branch delay */
1193         uasm_i_tlbwi(p); /* cp0 delay */
1194         uasm_i_jr(p, tmp);
1195         uasm_i_rfe(p); /* branch delay */
1196         uasm_l_r3000_write_probe_fail(l, *p);
1197         uasm_i_tlbwr(p); /* cp0 delay */
1198         uasm_i_jr(p, tmp);
1199         uasm_i_rfe(p); /* branch delay */
1200 }
1201
1202 static void __cpuinit
1203 build_r3000_tlbchange_handler_head(u32 **p, unsigned int pte,
1204                                    unsigned int ptr)
1205 {
1206         long pgdc = (long)pgd_current;
1207
1208         uasm_i_mfc0(p, pte, C0_BADVADDR);
1209         uasm_i_lui(p, ptr, uasm_rel_hi(pgdc)); /* cp0 delay */
1210         uasm_i_lw(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
1211         uasm_i_srl(p, pte, pte, 22); /* load delay */
1212         uasm_i_sll(p, pte, pte, 2);
1213         uasm_i_addu(p, ptr, ptr, pte);
1214         uasm_i_mfc0(p, pte, C0_CONTEXT);
1215         uasm_i_lw(p, ptr, 0, ptr); /* cp0 delay */
1216         uasm_i_andi(p, pte, pte, 0xffc); /* load delay */
1217         uasm_i_addu(p, ptr, ptr, pte);
1218         uasm_i_lw(p, pte, 0, ptr);
1219         uasm_i_tlbp(p); /* load delay */
1220 }
1221
1222 static void __cpuinit build_r3000_tlb_load_handler(void)
1223 {
1224         u32 *p = handle_tlbl;
1225         struct uasm_label *l = labels;
1226         struct uasm_reloc *r = relocs;
1227
1228         memset(handle_tlbl, 0, sizeof(handle_tlbl));
1229         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1230         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1231
1232         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1233         build_pte_present(&p, &r, K0, K1, label_nopage_tlbl);
1234         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
1235         build_make_valid(&p, &r, K0, K1);
1236         build_r3000_tlb_reload_write(&p, &l, &r, K0, K1);
1237
1238         uasm_l_nopage_tlbl(&l, p);
1239         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 0x0fffffff);
1240         uasm_i_nop(&p);
1241
1242         if ((p - handle_tlbl) > FASTPATH_SIZE)
1243                 panic("TLB load handler fastpath space exceeded");
1244
1245         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1246         pr_debug("Wrote TLB load handler fastpath (%u instructions).\n",
1247                  (unsigned int)(p - handle_tlbl));
1248
1249         dump_handler(handle_tlbl, ARRAY_SIZE(handle_tlbl));
1250 }
1251
1252 static void __cpuinit build_r3000_tlb_store_handler(void)
1253 {
1254         u32 *p = handle_tlbs;
1255         struct uasm_label *l = labels;
1256         struct uasm_reloc *r = relocs;
1257
1258         memset(handle_tlbs, 0, sizeof(handle_tlbs));
1259         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1260         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1261
1262         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1263         build_pte_writable(&p, &r, K0, K1, label_nopage_tlbs);
1264         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
1265         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1266         build_r3000_tlb_reload_write(&p, &l, &r, K0, K1);
1267
1268         uasm_l_nopage_tlbs(&l, p);
1269         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1270         uasm_i_nop(&p);
1271
1272         if ((p - handle_tlbs) > FASTPATH_SIZE)
1273                 panic("TLB store handler fastpath space exceeded");
1274
1275         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1276         pr_debug("Wrote TLB store handler fastpath (%u instructions).\n",
1277                  (unsigned int)(p - handle_tlbs));
1278
1279         dump_handler(handle_tlbs, ARRAY_SIZE(handle_tlbs));
1280 }
1281
1282 static void __cpuinit build_r3000_tlb_modify_handler(void)
1283 {
1284         u32 *p = handle_tlbm;
1285         struct uasm_label *l = labels;
1286         struct uasm_reloc *r = relocs;
1287
1288         memset(handle_tlbm, 0, sizeof(handle_tlbm));
1289         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1290         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1291
1292         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1293         build_pte_modifiable(&p, &r, K0, K1, label_nopage_tlbm);
1294         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
1295         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1296         build_r3000_pte_reload_tlbwi(&p, K0, K1);
1297
1298         uasm_l_nopage_tlbm(&l, p);
1299         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1300         uasm_i_nop(&p);
1301
1302         if ((p - handle_tlbm) > FASTPATH_SIZE)
1303                 panic("TLB modify handler fastpath space exceeded");
1304
1305         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1306         pr_debug("Wrote TLB modify handler fastpath (%u instructions).\n",
1307                  (unsigned int)(p - handle_tlbm));
1308
1309         dump_handler(handle_tlbm, ARRAY_SIZE(handle_tlbm));
1310 }
1311 #endif /* CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT */
1312
1313 /*
1314  * R4000 style TLB load/store/modify handlers.
1315  */
1316 static void __cpuinit
1317 build_r4000_tlbchange_handler_head(u32 **p, struct uasm_label **l,
1318                                    struct uasm_reloc **r, unsigned int pte,
1319                                    unsigned int ptr)
1320 {
1321 #ifdef CONFIG_64BIT
1322         build_get_pmde64(p, l, r, pte, ptr); /* get pmd in ptr */
1323 #else
1324         build_get_pgde32(p, pte, ptr); /* get pgd in ptr */
1325 #endif
1326
1327 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1328         /*
1329          * For huge tlb entries, pmd doesn't contain an address but
1330          * instead contains the tlb pte. Check the PAGE_HUGE bit and
1331          * see if we need to jump to huge tlb processing.
1332          */
1333         build_is_huge_pte(p, r, pte, ptr, label_tlb_huge_update);
1334 #endif
1335
1336         UASM_i_MFC0(p, pte, C0_BADVADDR);
1337         UASM_i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1338         UASM_i_SRL(p, pte, pte, PAGE_SHIFT + PTE_ORDER - PTE_T_LOG2);
1339         uasm_i_andi(p, pte, pte, (PTRS_PER_PTE - 1) << PTE_T_LOG2);
1340         UASM_i_ADDU(p, ptr, ptr, pte);
1341
1342 #ifdef CONFIG_SMP
1343         uasm_l_smp_pgtable_change(l, *p);
1344 #endif
1345         iPTE_LW(p, pte, ptr); /* get even pte */
1346         if (!m4kc_tlbp_war())
1347                 build_tlb_probe_entry(p);
1348 }
1349
1350 static void __cpuinit
1351 build_r4000_tlbchange_handler_tail(u32 **p, struct uasm_label **l,
1352                                    struct uasm_reloc **r, unsigned int tmp,
1353                                    unsigned int ptr)
1354 {
1355         uasm_i_ori(p, ptr, ptr, sizeof(pte_t));
1356         uasm_i_xori(p, ptr, ptr, sizeof(pte_t));
1357         build_update_entries(p, tmp, ptr);
1358         build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_indexed);
1359         uasm_l_leave(l, *p);
1360         uasm_i_eret(p); /* return from trap */
1361
1362 #ifdef CONFIG_64BIT
1363         build_get_pgd_vmalloc64(p, l, r, tmp, ptr, not_refill);
1364 #endif
1365 }
1366
1367 static void __cpuinit build_r4000_tlb_load_handler(void)
1368 {
1369         u32 *p = handle_tlbl;
1370         struct uasm_label *l = labels;
1371         struct uasm_reloc *r = relocs;
1372
1373         memset(handle_tlbl, 0, sizeof(handle_tlbl));
1374         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1375         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1376
1377         if (bcm1250_m3_war()) {
1378                 unsigned int segbits = 44;
1379
1380                 uasm_i_dmfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
1381                 uasm_i_dmfc0(&p, K1, C0_ENTRYHI);
1382                 uasm_i_xor(&p, K0, K0, K1);
1383                 uasm_i_dsrl_safe(&p, K1, K0, 62);
1384                 uasm_i_dsrl_safe(&p, K0, K0, 12 + 1);
1385                 uasm_i_dsll_safe(&p, K0, K0, 64 + 12 + 1 - segbits);
1386                 uasm_i_or(&p, K0, K0, K1);
1387                 uasm_il_bnez(&p, &r, K0, label_leave);
1388                 /* No need for uasm_i_nop */
1389         }
1390
1391         build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r, K0, K1);
1392         build_pte_present(&p, &r, K0, K1, label_nopage_tlbl);
1393         if (m4kc_tlbp_war())
1394                 build_tlb_probe_entry(&p);
1395
1396         if (kernel_uses_smartmips_rixi) {
1397                 /*
1398                  * If the page is not _PAGE_VALID, RI or XI could not
1399                  * have triggered it.  Skip the expensive test..
1400                  */
1401                 uasm_i_andi(&p, K0, K0, _PAGE_VALID);
1402                 uasm_il_beqz(&p, &r, K0, label_tlbl_goaround1);
1403                 uasm_i_nop(&p);
1404
1405                 uasm_i_tlbr(&p);
1406                 /* Examine  entrylo 0 or 1 based on ptr. */
1407                 uasm_i_andi(&p, K0, K1, sizeof(pte_t));
1408                 uasm_i_beqz(&p, K0, 8);
1409
1410                 UASM_i_MFC0(&p, K0, C0_ENTRYLO0); /* load it in the delay slot*/
1411                 UASM_i_MFC0(&p, K0, C0_ENTRYLO1); /* load it if ptr is odd */
1412                 /*
1413                  * If the entryLo (now in K0) is valid (bit 1), RI or
1414                  * XI must have triggered it.
1415                  */
1416                 uasm_i_andi(&p, K0, K0, 2);
1417                 uasm_il_bnez(&p, &r, K0, label_nopage_tlbl);
1418
1419                 uasm_l_tlbl_goaround1(&l, p);
1420                 /* Reload the PTE value */
1421                 iPTE_LW(&p, K0, K1);
1422         }
1423         build_make_valid(&p, &r, K0, K1);
1424         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, K0, K1);
1425
1426 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1427         /*
1428          * This is the entry point when build_r4000_tlbchange_handler_head
1429          * spots a huge page.
1430          */
1431         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
1432         iPTE_LW(&p, K0, K1);
1433         build_pte_present(&p, &r, K0, K1, label_nopage_tlbl);
1434         build_tlb_probe_entry(&p);
1435
1436         if (kernel_uses_smartmips_rixi) {
1437                 /*
1438                  * If the page is not _PAGE_VALID, RI or XI could not
1439                  * have triggered it.  Skip the expensive test..
1440                  */
1441                 uasm_i_andi(&p, K0, K0, _PAGE_VALID);
1442                 uasm_il_beqz(&p, &r, K0, label_tlbl_goaround2);
1443                 uasm_i_nop(&p);
1444
1445                 uasm_i_tlbr(&p);
1446                 /* Examine  entrylo 0 or 1 based on ptr. */
1447                 uasm_i_andi(&p, K0, K1, sizeof(pte_t));
1448                 uasm_i_beqz(&p, K0, 8);
1449
1450                 UASM_i_MFC0(&p, K0, C0_ENTRYLO0); /* load it in the delay slot*/
1451                 UASM_i_MFC0(&p, K0, C0_ENTRYLO1); /* load it if ptr is odd */
1452                 /*
1453                  * If the entryLo (now in K0) is valid (bit 1), RI or
1454                  * XI must have triggered it.
1455                  */
1456                 uasm_i_andi(&p, K0, K0, 2);
1457                 uasm_il_beqz(&p, &r, K0, label_tlbl_goaround2);
1458                 /* Reload the PTE value */
1459                 iPTE_LW(&p, K0, K1);
1460
1461                 /*
1462                  * We clobbered C0_PAGEMASK, restore it.  On the other branch
1463                  * it is restored in build_huge_tlb_write_entry.
1464                  */
1465                 build_restore_pagemask(&p, &r, K0, label_nopage_tlbl);
1466
1467                 uasm_l_tlbl_goaround2(&l, p);
1468         }
1469         uasm_i_ori(&p, K0, K0, (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_VALID));
1470         build_huge_handler_tail(&p, &r, &l, K0, K1);
1471 #endif
1472
1473         uasm_l_nopage_tlbl(&l, p);
1474         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 0x0fffffff);
1475         uasm_i_nop(&p);
1476
1477         if ((p - handle_tlbl) > FASTPATH_SIZE)
1478                 panic("TLB load handler fastpath space exceeded");
1479
1480         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1481         pr_debug("Wrote TLB load handler fastpath (%u instructions).\n",
1482                  (unsigned int)(p - handle_tlbl));
1483
1484         dump_handler(handle_tlbl, ARRAY_SIZE(handle_tlbl));
1485 }
1486
1487 static void __cpuinit build_r4000_tlb_store_handler(void)
1488 {
1489         u32 *p = handle_tlbs;
1490         struct uasm_label *l = labels;
1491         struct uasm_reloc *r = relocs;
1492
1493         memset(handle_tlbs, 0, sizeof(handle_tlbs));
1494         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1495         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1496
1497         build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r, K0, K1);
1498         build_pte_writable(&p, &r, K0, K1, label_nopage_tlbs);
1499         if (m4kc_tlbp_war())
1500                 build_tlb_probe_entry(&p);
1501         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1502         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, K0, K1);
1503
1504 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1505         /*
1506          * This is the entry point when
1507          * build_r4000_tlbchange_handler_head spots a huge page.
1508          */
1509         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
1510         iPTE_LW(&p, K0, K1);
1511         build_pte_writable(&p, &r, K0, K1, label_nopage_tlbs);
1512         build_tlb_probe_entry(&p);
1513         uasm_i_ori(&p, K0, K0,
1514                    _PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
1515         build_huge_handler_tail(&p, &r, &l, K0, K1);
1516 #endif
1517
1518         uasm_l_nopage_tlbs(&l, p);
1519         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1520         uasm_i_nop(&p);
1521
1522         if ((p - handle_tlbs) > FASTPATH_SIZE)
1523                 panic("TLB store handler fastpath space exceeded");
1524
1525         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1526         pr_debug("Wrote TLB store handler fastpath (%u instructions).\n",
1527                  (unsigned int)(p - handle_tlbs));
1528
1529         dump_handler(handle_tlbs, ARRAY_SIZE(handle_tlbs));
1530 }
1531
1532 static void __cpuinit build_r4000_tlb_modify_handler(void)
1533 {
1534         u32 *p = handle_tlbm;
1535         struct uasm_label *l = labels;
1536         struct uasm_reloc *r = relocs;
1537
1538         memset(handle_tlbm, 0, sizeof(handle_tlbm));
1539         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1540         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1541
1542         build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r, K0, K1);
1543         build_pte_modifiable(&p, &r, K0, K1, label_nopage_tlbm);
1544         if (m4kc_tlbp_war())
1545                 build_tlb_probe_entry(&p);
1546         /* Present and writable bits set, set accessed and dirty bits. */
1547         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1548         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, K0, K1);
1549
1550 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1551         /*
1552          * This is the entry point when
1553          * build_r4000_tlbchange_handler_head spots a huge page.
1554          */
1555         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
1556         iPTE_LW(&p, K0, K1);
1557         build_pte_modifiable(&p, &r, K0, K1, label_nopage_tlbm);
1558         build_tlb_probe_entry(&p);
1559         uasm_i_ori(&p, K0, K0,
1560                    _PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
1561         build_huge_handler_tail(&p, &r, &l, K0, K1);
1562 #endif
1563
1564         uasm_l_nopage_tlbm(&l, p);
1565         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1566         uasm_i_nop(&p);
1567
1568         if ((p - handle_tlbm) > FASTPATH_SIZE)
1569                 panic("TLB modify handler fastpath space exceeded");
1570
1571         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1572         pr_debug("Wrote TLB modify handler fastpath (%u instructions).\n",
1573                  (unsigned int)(p - handle_tlbm));
1574
1575         dump_handler(handle_tlbm, ARRAY_SIZE(handle_tlbm));
1576 }
1577
1578 void __cpuinit build_tlb_refill_handler(void)
1579 {
1580         /*
1581          * The refill handler is generated per-CPU, multi-node systems
1582          * may have local storage for it. The other handlers are only
1583          * needed once.
1584          */
1585         static int run_once = 0;
1586
1587 #ifdef CONFIG_64BIT
1588         check_for_high_segbits = current_cpu_data.vmbits > (PGDIR_SHIFT + PGD_ORDER + PAGE_SHIFT - 3);
1589 #endif
1590
1591         switch (current_cpu_type()) {
1592         case CPU_R2000:
1593         case CPU_R3000:
1594         case CPU_R3000A:
1595         case CPU_R3081E:
1596         case CPU_TX3912:
1597         case CPU_TX3922:
1598         case CPU_TX3927:
1599 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
1600                 build_r3000_tlb_refill_handler();
1601                 if (!run_once) {
1602                         build_r3000_tlb_load_handler();
1603                         build_r3000_tlb_store_handler();
1604                         build_r3000_tlb_modify_handler();
1605                         run_once++;
1606                 }
1607 #else
1608                 panic("No R3000 TLB refill handler");
1609 #endif
1610                 break;
1611
1612         case CPU_R6000:
1613         case CPU_R6000A:
1614                 panic("No R6000 TLB refill handler yet");
1615                 break;
1616
1617         case CPU_R8000:
1618                 panic("No R8000 TLB refill handler yet");
1619                 break;
1620
1621         default:
1622                 build_r4000_tlb_refill_handler();
1623                 if (!run_once) {
1624                         build_r4000_tlb_load_handler();
1625                         build_r4000_tlb_store_handler();
1626                         build_r4000_tlb_modify_handler();
1627                         run_once++;
1628                 }
1629         }
1630 }
1631
1632 void __cpuinit flush_tlb_handlers(void)
1633 {
1634         local_flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbl,
1635                            (unsigned long)handle_tlbl + sizeof(handle_tlbl));
1636         local_flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbs,
1637                            (unsigned long)handle_tlbs + sizeof(handle_tlbs));
1638         local_flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbm,
1639                            (unsigned long)handle_tlbm + sizeof(handle_tlbm));
1640 }