MIPS: Add cases for CPU_P5600
[linux-2.6-microblaze.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, 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  * Copyright (C) 2011  MIPS Technologies, Inc.
13  *
14  * ... and the days got worse and worse and now you see
15  * I've gone completly out of my mind.
16  *
17  * They're coming to take me a away haha
18  * they're coming to take me a away hoho hihi haha
19  * to the funny farm where code is beautiful all the time ...
20  *
21  * (Condolences to Napoleon XIV)
22  */
23
24 #include <linux/bug.h>
25 #include <linux/kernel.h>
26 #include <linux/types.h>
27 #include <linux/smp.h>
28 #include <linux/string.h>
29 #include <linux/cache.h>
30
31 #include <asm/cacheflush.h>
32 #include <asm/cpu-type.h>
33 #include <asm/pgtable.h>
34 #include <asm/war.h>
35 #include <asm/uasm.h>
36 #include <asm/setup.h>
37
38 /*
39  * TLB load/store/modify handlers.
40  *
41  * Only the fastpath gets synthesized at runtime, the slowpath for
42  * do_page_fault remains normal asm.
43  */
44 extern void tlb_do_page_fault_0(void);
45 extern void tlb_do_page_fault_1(void);
46
47 struct work_registers {
48         int r1;
49         int r2;
50         int r3;
51 };
52
53 struct tlb_reg_save {
54         unsigned long a;
55         unsigned long b;
56 } ____cacheline_aligned_in_smp;
57
58 static struct tlb_reg_save handler_reg_save[NR_CPUS];
59
60 static inline int r45k_bvahwbug(void)
61 {
62         /* XXX: We should probe for the presence of this bug, but we don't. */
63         return 0;
64 }
65
66 static inline int r4k_250MHZhwbug(void)
67 {
68         /* XXX: We should probe for the presence of this bug, but we don't. */
69         return 0;
70 }
71
72 static inline int __maybe_unused bcm1250_m3_war(void)
73 {
74         return BCM1250_M3_WAR;
75 }
76
77 static inline int __maybe_unused r10000_llsc_war(void)
78 {
79         return R10000_LLSC_WAR;
80 }
81
82 static int use_bbit_insns(void)
83 {
84         switch (current_cpu_type()) {
85         case CPU_CAVIUM_OCTEON:
86         case CPU_CAVIUM_OCTEON_PLUS:
87         case CPU_CAVIUM_OCTEON2:
88         case CPU_CAVIUM_OCTEON3:
89                 return 1;
90         default:
91                 return 0;
92         }
93 }
94
95 static int use_lwx_insns(void)
96 {
97         switch (current_cpu_type()) {
98         case CPU_CAVIUM_OCTEON2:
99         case CPU_CAVIUM_OCTEON3:
100                 return 1;
101         default:
102                 return 0;
103         }
104 }
105 #if defined(CONFIG_CAVIUM_OCTEON_CVMSEG_SIZE) && \
106     CONFIG_CAVIUM_OCTEON_CVMSEG_SIZE > 0
107 static bool scratchpad_available(void)
108 {
109         return true;
110 }
111 static int scratchpad_offset(int i)
112 {
113         /*
114          * CVMSEG starts at address -32768 and extends for
115          * CAVIUM_OCTEON_CVMSEG_SIZE 128 byte cache lines.
116          */
117         i += 1; /* Kernel use starts at the top and works down. */
118         return CONFIG_CAVIUM_OCTEON_CVMSEG_SIZE * 128 - (8 * i) - 32768;
119 }
120 #else
121 static bool scratchpad_available(void)
122 {
123         return false;
124 }
125 static int scratchpad_offset(int i)
126 {
127         BUG();
128         /* Really unreachable, but evidently some GCC want this. */
129         return 0;
130 }
131 #endif
132 /*
133  * Found by experiment: At least some revisions of the 4kc throw under
134  * some circumstances a machine check exception, triggered by invalid
135  * values in the index register.  Delaying the tlbp instruction until
136  * after the next branch,  plus adding an additional nop in front of
137  * tlbwi/tlbwr avoids the invalid index register values. Nobody knows
138  * why; it's not an issue caused by the core RTL.
139  *
140  */
141 static int m4kc_tlbp_war(void)
142 {
143         return (current_cpu_data.processor_id & 0xffff00) ==
144                (PRID_COMP_MIPS | PRID_IMP_4KC);
145 }
146
147 /* Handle labels (which must be positive integers). */
148 enum label_id {
149         label_second_part = 1,
150         label_leave,
151         label_vmalloc,
152         label_vmalloc_done,
153         label_tlbw_hazard_0,
154         label_split = label_tlbw_hazard_0 + 8,
155         label_tlbl_goaround1,
156         label_tlbl_goaround2,
157         label_nopage_tlbl,
158         label_nopage_tlbs,
159         label_nopage_tlbm,
160         label_smp_pgtable_change,
161         label_r3000_write_probe_fail,
162         label_large_segbits_fault,
163 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
164         label_tlb_huge_update,
165 #endif
166 };
167
168 UASM_L_LA(_second_part)
169 UASM_L_LA(_leave)
170 UASM_L_LA(_vmalloc)
171 UASM_L_LA(_vmalloc_done)
172 /* _tlbw_hazard_x is handled differently.  */
173 UASM_L_LA(_split)
174 UASM_L_LA(_tlbl_goaround1)
175 UASM_L_LA(_tlbl_goaround2)
176 UASM_L_LA(_nopage_tlbl)
177 UASM_L_LA(_nopage_tlbs)
178 UASM_L_LA(_nopage_tlbm)
179 UASM_L_LA(_smp_pgtable_change)
180 UASM_L_LA(_r3000_write_probe_fail)
181 UASM_L_LA(_large_segbits_fault)
182 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
183 UASM_L_LA(_tlb_huge_update)
184 #endif
185
186 static int hazard_instance;
187
188 static void uasm_bgezl_hazard(u32 **p, struct uasm_reloc **r, int instance)
189 {
190         switch (instance) {
191         case 0 ... 7:
192                 uasm_il_bgezl(p, r, 0, label_tlbw_hazard_0 + instance);
193                 return;
194         default:
195                 BUG();
196         }
197 }
198
199 static void uasm_bgezl_label(struct uasm_label **l, u32 **p, int instance)
200 {
201         switch (instance) {
202         case 0 ... 7:
203                 uasm_build_label(l, *p, label_tlbw_hazard_0 + instance);
204                 break;
205         default:
206                 BUG();
207         }
208 }
209
210 /*
211  * pgtable bits are assigned dynamically depending on processor feature
212  * and statically based on kernel configuration.  This spits out the actual
213  * values the kernel is using.  Required to make sense from disassembled
214  * TLB exception handlers.
215  */
216 static void output_pgtable_bits_defines(void)
217 {
218 #define pr_define(fmt, ...)                                     \
219         pr_debug("#define " fmt, ##__VA_ARGS__)
220
221         pr_debug("#include <asm/asm.h>\n");
222         pr_debug("#include <asm/regdef.h>\n");
223         pr_debug("\n");
224
225         pr_define("_PAGE_PRESENT_SHIFT %d\n", _PAGE_PRESENT_SHIFT);
226         pr_define("_PAGE_READ_SHIFT %d\n", _PAGE_READ_SHIFT);
227         pr_define("_PAGE_WRITE_SHIFT %d\n", _PAGE_WRITE_SHIFT);
228         pr_define("_PAGE_ACCESSED_SHIFT %d\n", _PAGE_ACCESSED_SHIFT);
229         pr_define("_PAGE_MODIFIED_SHIFT %d\n", _PAGE_MODIFIED_SHIFT);
230 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
231         pr_define("_PAGE_HUGE_SHIFT %d\n", _PAGE_HUGE_SHIFT);
232         pr_define("_PAGE_SPLITTING_SHIFT %d\n", _PAGE_SPLITTING_SHIFT);
233 #endif
234         if (cpu_has_rixi) {
235 #ifdef _PAGE_NO_EXEC_SHIFT
236                 pr_define("_PAGE_NO_EXEC_SHIFT %d\n", _PAGE_NO_EXEC_SHIFT);
237 #endif
238 #ifdef _PAGE_NO_READ_SHIFT
239                 pr_define("_PAGE_NO_READ_SHIFT %d\n", _PAGE_NO_READ_SHIFT);
240 #endif
241         }
242         pr_define("_PAGE_GLOBAL_SHIFT %d\n", _PAGE_GLOBAL_SHIFT);
243         pr_define("_PAGE_VALID_SHIFT %d\n", _PAGE_VALID_SHIFT);
244         pr_define("_PAGE_DIRTY_SHIFT %d\n", _PAGE_DIRTY_SHIFT);
245         pr_define("_PFN_SHIFT %d\n", _PFN_SHIFT);
246         pr_debug("\n");
247 }
248
249 static inline void dump_handler(const char *symbol, const u32 *handler, int count)
250 {
251         int i;
252
253         pr_debug("LEAF(%s)\n", symbol);
254
255         pr_debug("\t.set push\n");
256         pr_debug("\t.set noreorder\n");
257
258         for (i = 0; i < count; i++)
259                 pr_debug("\t.word\t0x%08x\t\t# %p\n", handler[i], &handler[i]);
260
261         pr_debug("\t.set\tpop\n");
262
263         pr_debug("\tEND(%s)\n", symbol);
264 }
265
266 /* The only general purpose registers allowed in TLB handlers. */
267 #define K0              26
268 #define K1              27
269
270 /* Some CP0 registers */
271 #define C0_INDEX        0, 0
272 #define C0_ENTRYLO0     2, 0
273 #define C0_TCBIND       2, 2
274 #define C0_ENTRYLO1     3, 0
275 #define C0_CONTEXT      4, 0
276 #define C0_PAGEMASK     5, 0
277 #define C0_BADVADDR     8, 0
278 #define C0_ENTRYHI      10, 0
279 #define C0_EPC          14, 0
280 #define C0_XCONTEXT     20, 0
281
282 #ifdef CONFIG_64BIT
283 # define GET_CONTEXT(buf, reg) UASM_i_MFC0(buf, reg, C0_XCONTEXT)
284 #else
285 # define GET_CONTEXT(buf, reg) UASM_i_MFC0(buf, reg, C0_CONTEXT)
286 #endif
287
288 /* The worst case length of the handler is around 18 instructions for
289  * R3000-style TLBs and up to 63 instructions for R4000-style TLBs.
290  * Maximum space available is 32 instructions for R3000 and 64
291  * instructions for R4000.
292  *
293  * We deliberately chose a buffer size of 128, so we won't scribble
294  * over anything important on overflow before we panic.
295  */
296 static u32 tlb_handler[128];
297
298 /* simply assume worst case size for labels and relocs */
299 static struct uasm_label labels[128];
300 static struct uasm_reloc relocs[128];
301
302 static int check_for_high_segbits;
303
304 static unsigned int kscratch_used_mask;
305
306 static inline int __maybe_unused c0_kscratch(void)
307 {
308         switch (current_cpu_type()) {
309         case CPU_XLP:
310         case CPU_XLR:
311                 return 22;
312         default:
313                 return 31;
314         }
315 }
316
317 static int allocate_kscratch(void)
318 {
319         int r;
320         unsigned int a = cpu_data[0].kscratch_mask & ~kscratch_used_mask;
321
322         r = ffs(a);
323
324         if (r == 0)
325                 return -1;
326
327         r--; /* make it zero based */
328
329         kscratch_used_mask |= (1 << r);
330
331         return r;
332 }
333
334 static int scratch_reg;
335 static int pgd_reg;
336 enum vmalloc64_mode {not_refill, refill_scratch, refill_noscratch};
337
338 static struct work_registers build_get_work_registers(u32 **p)
339 {
340         struct work_registers r;
341
342         if (scratch_reg >= 0) {
343                 /* Save in CPU local C0_KScratch? */
344                 UASM_i_MTC0(p, 1, c0_kscratch(), scratch_reg);
345                 r.r1 = K0;
346                 r.r2 = K1;
347                 r.r3 = 1;
348                 return r;
349         }
350
351         if (num_possible_cpus() > 1) {
352                 /* Get smp_processor_id */
353                 UASM_i_CPUID_MFC0(p, K0, SMP_CPUID_REG);
354                 UASM_i_SRL_SAFE(p, K0, K0, SMP_CPUID_REGSHIFT);
355
356                 /* handler_reg_save index in K0 */
357                 UASM_i_SLL(p, K0, K0, ilog2(sizeof(struct tlb_reg_save)));
358
359                 UASM_i_LA(p, K1, (long)&handler_reg_save);
360                 UASM_i_ADDU(p, K0, K0, K1);
361         } else {
362                 UASM_i_LA(p, K0, (long)&handler_reg_save);
363         }
364         /* K0 now points to save area, save $1 and $2  */
365         UASM_i_SW(p, 1, offsetof(struct tlb_reg_save, a), K0);
366         UASM_i_SW(p, 2, offsetof(struct tlb_reg_save, b), K0);
367
368         r.r1 = K1;
369         r.r2 = 1;
370         r.r3 = 2;
371         return r;
372 }
373
374 static void build_restore_work_registers(u32 **p)
375 {
376         if (scratch_reg >= 0) {
377                 UASM_i_MFC0(p, 1, c0_kscratch(), scratch_reg);
378                 return;
379         }
380         /* K0 already points to save area, restore $1 and $2  */
381         UASM_i_LW(p, 1, offsetof(struct tlb_reg_save, a), K0);
382         UASM_i_LW(p, 2, offsetof(struct tlb_reg_save, b), K0);
383 }
384
385 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
386
387 /*
388  * CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT implies 64 bit and lack of pgd_current,
389  * we cannot do r3000 under these circumstances.
390  *
391  * Declare pgd_current here instead of including mmu_context.h to avoid type
392  * conflicts for tlbmiss_handler_setup_pgd
393  */
394 extern unsigned long pgd_current[];
395
396 /*
397  * The R3000 TLB handler is simple.
398  */
399 static void build_r3000_tlb_refill_handler(void)
400 {
401         long pgdc = (long)pgd_current;
402         u32 *p;
403
404         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
405         p = tlb_handler;
406
407         uasm_i_mfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
408         uasm_i_lui(&p, K1, uasm_rel_hi(pgdc)); /* cp0 delay */
409         uasm_i_lw(&p, K1, uasm_rel_lo(pgdc), K1);
410         uasm_i_srl(&p, K0, K0, 22); /* load delay */
411         uasm_i_sll(&p, K0, K0, 2);
412         uasm_i_addu(&p, K1, K1, K0);
413         uasm_i_mfc0(&p, K0, C0_CONTEXT);
414         uasm_i_lw(&p, K1, 0, K1); /* cp0 delay */
415         uasm_i_andi(&p, K0, K0, 0xffc); /* load delay */
416         uasm_i_addu(&p, K1, K1, K0);
417         uasm_i_lw(&p, K0, 0, K1);
418         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
419         uasm_i_mtc0(&p, K0, C0_ENTRYLO0);
420         uasm_i_mfc0(&p, K1, C0_EPC); /* cp0 delay */
421         uasm_i_tlbwr(&p); /* cp0 delay */
422         uasm_i_jr(&p, K1);
423         uasm_i_rfe(&p); /* branch delay */
424
425         if (p > tlb_handler + 32)
426                 panic("TLB refill handler space exceeded");
427
428         pr_debug("Wrote TLB refill handler (%u instructions).\n",
429                  (unsigned int)(p - tlb_handler));
430
431         memcpy((void *)ebase, tlb_handler, 0x80);
432
433         dump_handler("r3000_tlb_refill", (u32 *)ebase, 32);
434 }
435 #endif /* CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT */
436
437 /*
438  * The R4000 TLB handler is much more complicated. We have two
439  * consecutive handler areas with 32 instructions space each.
440  * Since they aren't used at the same time, we can overflow in the
441  * other one.To keep things simple, we first assume linear space,
442  * then we relocate it to the final handler layout as needed.
443  */
444 static u32 final_handler[64];
445
446 /*
447  * Hazards
448  *
449  * From the IDT errata for the QED RM5230 (Nevada), processor revision 1.0:
450  * 2. A timing hazard exists for the TLBP instruction.
451  *
452  *      stalling_instruction
453  *      TLBP
454  *
455  * The JTLB is being read for the TLBP throughout the stall generated by the
456  * previous instruction. This is not really correct as the stalling instruction
457  * can modify the address used to access the JTLB.  The failure symptom is that
458  * the TLBP instruction will use an address created for the stalling instruction
459  * and not the address held in C0_ENHI and thus report the wrong results.
460  *
461  * The software work-around is to not allow the instruction preceding the TLBP
462  * to stall - make it an NOP or some other instruction guaranteed not to stall.
463  *
464  * Errata 2 will not be fixed.  This errata is also on the R5000.
465  *
466  * As if we MIPS hackers wouldn't know how to nop pipelines happy ...
467  */
468 static void __maybe_unused build_tlb_probe_entry(u32 **p)
469 {
470         switch (current_cpu_type()) {
471         /* Found by experiment: R4600 v2.0/R4700 needs this, too.  */
472         case CPU_R4600:
473         case CPU_R4700:
474         case CPU_R5000:
475         case CPU_NEVADA:
476                 uasm_i_nop(p);
477                 uasm_i_tlbp(p);
478                 break;
479
480         default:
481                 uasm_i_tlbp(p);
482                 break;
483         }
484 }
485
486 /*
487  * Write random or indexed TLB entry, and care about the hazards from
488  * the preceding mtc0 and for the following eret.
489  */
490 enum tlb_write_entry { tlb_random, tlb_indexed };
491
492 static void build_tlb_write_entry(u32 **p, struct uasm_label **l,
493                                   struct uasm_reloc **r,
494                                   enum tlb_write_entry wmode)
495 {
496         void(*tlbw)(u32 **) = NULL;
497
498         switch (wmode) {
499         case tlb_random: tlbw = uasm_i_tlbwr; break;
500         case tlb_indexed: tlbw = uasm_i_tlbwi; break;
501         }
502
503         if (cpu_has_mips_r2) {
504                 /*
505                  * The architecture spec says an ehb is required here,
506                  * but a number of cores do not have the hazard and
507                  * using an ehb causes an expensive pipeline stall.
508                  */
509                 switch (current_cpu_type()) {
510                 case CPU_M14KC:
511                 case CPU_74K:
512                 case CPU_1074K:
513                 case CPU_PROAPTIV:
514                 case CPU_P5600:
515                         break;
516
517                 default:
518                         uasm_i_ehb(p);
519                         break;
520                 }
521                 tlbw(p);
522                 return;
523         }
524
525         switch (current_cpu_type()) {
526         case CPU_R4000PC:
527         case CPU_R4000SC:
528         case CPU_R4000MC:
529         case CPU_R4400PC:
530         case CPU_R4400SC:
531         case CPU_R4400MC:
532                 /*
533                  * This branch uses up a mtc0 hazard nop slot and saves
534                  * two nops after the tlbw instruction.
535                  */
536                 uasm_bgezl_hazard(p, r, hazard_instance);
537                 tlbw(p);
538                 uasm_bgezl_label(l, p, hazard_instance);
539                 hazard_instance++;
540                 uasm_i_nop(p);
541                 break;
542
543         case CPU_R4600:
544         case CPU_R4700:
545                 uasm_i_nop(p);
546                 tlbw(p);
547                 uasm_i_nop(p);
548                 break;
549
550         case CPU_R5000:
551         case CPU_NEVADA:
552                 uasm_i_nop(p); /* QED specifies 2 nops hazard */
553                 uasm_i_nop(p); /* QED specifies 2 nops hazard */
554                 tlbw(p);
555                 break;
556
557         case CPU_R4300:
558         case CPU_5KC:
559         case CPU_TX49XX:
560         case CPU_PR4450:
561         case CPU_XLR:
562                 uasm_i_nop(p);
563                 tlbw(p);
564                 break;
565
566         case CPU_R10000:
567         case CPU_R12000:
568         case CPU_R14000:
569         case CPU_4KC:
570         case CPU_4KEC:
571         case CPU_M14KC:
572         case CPU_M14KEC:
573         case CPU_SB1:
574         case CPU_SB1A:
575         case CPU_4KSC:
576         case CPU_20KC:
577         case CPU_25KF:
578         case CPU_BMIPS32:
579         case CPU_BMIPS3300:
580         case CPU_BMIPS4350:
581         case CPU_BMIPS4380:
582         case CPU_BMIPS5000:
583         case CPU_LOONGSON2:
584         case CPU_R5500:
585                 if (m4kc_tlbp_war())
586                         uasm_i_nop(p);
587         case CPU_ALCHEMY:
588                 tlbw(p);
589                 break;
590
591         case CPU_RM7000:
592                 uasm_i_nop(p);
593                 uasm_i_nop(p);
594                 uasm_i_nop(p);
595                 uasm_i_nop(p);
596                 tlbw(p);
597                 break;
598
599         case CPU_VR4111:
600         case CPU_VR4121:
601         case CPU_VR4122:
602         case CPU_VR4181:
603         case CPU_VR4181A:
604                 uasm_i_nop(p);
605                 uasm_i_nop(p);
606                 tlbw(p);
607                 uasm_i_nop(p);
608                 uasm_i_nop(p);
609                 break;
610
611         case CPU_VR4131:
612         case CPU_VR4133:
613         case CPU_R5432:
614                 uasm_i_nop(p);
615                 uasm_i_nop(p);
616                 tlbw(p);
617                 break;
618
619         case CPU_JZRISC:
620                 tlbw(p);
621                 uasm_i_nop(p);
622                 break;
623
624         default:
625                 panic("No TLB refill handler yet (CPU type: %d)",
626                       current_cpu_data.cputype);
627                 break;
628         }
629 }
630
631 static __maybe_unused void build_convert_pte_to_entrylo(u32 **p,
632                                                         unsigned int reg)
633 {
634         if (cpu_has_rixi) {
635                 UASM_i_ROTR(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
636         } else {
637 #ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
638                 uasm_i_dsrl_safe(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
639 #else
640                 UASM_i_SRL(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
641 #endif
642         }
643 }
644
645 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
646
647 static void build_restore_pagemask(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
648                                    unsigned int tmp, enum label_id lid,
649                                    int restore_scratch)
650 {
651         if (restore_scratch) {
652                 /* Reset default page size */
653                 if (PM_DEFAULT_MASK >> 16) {
654                         uasm_i_lui(p, tmp, PM_DEFAULT_MASK >> 16);
655                         uasm_i_ori(p, tmp, tmp, PM_DEFAULT_MASK & 0xffff);
656                         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
657                         uasm_il_b(p, r, lid);
658                 } else if (PM_DEFAULT_MASK) {
659                         uasm_i_ori(p, tmp, 0, PM_DEFAULT_MASK);
660                         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
661                         uasm_il_b(p, r, lid);
662                 } else {
663                         uasm_i_mtc0(p, 0, C0_PAGEMASK);
664                         uasm_il_b(p, r, lid);
665                 }
666                 if (scratch_reg >= 0)
667                         UASM_i_MFC0(p, 1, c0_kscratch(), scratch_reg);
668                 else
669                         UASM_i_LW(p, 1, scratchpad_offset(0), 0);
670         } else {
671                 /* Reset default page size */
672                 if (PM_DEFAULT_MASK >> 16) {
673                         uasm_i_lui(p, tmp, PM_DEFAULT_MASK >> 16);
674                         uasm_i_ori(p, tmp, tmp, PM_DEFAULT_MASK & 0xffff);
675                         uasm_il_b(p, r, lid);
676                         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
677                 } else if (PM_DEFAULT_MASK) {
678                         uasm_i_ori(p, tmp, 0, PM_DEFAULT_MASK);
679                         uasm_il_b(p, r, lid);
680                         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
681                 } else {
682                         uasm_il_b(p, r, lid);
683                         uasm_i_mtc0(p, 0, C0_PAGEMASK);
684                 }
685         }
686 }
687
688 static void build_huge_tlb_write_entry(u32 **p, struct uasm_label **l,
689                                        struct uasm_reloc **r,
690                                        unsigned int tmp,
691                                        enum tlb_write_entry wmode,
692                                        int restore_scratch)
693 {
694         /* Set huge page tlb entry size */
695         uasm_i_lui(p, tmp, PM_HUGE_MASK >> 16);
696         uasm_i_ori(p, tmp, tmp, PM_HUGE_MASK & 0xffff);
697         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
698
699         build_tlb_write_entry(p, l, r, wmode);
700
701         build_restore_pagemask(p, r, tmp, label_leave, restore_scratch);
702 }
703
704 /*
705  * Check if Huge PTE is present, if so then jump to LABEL.
706  */
707 static void
708 build_is_huge_pte(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int tmp,
709                   unsigned int pmd, int lid)
710 {
711         UASM_i_LW(p, tmp, 0, pmd);
712         if (use_bbit_insns()) {
713                 uasm_il_bbit1(p, r, tmp, ilog2(_PAGE_HUGE), lid);
714         } else {
715                 uasm_i_andi(p, tmp, tmp, _PAGE_HUGE);
716                 uasm_il_bnez(p, r, tmp, lid);
717         }
718 }
719
720 static void build_huge_update_entries(u32 **p, unsigned int pte,
721                                       unsigned int tmp)
722 {
723         int small_sequence;
724
725         /*
726          * A huge PTE describes an area the size of the
727          * configured huge page size. This is twice the
728          * of the large TLB entry size we intend to use.
729          * A TLB entry half the size of the configured
730          * huge page size is configured into entrylo0
731          * and entrylo1 to cover the contiguous huge PTE
732          * address space.
733          */
734         small_sequence = (HPAGE_SIZE >> 7) < 0x10000;
735
736         /* We can clobber tmp.  It isn't used after this.*/
737         if (!small_sequence)
738                 uasm_i_lui(p, tmp, HPAGE_SIZE >> (7 + 16));
739
740         build_convert_pte_to_entrylo(p, pte);
741         UASM_i_MTC0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* load it */
742         /* convert to entrylo1 */
743         if (small_sequence)
744                 UASM_i_ADDIU(p, pte, pte, HPAGE_SIZE >> 7);
745         else
746                 UASM_i_ADDU(p, pte, pte, tmp);
747
748         UASM_i_MTC0(p, pte, C0_ENTRYLO1); /* load it */
749 }
750
751 static void build_huge_handler_tail(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
752                                     struct uasm_label **l,
753                                     unsigned int pte,
754                                     unsigned int ptr)
755 {
756 #ifdef CONFIG_SMP
757         UASM_i_SC(p, pte, 0, ptr);
758         uasm_il_beqz(p, r, pte, label_tlb_huge_update);
759         UASM_i_LW(p, pte, 0, ptr); /* Needed because SC killed our PTE */
760 #else
761         UASM_i_SW(p, pte, 0, ptr);
762 #endif
763         build_huge_update_entries(p, pte, ptr);
764         build_huge_tlb_write_entry(p, l, r, pte, tlb_indexed, 0);
765 }
766 #endif /* CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT */
767
768 #ifdef CONFIG_64BIT
769 /*
770  * TMP and PTR are scratch.
771  * TMP will be clobbered, PTR will hold the pmd entry.
772  */
773 static void
774 build_get_pmde64(u32 **p, struct uasm_label **l, struct uasm_reloc **r,
775                  unsigned int tmp, unsigned int ptr)
776 {
777 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
778         long pgdc = (long)pgd_current;
779 #endif
780         /*
781          * The vmalloc handling is not in the hotpath.
782          */
783         uasm_i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR);
784
785         if (check_for_high_segbits) {
786                 /*
787                  * The kernel currently implicitely assumes that the
788                  * MIPS SEGBITS parameter for the processor is
789                  * (PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS) or less, and will never
790                  * allocate virtual addresses outside the maximum
791                  * range for SEGBITS = (PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS). But
792                  * that doesn't prevent user code from accessing the
793                  * higher xuseg addresses.  Here, we make sure that
794                  * everything but the lower xuseg addresses goes down
795                  * the module_alloc/vmalloc path.
796                  */
797                 uasm_i_dsrl_safe(p, ptr, tmp, PGDIR_SHIFT + PGD_ORDER + PAGE_SHIFT - 3);
798                 uasm_il_bnez(p, r, ptr, label_vmalloc);
799         } else {
800                 uasm_il_bltz(p, r, tmp, label_vmalloc);
801         }
802         /* No uasm_i_nop needed here, since the next insn doesn't touch TMP. */
803
804         if (pgd_reg != -1) {
805                 /* pgd is in pgd_reg */
806                 UASM_i_MFC0(p, ptr, c0_kscratch(), pgd_reg);
807         } else {
808 #if defined(CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT)
809                 /*
810                  * &pgd << 11 stored in CONTEXT [23..63].
811                  */
812                 UASM_i_MFC0(p, ptr, C0_CONTEXT);
813
814                 /* Clear lower 23 bits of context. */
815                 uasm_i_dins(p, ptr, 0, 0, 23);
816
817                 /* 1 0  1 0 1  << 6  xkphys cached */
818                 uasm_i_ori(p, ptr, ptr, 0x540);
819                 uasm_i_drotr(p, ptr, ptr, 11);
820 #elif defined(CONFIG_SMP)
821                 UASM_i_CPUID_MFC0(p, ptr, SMP_CPUID_REG);
822                 uasm_i_dsrl_safe(p, ptr, ptr, SMP_CPUID_PTRSHIFT);
823                 UASM_i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
824                 uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, tmp);
825                 uasm_i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR);
826                 uasm_i_ld(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
827 #else
828                 UASM_i_LA_mostly(p, ptr, pgdc);
829                 uasm_i_ld(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
830 #endif
831         }
832
833         uasm_l_vmalloc_done(l, *p);
834
835         /* get pgd offset in bytes */
836         uasm_i_dsrl_safe(p, tmp, tmp, PGDIR_SHIFT - 3);
837
838         uasm_i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PGD - 1)<<3);
839         uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pgd offset */
840 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
841         uasm_i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
842         uasm_i_ld(p, ptr, 0, ptr); /* get pmd pointer */
843         uasm_i_dsrl_safe(p, tmp, tmp, PMD_SHIFT-3); /* get pmd offset in bytes */
844         uasm_i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PMD - 1)<<3);
845         uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pmd offset */
846 #endif
847 }
848
849 /*
850  * BVADDR is the faulting address, PTR is scratch.
851  * PTR will hold the pgd for vmalloc.
852  */
853 static void
854 build_get_pgd_vmalloc64(u32 **p, struct uasm_label **l, struct uasm_reloc **r,
855                         unsigned int bvaddr, unsigned int ptr,
856                         enum vmalloc64_mode mode)
857 {
858         long swpd = (long)swapper_pg_dir;
859         int single_insn_swpd;
860         int did_vmalloc_branch = 0;
861
862         single_insn_swpd = uasm_in_compat_space_p(swpd) && !uasm_rel_lo(swpd);
863
864         uasm_l_vmalloc(l, *p);
865
866         if (mode != not_refill && check_for_high_segbits) {
867                 if (single_insn_swpd) {
868                         uasm_il_bltz(p, r, bvaddr, label_vmalloc_done);
869                         uasm_i_lui(p, ptr, uasm_rel_hi(swpd));
870                         did_vmalloc_branch = 1;
871                         /* fall through */
872                 } else {
873                         uasm_il_bgez(p, r, bvaddr, label_large_segbits_fault);
874                 }
875         }
876         if (!did_vmalloc_branch) {
877                 if (uasm_in_compat_space_p(swpd) && !uasm_rel_lo(swpd)) {
878                         uasm_il_b(p, r, label_vmalloc_done);
879                         uasm_i_lui(p, ptr, uasm_rel_hi(swpd));
880                 } else {
881                         UASM_i_LA_mostly(p, ptr, swpd);
882                         uasm_il_b(p, r, label_vmalloc_done);
883                         if (uasm_in_compat_space_p(swpd))
884                                 uasm_i_addiu(p, ptr, ptr, uasm_rel_lo(swpd));
885                         else
886                                 uasm_i_daddiu(p, ptr, ptr, uasm_rel_lo(swpd));
887                 }
888         }
889         if (mode != not_refill && check_for_high_segbits) {
890                 uasm_l_large_segbits_fault(l, *p);
891                 /*
892                  * We get here if we are an xsseg address, or if we are
893                  * an xuseg address above (PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS) boundary.
894                  *
895                  * Ignoring xsseg (assume disabled so would generate
896                  * (address errors?), the only remaining possibility
897                  * is the upper xuseg addresses.  On processors with
898                  * TLB_SEGBITS <= PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS, these
899                  * addresses would have taken an address error. We try
900                  * to mimic that here by taking a load/istream page
901                  * fault.
902                  */
903                 UASM_i_LA(p, ptr, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0);
904                 uasm_i_jr(p, ptr);
905
906                 if (mode == refill_scratch) {
907                         if (scratch_reg >= 0)
908                                 UASM_i_MFC0(p, 1, c0_kscratch(), scratch_reg);
909                         else
910                                 UASM_i_LW(p, 1, scratchpad_offset(0), 0);
911                 } else {
912                         uasm_i_nop(p);
913                 }
914         }
915 }
916
917 #else /* !CONFIG_64BIT */
918
919 /*
920  * TMP and PTR are scratch.
921  * TMP will be clobbered, PTR will hold the pgd entry.
922  */
923 static void __maybe_unused
924 build_get_pgde32(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptr)
925 {
926         if (pgd_reg != -1) {
927                 /* pgd is in pgd_reg */
928                 uasm_i_mfc0(p, ptr, c0_kscratch(), pgd_reg);
929                 uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
930         } else {
931                 long pgdc = (long)pgd_current;
932
933                 /* 32 bit SMP has smp_processor_id() stored in CONTEXT. */
934 #ifdef CONFIG_SMP
935                 uasm_i_mfc0(p, ptr, SMP_CPUID_REG);
936                 UASM_i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
937                 uasm_i_srl(p, ptr, ptr, SMP_CPUID_PTRSHIFT);
938                 uasm_i_addu(p, ptr, tmp, ptr);
939 #else
940                 UASM_i_LA_mostly(p, ptr, pgdc);
941 #endif
942                 uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
943                 uasm_i_lw(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
944         }
945         uasm_i_srl(p, tmp, tmp, PGDIR_SHIFT); /* get pgd only bits */
946         uasm_i_sll(p, tmp, tmp, PGD_T_LOG2);
947         uasm_i_addu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pgd offset */
948 }
949
950 #endif /* !CONFIG_64BIT */
951
952 static void build_adjust_context(u32 **p, unsigned int ctx)
953 {
954         unsigned int shift = 4 - (PTE_T_LOG2 + 1) + PAGE_SHIFT - 12;
955         unsigned int mask = (PTRS_PER_PTE / 2 - 1) << (PTE_T_LOG2 + 1);
956
957         switch (current_cpu_type()) {
958         case CPU_VR41XX:
959         case CPU_VR4111:
960         case CPU_VR4121:
961         case CPU_VR4122:
962         case CPU_VR4131:
963         case CPU_VR4181:
964         case CPU_VR4181A:
965         case CPU_VR4133:
966                 shift += 2;
967                 break;
968
969         default:
970                 break;
971         }
972
973         if (shift)
974                 UASM_i_SRL(p, ctx, ctx, shift);
975         uasm_i_andi(p, ctx, ctx, mask);
976 }
977
978 static void build_get_ptep(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptr)
979 {
980         /*
981          * Bug workaround for the Nevada. It seems as if under certain
982          * circumstances the move from cp0_context might produce a
983          * bogus result when the mfc0 instruction and its consumer are
984          * in a different cacheline or a load instruction, probably any
985          * memory reference, is between them.
986          */
987         switch (current_cpu_type()) {
988         case CPU_NEVADA:
989                 UASM_i_LW(p, ptr, 0, ptr);
990                 GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
991                 break;
992
993         default:
994                 GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
995                 UASM_i_LW(p, ptr, 0, ptr);
996                 break;
997         }
998
999         build_adjust_context(p, tmp);
1000         UASM_i_ADDU(p, ptr, ptr, tmp); /* add in offset */
1001 }
1002
1003 static void build_update_entries(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptep)
1004 {
1005         /*
1006          * 64bit address support (36bit on a 32bit CPU) in a 32bit
1007          * Kernel is a special case. Only a few CPUs use it.
1008          */
1009 #ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1010         if (cpu_has_64bits) {
1011                 uasm_i_ld(p, tmp, 0, ptep); /* get even pte */
1012                 uasm_i_ld(p, ptep, sizeof(pte_t), ptep); /* get odd pte */
1013                 if (cpu_has_rixi) {
1014                         UASM_i_ROTR(p, tmp, tmp, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1015                         UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1016                         UASM_i_ROTR(p, ptep, ptep, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1017                 } else {
1018                         uasm_i_dsrl_safe(p, tmp, tmp, ilog2(_PAGE_GLOBAL)); /* convert to entrylo0 */
1019                         UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1020                         uasm_i_dsrl_safe(p, ptep, ptep, ilog2(_PAGE_GLOBAL)); /* convert to entrylo1 */
1021                 }
1022                 UASM_i_MTC0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1023         } else {
1024                 int pte_off_even = sizeof(pte_t) / 2;
1025                 int pte_off_odd = pte_off_even + sizeof(pte_t);
1026
1027                 /* The pte entries are pre-shifted */
1028                 uasm_i_lw(p, tmp, pte_off_even, ptep); /* get even pte */
1029                 UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1030                 uasm_i_lw(p, ptep, pte_off_odd, ptep); /* get odd pte */
1031                 UASM_i_MTC0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1032         }
1033 #else
1034         UASM_i_LW(p, tmp, 0, ptep); /* get even pte */
1035         UASM_i_LW(p, ptep, sizeof(pte_t), ptep); /* get odd pte */
1036         if (r45k_bvahwbug())
1037                 build_tlb_probe_entry(p);
1038         if (cpu_has_rixi) {
1039                 UASM_i_ROTR(p, tmp, tmp, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1040                 if (r4k_250MHZhwbug())
1041                         UASM_i_MTC0(p, 0, C0_ENTRYLO0);
1042                 UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1043                 UASM_i_ROTR(p, ptep, ptep, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1044         } else {
1045                 UASM_i_SRL(p, tmp, tmp, ilog2(_PAGE_GLOBAL)); /* convert to entrylo0 */
1046                 if (r4k_250MHZhwbug())
1047                         UASM_i_MTC0(p, 0, C0_ENTRYLO0);
1048                 UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1049                 UASM_i_SRL(p, ptep, ptep, ilog2(_PAGE_GLOBAL)); /* convert to entrylo1 */
1050                 if (r45k_bvahwbug())
1051                         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_INDEX);
1052         }
1053         if (r4k_250MHZhwbug())
1054                 UASM_i_MTC0(p, 0, C0_ENTRYLO1);
1055         UASM_i_MTC0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1056 #endif
1057 }
1058
1059 struct mips_huge_tlb_info {
1060         int huge_pte;
1061         int restore_scratch;
1062 };
1063
1064 static struct mips_huge_tlb_info
1065 build_fast_tlb_refill_handler (u32 **p, struct uasm_label **l,
1066                                struct uasm_reloc **r, unsigned int tmp,
1067                                unsigned int ptr, int c0_scratch_reg)
1068 {
1069         struct mips_huge_tlb_info rv;
1070         unsigned int even, odd;
1071         int vmalloc_branch_delay_filled = 0;
1072         const int scratch = 1; /* Our extra working register */
1073
1074         rv.huge_pte = scratch;
1075         rv.restore_scratch = 0;
1076
1077         if (check_for_high_segbits) {
1078                 UASM_i_MFC0(p, tmp, C0_BADVADDR);
1079
1080                 if (pgd_reg != -1)
1081                         UASM_i_MFC0(p, ptr, c0_kscratch(), pgd_reg);
1082                 else
1083                         UASM_i_MFC0(p, ptr, C0_CONTEXT);
1084
1085                 if (c0_scratch_reg >= 0)
1086                         UASM_i_MTC0(p, scratch, c0_kscratch(), c0_scratch_reg);
1087                 else
1088                         UASM_i_SW(p, scratch, scratchpad_offset(0), 0);
1089
1090                 uasm_i_dsrl_safe(p, scratch, tmp,
1091                                  PGDIR_SHIFT + PGD_ORDER + PAGE_SHIFT - 3);
1092                 uasm_il_bnez(p, r, scratch, label_vmalloc);
1093
1094                 if (pgd_reg == -1) {
1095                         vmalloc_branch_delay_filled = 1;
1096                         /* Clear lower 23 bits of context. */
1097                         uasm_i_dins(p, ptr, 0, 0, 23);
1098                 }
1099         } else {
1100                 if (pgd_reg != -1)
1101                         UASM_i_MFC0(p, ptr, c0_kscratch(), pgd_reg);
1102                 else
1103                         UASM_i_MFC0(p, ptr, C0_CONTEXT);
1104
1105                 UASM_i_MFC0(p, tmp, C0_BADVADDR);
1106
1107                 if (c0_scratch_reg >= 0)
1108                         UASM_i_MTC0(p, scratch, c0_kscratch(), c0_scratch_reg);
1109                 else
1110                         UASM_i_SW(p, scratch, scratchpad_offset(0), 0);
1111
1112                 if (pgd_reg == -1)
1113                         /* Clear lower 23 bits of context. */
1114                         uasm_i_dins(p, ptr, 0, 0, 23);
1115
1116                 uasm_il_bltz(p, r, tmp, label_vmalloc);
1117         }
1118
1119         if (pgd_reg == -1) {
1120                 vmalloc_branch_delay_filled = 1;
1121                 /* 1 0  1 0 1  << 6  xkphys cached */
1122                 uasm_i_ori(p, ptr, ptr, 0x540);
1123                 uasm_i_drotr(p, ptr, ptr, 11);
1124         }
1125
1126 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1127 #define LOC_PTEP scratch
1128 #else
1129 #define LOC_PTEP ptr
1130 #endif
1131
1132         if (!vmalloc_branch_delay_filled)
1133                 /* get pgd offset in bytes */
1134                 uasm_i_dsrl_safe(p, scratch, tmp, PGDIR_SHIFT - 3);
1135
1136         uasm_l_vmalloc_done(l, *p);
1137
1138         /*
1139          *                         tmp          ptr
1140          * fall-through case =   badvaddr  *pgd_current
1141          * vmalloc case      =   badvaddr  swapper_pg_dir
1142          */
1143
1144         if (vmalloc_branch_delay_filled)
1145                 /* get pgd offset in bytes */
1146                 uasm_i_dsrl_safe(p, scratch, tmp, PGDIR_SHIFT - 3);
1147
1148 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1149         GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1150 #endif
1151         uasm_i_andi(p, scratch, scratch, (PTRS_PER_PGD - 1) << 3);
1152
1153         if (use_lwx_insns()) {
1154                 UASM_i_LWX(p, LOC_PTEP, scratch, ptr);
1155         } else {
1156                 uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, scratch); /* add in pgd offset */
1157                 uasm_i_ld(p, LOC_PTEP, 0, ptr); /* get pmd pointer */
1158         }
1159
1160 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1161         /* get pmd offset in bytes */
1162         uasm_i_dsrl_safe(p, scratch, tmp, PMD_SHIFT - 3);
1163         uasm_i_andi(p, scratch, scratch, (PTRS_PER_PMD - 1) << 3);
1164         GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1165
1166         if (use_lwx_insns()) {
1167                 UASM_i_LWX(p, scratch, scratch, ptr);
1168         } else {
1169                 uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, scratch); /* add in pmd offset */
1170                 UASM_i_LW(p, scratch, 0, ptr);
1171         }
1172 #endif
1173         /* Adjust the context during the load latency. */
1174         build_adjust_context(p, tmp);
1175
1176 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1177         uasm_il_bbit1(p, r, scratch, ilog2(_PAGE_HUGE), label_tlb_huge_update);
1178         /*
1179          * The in the LWX case we don't want to do the load in the
1180          * delay slot.  It cannot issue in the same cycle and may be
1181          * speculative and unneeded.
1182          */
1183         if (use_lwx_insns())
1184                 uasm_i_nop(p);
1185 #endif /* CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT */
1186
1187
1188         /* build_update_entries */
1189         if (use_lwx_insns()) {
1190                 even = ptr;
1191                 odd = tmp;
1192                 UASM_i_LWX(p, even, scratch, tmp);
1193                 UASM_i_ADDIU(p, tmp, tmp, sizeof(pte_t));
1194                 UASM_i_LWX(p, odd, scratch, tmp);
1195         } else {
1196                 UASM_i_ADDU(p, ptr, scratch, tmp); /* add in offset */
1197                 even = tmp;
1198                 odd = ptr;
1199                 UASM_i_LW(p, even, 0, ptr); /* get even pte */
1200                 UASM_i_LW(p, odd, sizeof(pte_t), ptr); /* get odd pte */
1201         }
1202         if (cpu_has_rixi) {
1203                 uasm_i_drotr(p, even, even, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1204                 UASM_i_MTC0(p, even, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1205                 uasm_i_drotr(p, odd, odd, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1206         } else {
1207                 uasm_i_dsrl_safe(p, even, even, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1208                 UASM_i_MTC0(p, even, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1209                 uasm_i_dsrl_safe(p, odd, odd, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1210         }
1211         UASM_i_MTC0(p, odd, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1212
1213         if (c0_scratch_reg >= 0) {
1214                 UASM_i_MFC0(p, scratch, c0_kscratch(), c0_scratch_reg);
1215                 build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_random);
1216                 uasm_l_leave(l, *p);
1217                 rv.restore_scratch = 1;
1218         } else if (PAGE_SHIFT == 14 || PAGE_SHIFT == 13)  {
1219                 build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_random);
1220                 uasm_l_leave(l, *p);
1221                 UASM_i_LW(p, scratch, scratchpad_offset(0), 0);
1222         } else {
1223                 UASM_i_LW(p, scratch, scratchpad_offset(0), 0);
1224                 build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_random);
1225                 uasm_l_leave(l, *p);
1226                 rv.restore_scratch = 1;
1227         }
1228
1229         uasm_i_eret(p); /* return from trap */
1230
1231         return rv;
1232 }
1233
1234 /*
1235  * For a 64-bit kernel, we are using the 64-bit XTLB refill exception
1236  * because EXL == 0.  If we wrap, we can also use the 32 instruction
1237  * slots before the XTLB refill exception handler which belong to the
1238  * unused TLB refill exception.
1239  */
1240 #define MIPS64_REFILL_INSNS 32
1241
1242 static void build_r4000_tlb_refill_handler(void)
1243 {
1244         u32 *p = tlb_handler;
1245         struct uasm_label *l = labels;
1246         struct uasm_reloc *r = relocs;
1247         u32 *f;
1248         unsigned int final_len;
1249         struct mips_huge_tlb_info htlb_info __maybe_unused;
1250         enum vmalloc64_mode vmalloc_mode __maybe_unused;
1251
1252         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
1253         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1254         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1255         memset(final_handler, 0, sizeof(final_handler));
1256
1257         if ((scratch_reg >= 0 || scratchpad_available()) && use_bbit_insns()) {
1258                 htlb_info = build_fast_tlb_refill_handler(&p, &l, &r, K0, K1,
1259                                                           scratch_reg);
1260                 vmalloc_mode = refill_scratch;
1261         } else {
1262                 htlb_info.huge_pte = K0;
1263                 htlb_info.restore_scratch = 0;
1264                 vmalloc_mode = refill_noscratch;
1265                 /*
1266                  * create the plain linear handler
1267                  */
1268                 if (bcm1250_m3_war()) {
1269                         unsigned int segbits = 44;
1270
1271                         uasm_i_dmfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
1272                         uasm_i_dmfc0(&p, K1, C0_ENTRYHI);
1273                         uasm_i_xor(&p, K0, K0, K1);
1274                         uasm_i_dsrl_safe(&p, K1, K0, 62);
1275                         uasm_i_dsrl_safe(&p, K0, K0, 12 + 1);
1276                         uasm_i_dsll_safe(&p, K0, K0, 64 + 12 + 1 - segbits);
1277                         uasm_i_or(&p, K0, K0, K1);
1278                         uasm_il_bnez(&p, &r, K0, label_leave);
1279                         /* No need for uasm_i_nop */
1280                 }
1281
1282 #ifdef CONFIG_64BIT
1283                 build_get_pmde64(&p, &l, &r, K0, K1); /* get pmd in K1 */
1284 #else
1285                 build_get_pgde32(&p, K0, K1); /* get pgd in K1 */
1286 #endif
1287
1288 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1289                 build_is_huge_pte(&p, &r, K0, K1, label_tlb_huge_update);
1290 #endif
1291
1292                 build_get_ptep(&p, K0, K1);
1293                 build_update_entries(&p, K0, K1);
1294                 build_tlb_write_entry(&p, &l, &r, tlb_random);
1295                 uasm_l_leave(&l, p);
1296                 uasm_i_eret(&p); /* return from trap */
1297         }
1298 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1299         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
1300         build_huge_update_entries(&p, htlb_info.huge_pte, K1);
1301         build_huge_tlb_write_entry(&p, &l, &r, K0, tlb_random,
1302                                    htlb_info.restore_scratch);
1303 #endif
1304
1305 #ifdef CONFIG_64BIT
1306         build_get_pgd_vmalloc64(&p, &l, &r, K0, K1, vmalloc_mode);
1307 #endif
1308
1309         /*
1310          * Overflow check: For the 64bit handler, we need at least one
1311          * free instruction slot for the wrap-around branch. In worst
1312          * case, if the intended insertion point is a delay slot, we
1313          * need three, with the second nop'ed and the third being
1314          * unused.
1315          */
1316         switch (boot_cpu_type()) {
1317         default:
1318                 if (sizeof(long) == 4) {
1319         case CPU_LOONGSON2:
1320                 /* Loongson2 ebase is different than r4k, we have more space */
1321                         if ((p - tlb_handler) > 64)
1322                                 panic("TLB refill handler space exceeded");
1323                         /*
1324                          * Now fold the handler in the TLB refill handler space.
1325                          */
1326                         f = final_handler;
1327                         /* Simplest case, just copy the handler. */
1328                         uasm_copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, p, f);
1329                         final_len = p - tlb_handler;
1330                         break;
1331                 } else {
1332                         if (((p - tlb_handler) > (MIPS64_REFILL_INSNS * 2) - 1)
1333                             || (((p - tlb_handler) > (MIPS64_REFILL_INSNS * 2) - 3)
1334                                 && uasm_insn_has_bdelay(relocs,
1335                                                         tlb_handler + MIPS64_REFILL_INSNS - 3)))
1336                                 panic("TLB refill handler space exceeded");
1337                         /*
1338                          * Now fold the handler in the TLB refill handler space.
1339                          */
1340                         f = final_handler + MIPS64_REFILL_INSNS;
1341                         if ((p - tlb_handler) <= MIPS64_REFILL_INSNS) {
1342                                 /* Just copy the handler. */
1343                                 uasm_copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, p, f);
1344                                 final_len = p - tlb_handler;
1345                         } else {
1346 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1347                                 const enum label_id ls = label_tlb_huge_update;
1348 #else
1349                                 const enum label_id ls = label_vmalloc;
1350 #endif
1351                                 u32 *split;
1352                                 int ov = 0;
1353                                 int i;
1354
1355                                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(labels) && labels[i].lab != ls; i++)
1356                                         ;
1357                                 BUG_ON(i == ARRAY_SIZE(labels));
1358                                 split = labels[i].addr;
1359
1360                                 /*
1361                                  * See if we have overflown one way or the other.
1362                                  */
1363                                 if (split > tlb_handler + MIPS64_REFILL_INSNS ||
1364                                     split < p - MIPS64_REFILL_INSNS)
1365                                         ov = 1;
1366
1367                                 if (ov) {
1368                                         /*
1369                                          * Split two instructions before the end.  One
1370                                          * for the branch and one for the instruction
1371                                          * in the delay slot.
1372                                          */
1373                                         split = tlb_handler + MIPS64_REFILL_INSNS - 2;
1374
1375                                         /*
1376                                          * If the branch would fall in a delay slot,
1377                                          * we must back up an additional instruction
1378                                          * so that it is no longer in a delay slot.
1379                                          */
1380                                         if (uasm_insn_has_bdelay(relocs, split - 1))
1381                                                 split--;
1382                                 }
1383                                 /* Copy first part of the handler. */
1384                                 uasm_copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, split, f);
1385                                 f += split - tlb_handler;
1386
1387                                 if (ov) {
1388                                         /* Insert branch. */
1389                                         uasm_l_split(&l, final_handler);
1390                                         uasm_il_b(&f, &r, label_split);
1391                                         if (uasm_insn_has_bdelay(relocs, split))
1392                                                 uasm_i_nop(&f);
1393                                         else {
1394                                                 uasm_copy_handler(relocs, labels,
1395                                                                   split, split + 1, f);
1396                                                 uasm_move_labels(labels, f, f + 1, -1);
1397                                                 f++;
1398                                                 split++;
1399                                         }
1400                                 }
1401
1402                                 /* Copy the rest of the handler. */
1403                                 uasm_copy_handler(relocs, labels, split, p, final_handler);
1404                                 final_len = (f - (final_handler + MIPS64_REFILL_INSNS)) +
1405                                             (p - split);
1406                         }
1407                 }
1408                 break;
1409         }
1410
1411         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1412         pr_debug("Wrote TLB refill handler (%u instructions).\n",
1413                  final_len);
1414
1415         memcpy((void *)ebase, final_handler, 0x100);
1416
1417         dump_handler("r4000_tlb_refill", (u32 *)ebase, 64);
1418 }
1419
1420 extern u32 handle_tlbl[], handle_tlbl_end[];
1421 extern u32 handle_tlbs[], handle_tlbs_end[];
1422 extern u32 handle_tlbm[], handle_tlbm_end[];
1423 extern u32 tlbmiss_handler_setup_pgd[], tlbmiss_handler_setup_pgd_end[];
1424
1425 static void build_setup_pgd(void)
1426 {
1427         const int a0 = 4;
1428         const int __maybe_unused a1 = 5;
1429         const int __maybe_unused a2 = 6;
1430         u32 *p = tlbmiss_handler_setup_pgd;
1431         const int tlbmiss_handler_setup_pgd_size =
1432                 tlbmiss_handler_setup_pgd_end - tlbmiss_handler_setup_pgd;
1433 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
1434         long pgdc = (long)pgd_current;
1435 #endif
1436
1437         memset(tlbmiss_handler_setup_pgd, 0, tlbmiss_handler_setup_pgd_size *
1438                                         sizeof(tlbmiss_handler_setup_pgd[0]));
1439         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1440         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1441         pgd_reg = allocate_kscratch();
1442 #ifdef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
1443         if (pgd_reg == -1) {
1444                 struct uasm_label *l = labels;
1445                 struct uasm_reloc *r = relocs;
1446
1447                 /* PGD << 11 in c0_Context */
1448                 /*
1449                  * If it is a ckseg0 address, convert to a physical
1450                  * address.  Shifting right by 29 and adding 4 will
1451                  * result in zero for these addresses.
1452                  *
1453                  */
1454                 UASM_i_SRA(&p, a1, a0, 29);
1455                 UASM_i_ADDIU(&p, a1, a1, 4);
1456                 uasm_il_bnez(&p, &r, a1, label_tlbl_goaround1);
1457                 uasm_i_nop(&p);
1458                 uasm_i_dinsm(&p, a0, 0, 29, 64 - 29);
1459                 uasm_l_tlbl_goaround1(&l, p);
1460                 UASM_i_SLL(&p, a0, a0, 11);
1461                 uasm_i_jr(&p, 31);
1462                 UASM_i_MTC0(&p, a0, C0_CONTEXT);
1463         } else {
1464                 /* PGD in c0_KScratch */
1465                 uasm_i_jr(&p, 31);
1466                 UASM_i_MTC0(&p, a0, c0_kscratch(), pgd_reg);
1467         }
1468 #else
1469 #ifdef CONFIG_SMP
1470         /* Save PGD to pgd_current[smp_processor_id()] */
1471         UASM_i_CPUID_MFC0(&p, a1, SMP_CPUID_REG);
1472         UASM_i_SRL_SAFE(&p, a1, a1, SMP_CPUID_PTRSHIFT);
1473         UASM_i_LA_mostly(&p, a2, pgdc);
1474         UASM_i_ADDU(&p, a2, a2, a1);
1475         UASM_i_SW(&p, a0, uasm_rel_lo(pgdc), a2);
1476 #else
1477         UASM_i_LA_mostly(&p, a2, pgdc);
1478         UASM_i_SW(&p, a0, uasm_rel_lo(pgdc), a2);
1479 #endif /* SMP */
1480         uasm_i_jr(&p, 31);
1481
1482         /* if pgd_reg is allocated, save PGD also to scratch register */
1483         if (pgd_reg != -1)
1484                 UASM_i_MTC0(&p, a0, c0_kscratch(), pgd_reg);
1485         else
1486                 uasm_i_nop(&p);
1487 #endif
1488         if (p >= tlbmiss_handler_setup_pgd_end)
1489                 panic("tlbmiss_handler_setup_pgd space exceeded");
1490
1491         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1492         pr_debug("Wrote tlbmiss_handler_setup_pgd (%u instructions).\n",
1493                  (unsigned int)(p - tlbmiss_handler_setup_pgd));
1494
1495         dump_handler("tlbmiss_handler", tlbmiss_handler_setup_pgd,
1496                                         tlbmiss_handler_setup_pgd_size);
1497 }
1498
1499 static void
1500 iPTE_LW(u32 **p, unsigned int pte, unsigned int ptr)
1501 {
1502 #ifdef CONFIG_SMP
1503 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1504         if (cpu_has_64bits)
1505                 uasm_i_lld(p, pte, 0, ptr);
1506         else
1507 # endif
1508                 UASM_i_LL(p, pte, 0, ptr);
1509 #else
1510 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1511         if (cpu_has_64bits)
1512                 uasm_i_ld(p, pte, 0, ptr);
1513         else
1514 # endif
1515                 UASM_i_LW(p, pte, 0, ptr);
1516 #endif
1517 }
1518
1519 static void
1520 iPTE_SW(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int pte, unsigned int ptr,
1521         unsigned int mode)
1522 {
1523 #ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1524         unsigned int hwmode = mode & (_PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
1525 #endif
1526
1527         uasm_i_ori(p, pte, pte, mode);
1528 #ifdef CONFIG_SMP
1529 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1530         if (cpu_has_64bits)
1531                 uasm_i_scd(p, pte, 0, ptr);
1532         else
1533 # endif
1534                 UASM_i_SC(p, pte, 0, ptr);
1535
1536         if (r10000_llsc_war())
1537                 uasm_il_beqzl(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1538         else
1539                 uasm_il_beqz(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1540
1541 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1542         if (!cpu_has_64bits) {
1543                 /* no uasm_i_nop needed */
1544                 uasm_i_ll(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1545                 uasm_i_ori(p, pte, pte, hwmode);
1546                 uasm_i_sc(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1547                 uasm_il_beqz(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1548                 /* no uasm_i_nop needed */
1549                 uasm_i_lw(p, pte, 0, ptr);
1550         } else
1551                 uasm_i_nop(p);
1552 # else
1553         uasm_i_nop(p);
1554 # endif
1555 #else
1556 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1557         if (cpu_has_64bits)
1558                 uasm_i_sd(p, pte, 0, ptr);
1559         else
1560 # endif
1561                 UASM_i_SW(p, pte, 0, ptr);
1562
1563 # ifdef CONFIG_64BIT_PHYS_ADDR
1564         if (!cpu_has_64bits) {
1565                 uasm_i_lw(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1566                 uasm_i_ori(p, pte, pte, hwmode);
1567                 uasm_i_sw(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1568                 uasm_i_lw(p, pte, 0, ptr);
1569         }
1570 # endif
1571 #endif
1572 }
1573
1574 /*
1575  * Check if PTE is present, if not then jump to LABEL. PTR points to
1576  * the page table where this PTE is located, PTE will be re-loaded
1577  * with it's original value.
1578  */
1579 static void
1580 build_pte_present(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
1581                   int pte, int ptr, int scratch, enum label_id lid)
1582 {
1583         int t = scratch >= 0 ? scratch : pte;
1584
1585         if (cpu_has_rixi) {
1586                 if (use_bbit_insns()) {
1587                         uasm_il_bbit0(p, r, pte, ilog2(_PAGE_PRESENT), lid);
1588                         uasm_i_nop(p);
1589                 } else {
1590                         uasm_i_andi(p, t, pte, _PAGE_PRESENT);
1591                         uasm_il_beqz(p, r, t, lid);
1592                         if (pte == t)
1593                                 /* You lose the SMP race :-(*/
1594                                 iPTE_LW(p, pte, ptr);
1595                 }
1596         } else {
1597                 uasm_i_andi(p, t, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_READ);
1598                 uasm_i_xori(p, t, t, _PAGE_PRESENT | _PAGE_READ);
1599                 uasm_il_bnez(p, r, t, lid);
1600                 if (pte == t)
1601                         /* You lose the SMP race :-(*/
1602                         iPTE_LW(p, pte, ptr);
1603         }
1604 }
1605
1606 /* Make PTE valid, store result in PTR. */
1607 static void
1608 build_make_valid(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int pte,
1609                  unsigned int ptr)
1610 {
1611         unsigned int mode = _PAGE_VALID | _PAGE_ACCESSED;
1612
1613         iPTE_SW(p, r, pte, ptr, mode);
1614 }
1615
1616 /*
1617  * Check if PTE can be written to, if not branch to LABEL. Regardless
1618  * restore PTE with value from PTR when done.
1619  */
1620 static void
1621 build_pte_writable(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
1622                    unsigned int pte, unsigned int ptr, int scratch,
1623                    enum label_id lid)
1624 {
1625         int t = scratch >= 0 ? scratch : pte;
1626
1627         uasm_i_andi(p, t, pte, _PAGE_PRESENT | _PAGE_WRITE);
1628         uasm_i_xori(p, t, t, _PAGE_PRESENT | _PAGE_WRITE);
1629         uasm_il_bnez(p, r, t, lid);
1630         if (pte == t)
1631                 /* You lose the SMP race :-(*/
1632                 iPTE_LW(p, pte, ptr);
1633         else
1634                 uasm_i_nop(p);
1635 }
1636
1637 /* Make PTE writable, update software status bits as well, then store
1638  * at PTR.
1639  */
1640 static void
1641 build_make_write(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int pte,
1642                  unsigned int ptr)
1643 {
1644         unsigned int mode = (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID
1645                              | _PAGE_DIRTY);
1646
1647         iPTE_SW(p, r, pte, ptr, mode);
1648 }
1649
1650 /*
1651  * Check if PTE can be modified, if not branch to LABEL. Regardless
1652  * restore PTE with value from PTR when done.
1653  */
1654 static void
1655 build_pte_modifiable(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
1656                      unsigned int pte, unsigned int ptr, int scratch,
1657                      enum label_id lid)
1658 {
1659         if (use_bbit_insns()) {
1660                 uasm_il_bbit0(p, r, pte, ilog2(_PAGE_WRITE), lid);
1661                 uasm_i_nop(p);
1662         } else {
1663                 int t = scratch >= 0 ? scratch : pte;
1664                 uasm_i_andi(p, t, pte, _PAGE_WRITE);
1665                 uasm_il_beqz(p, r, t, lid);
1666                 if (pte == t)
1667                         /* You lose the SMP race :-(*/
1668                         iPTE_LW(p, pte, ptr);
1669         }
1670 }
1671
1672 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
1673
1674
1675 /*
1676  * R3000 style TLB load/store/modify handlers.
1677  */
1678
1679 /*
1680  * This places the pte into ENTRYLO0 and writes it with tlbwi.
1681  * Then it returns.
1682  */
1683 static void
1684 build_r3000_pte_reload_tlbwi(u32 **p, unsigned int pte, unsigned int tmp)
1685 {
1686         uasm_i_mtc0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* cp0 delay */
1687         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_EPC); /* cp0 delay */
1688         uasm_i_tlbwi(p);
1689         uasm_i_jr(p, tmp);
1690         uasm_i_rfe(p); /* branch delay */
1691 }
1692
1693 /*
1694  * This places the pte into ENTRYLO0 and writes it with tlbwi
1695  * or tlbwr as appropriate.  This is because the index register
1696  * may have the probe fail bit set as a result of a trap on a
1697  * kseg2 access, i.e. without refill.  Then it returns.
1698  */
1699 static void
1700 build_r3000_tlb_reload_write(u32 **p, struct uasm_label **l,
1701                              struct uasm_reloc **r, unsigned int pte,
1702                              unsigned int tmp)
1703 {
1704         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_INDEX);
1705         uasm_i_mtc0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* cp0 delay */
1706         uasm_il_bltz(p, r, tmp, label_r3000_write_probe_fail); /* cp0 delay */
1707         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_EPC); /* branch delay */
1708         uasm_i_tlbwi(p); /* cp0 delay */
1709         uasm_i_jr(p, tmp);
1710         uasm_i_rfe(p); /* branch delay */
1711         uasm_l_r3000_write_probe_fail(l, *p);
1712         uasm_i_tlbwr(p); /* cp0 delay */
1713         uasm_i_jr(p, tmp);
1714         uasm_i_rfe(p); /* branch delay */
1715 }
1716
1717 static void
1718 build_r3000_tlbchange_handler_head(u32 **p, unsigned int pte,
1719                                    unsigned int ptr)
1720 {
1721         long pgdc = (long)pgd_current;
1722
1723         uasm_i_mfc0(p, pte, C0_BADVADDR);
1724         uasm_i_lui(p, ptr, uasm_rel_hi(pgdc)); /* cp0 delay */
1725         uasm_i_lw(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
1726         uasm_i_srl(p, pte, pte, 22); /* load delay */
1727         uasm_i_sll(p, pte, pte, 2);
1728         uasm_i_addu(p, ptr, ptr, pte);
1729         uasm_i_mfc0(p, pte, C0_CONTEXT);
1730         uasm_i_lw(p, ptr, 0, ptr); /* cp0 delay */
1731         uasm_i_andi(p, pte, pte, 0xffc); /* load delay */
1732         uasm_i_addu(p, ptr, ptr, pte);
1733         uasm_i_lw(p, pte, 0, ptr);
1734         uasm_i_tlbp(p); /* load delay */
1735 }
1736
1737 static void build_r3000_tlb_load_handler(void)
1738 {
1739         u32 *p = handle_tlbl;
1740         const int handle_tlbl_size = handle_tlbl_end - handle_tlbl;
1741         struct uasm_label *l = labels;
1742         struct uasm_reloc *r = relocs;
1743
1744         memset(handle_tlbl, 0, handle_tlbl_size * sizeof(handle_tlbl[0]));
1745         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1746         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1747
1748         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1749         build_pte_present(&p, &r, K0, K1, -1, label_nopage_tlbl);
1750         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
1751         build_make_valid(&p, &r, K0, K1);
1752         build_r3000_tlb_reload_write(&p, &l, &r, K0, K1);
1753
1754         uasm_l_nopage_tlbl(&l, p);
1755         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 0x0fffffff);
1756         uasm_i_nop(&p);
1757
1758         if (p >= handle_tlbl_end)
1759                 panic("TLB load handler fastpath space exceeded");
1760
1761         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1762         pr_debug("Wrote TLB load handler fastpath (%u instructions).\n",
1763                  (unsigned int)(p - handle_tlbl));
1764
1765         dump_handler("r3000_tlb_load", handle_tlbl, handle_tlbl_size);
1766 }
1767
1768 static void build_r3000_tlb_store_handler(void)
1769 {
1770         u32 *p = handle_tlbs;
1771         const int handle_tlbs_size = handle_tlbs_end - handle_tlbs;
1772         struct uasm_label *l = labels;
1773         struct uasm_reloc *r = relocs;
1774
1775         memset(handle_tlbs, 0, handle_tlbs_size * sizeof(handle_tlbs[0]));
1776         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1777         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1778
1779         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1780         build_pte_writable(&p, &r, K0, K1, -1, label_nopage_tlbs);
1781         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
1782         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1783         build_r3000_tlb_reload_write(&p, &l, &r, K0, K1);
1784
1785         uasm_l_nopage_tlbs(&l, p);
1786         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1787         uasm_i_nop(&p);
1788
1789         if (p >= handle_tlbs_end)
1790                 panic("TLB store handler fastpath space exceeded");
1791
1792         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1793         pr_debug("Wrote TLB store handler fastpath (%u instructions).\n",
1794                  (unsigned int)(p - handle_tlbs));
1795
1796         dump_handler("r3000_tlb_store", handle_tlbs, handle_tlbs_size);
1797 }
1798
1799 static void build_r3000_tlb_modify_handler(void)
1800 {
1801         u32 *p = handle_tlbm;
1802         const int handle_tlbm_size = handle_tlbm_end - handle_tlbm;
1803         struct uasm_label *l = labels;
1804         struct uasm_reloc *r = relocs;
1805
1806         memset(handle_tlbm, 0, handle_tlbm_size * sizeof(handle_tlbm[0]));
1807         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1808         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1809
1810         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1811         build_pte_modifiable(&p, &r, K0, K1,  -1, label_nopage_tlbm);
1812         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
1813         build_make_write(&p, &r, K0, K1);
1814         build_r3000_pte_reload_tlbwi(&p, K0, K1);
1815
1816         uasm_l_nopage_tlbm(&l, p);
1817         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1818         uasm_i_nop(&p);
1819
1820         if (p >= handle_tlbm_end)
1821                 panic("TLB modify handler fastpath space exceeded");
1822
1823         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1824         pr_debug("Wrote TLB modify handler fastpath (%u instructions).\n",
1825                  (unsigned int)(p - handle_tlbm));
1826
1827         dump_handler("r3000_tlb_modify", handle_tlbm, handle_tlbm_size);
1828 }
1829 #endif /* CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT */
1830
1831 /*
1832  * R4000 style TLB load/store/modify handlers.
1833  */
1834 static struct work_registers
1835 build_r4000_tlbchange_handler_head(u32 **p, struct uasm_label **l,
1836                                    struct uasm_reloc **r)
1837 {
1838         struct work_registers wr = build_get_work_registers(p);
1839
1840 #ifdef CONFIG_64BIT
1841         build_get_pmde64(p, l, r, wr.r1, wr.r2); /* get pmd in ptr */
1842 #else
1843         build_get_pgde32(p, wr.r1, wr.r2); /* get pgd in ptr */
1844 #endif
1845
1846 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1847         /*
1848          * For huge tlb entries, pmd doesn't contain an address but
1849          * instead contains the tlb pte. Check the PAGE_HUGE bit and
1850          * see if we need to jump to huge tlb processing.
1851          */
1852         build_is_huge_pte(p, r, wr.r1, wr.r2, label_tlb_huge_update);
1853 #endif
1854
1855         UASM_i_MFC0(p, wr.r1, C0_BADVADDR);
1856         UASM_i_LW(p, wr.r2, 0, wr.r2);
1857         UASM_i_SRL(p, wr.r1, wr.r1, PAGE_SHIFT + PTE_ORDER - PTE_T_LOG2);
1858         uasm_i_andi(p, wr.r1, wr.r1, (PTRS_PER_PTE - 1) << PTE_T_LOG2);
1859         UASM_i_ADDU(p, wr.r2, wr.r2, wr.r1);
1860
1861 #ifdef CONFIG_SMP
1862         uasm_l_smp_pgtable_change(l, *p);
1863 #endif
1864         iPTE_LW(p, wr.r1, wr.r2); /* get even pte */
1865         if (!m4kc_tlbp_war())
1866                 build_tlb_probe_entry(p);
1867         return wr;
1868 }
1869
1870 static void
1871 build_r4000_tlbchange_handler_tail(u32 **p, struct uasm_label **l,
1872                                    struct uasm_reloc **r, unsigned int tmp,
1873                                    unsigned int ptr)
1874 {
1875         uasm_i_ori(p, ptr, ptr, sizeof(pte_t));
1876         uasm_i_xori(p, ptr, ptr, sizeof(pte_t));
1877         build_update_entries(p, tmp, ptr);
1878         build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_indexed);
1879         uasm_l_leave(l, *p);
1880         build_restore_work_registers(p);
1881         uasm_i_eret(p); /* return from trap */
1882
1883 #ifdef CONFIG_64BIT
1884         build_get_pgd_vmalloc64(p, l, r, tmp, ptr, not_refill);
1885 #endif
1886 }
1887
1888 static void build_r4000_tlb_load_handler(void)
1889 {
1890         u32 *p = handle_tlbl;
1891         const int handle_tlbl_size = handle_tlbl_end - handle_tlbl;
1892         struct uasm_label *l = labels;
1893         struct uasm_reloc *r = relocs;
1894         struct work_registers wr;
1895
1896         memset(handle_tlbl, 0, handle_tlbl_size * sizeof(handle_tlbl[0]));
1897         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1898         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1899
1900         if (bcm1250_m3_war()) {
1901                 unsigned int segbits = 44;
1902
1903                 uasm_i_dmfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
1904                 uasm_i_dmfc0(&p, K1, C0_ENTRYHI);
1905                 uasm_i_xor(&p, K0, K0, K1);
1906                 uasm_i_dsrl_safe(&p, K1, K0, 62);
1907                 uasm_i_dsrl_safe(&p, K0, K0, 12 + 1);
1908                 uasm_i_dsll_safe(&p, K0, K0, 64 + 12 + 1 - segbits);
1909                 uasm_i_or(&p, K0, K0, K1);
1910                 uasm_il_bnez(&p, &r, K0, label_leave);
1911                 /* No need for uasm_i_nop */
1912         }
1913
1914         wr = build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r);
1915         build_pte_present(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbl);
1916         if (m4kc_tlbp_war())
1917                 build_tlb_probe_entry(&p);
1918
1919         if (cpu_has_rixi) {
1920                 /*
1921                  * If the page is not _PAGE_VALID, RI or XI could not
1922                  * have triggered it.  Skip the expensive test..
1923                  */
1924                 if (use_bbit_insns()) {
1925                         uasm_il_bbit0(&p, &r, wr.r1, ilog2(_PAGE_VALID),
1926                                       label_tlbl_goaround1);
1927                 } else {
1928                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r1, _PAGE_VALID);
1929                         uasm_il_beqz(&p, &r, wr.r3, label_tlbl_goaround1);
1930                 }
1931                 uasm_i_nop(&p);
1932
1933                 uasm_i_tlbr(&p);
1934
1935                 switch (current_cpu_type()) {
1936                 default:
1937                         if (cpu_has_mips_r2) {
1938                                 uasm_i_ehb(&p);
1939
1940                 case CPU_CAVIUM_OCTEON:
1941                 case CPU_CAVIUM_OCTEON_PLUS:
1942                 case CPU_CAVIUM_OCTEON2:
1943                                 break;
1944                         }
1945                 }
1946
1947                 /* Examine  entrylo 0 or 1 based on ptr. */
1948                 if (use_bbit_insns()) {
1949                         uasm_i_bbit0(&p, wr.r2, ilog2(sizeof(pte_t)), 8);
1950                 } else {
1951                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r2, sizeof(pte_t));
1952                         uasm_i_beqz(&p, wr.r3, 8);
1953                 }
1954                 /* load it in the delay slot*/
1955                 UASM_i_MFC0(&p, wr.r3, C0_ENTRYLO0);
1956                 /* load it if ptr is odd */
1957                 UASM_i_MFC0(&p, wr.r3, C0_ENTRYLO1);
1958                 /*
1959                  * If the entryLo (now in wr.r3) is valid (bit 1), RI or
1960                  * XI must have triggered it.
1961                  */
1962                 if (use_bbit_insns()) {
1963                         uasm_il_bbit1(&p, &r, wr.r3, 1, label_nopage_tlbl);
1964                         uasm_i_nop(&p);
1965                         uasm_l_tlbl_goaround1(&l, p);
1966                 } else {
1967                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r3, 2);
1968                         uasm_il_bnez(&p, &r, wr.r3, label_nopage_tlbl);
1969                         uasm_i_nop(&p);
1970                 }
1971                 uasm_l_tlbl_goaround1(&l, p);
1972         }
1973         build_make_valid(&p, &r, wr.r1, wr.r2);
1974         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, wr.r1, wr.r2);
1975
1976 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1977         /*
1978          * This is the entry point when build_r4000_tlbchange_handler_head
1979          * spots a huge page.
1980          */
1981         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
1982         iPTE_LW(&p, wr.r1, wr.r2);
1983         build_pte_present(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbl);
1984         build_tlb_probe_entry(&p);
1985
1986         if (cpu_has_rixi) {
1987                 /*
1988                  * If the page is not _PAGE_VALID, RI or XI could not
1989                  * have triggered it.  Skip the expensive test..
1990                  */
1991                 if (use_bbit_insns()) {
1992                         uasm_il_bbit0(&p, &r, wr.r1, ilog2(_PAGE_VALID),
1993                                       label_tlbl_goaround2);
1994                 } else {
1995                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r1, _PAGE_VALID);
1996                         uasm_il_beqz(&p, &r, wr.r3, label_tlbl_goaround2);
1997                 }
1998                 uasm_i_nop(&p);
1999
2000                 uasm_i_tlbr(&p);
2001
2002                 switch (current_cpu_type()) {
2003                 default:
2004                         if (cpu_has_mips_r2) {
2005                                 uasm_i_ehb(&p);
2006
2007                 case CPU_CAVIUM_OCTEON:
2008                 case CPU_CAVIUM_OCTEON_PLUS:
2009                 case CPU_CAVIUM_OCTEON2:
2010                                 break;
2011                         }
2012                 }
2013
2014                 /* Examine  entrylo 0 or 1 based on ptr. */
2015                 if (use_bbit_insns()) {
2016                         uasm_i_bbit0(&p, wr.r2, ilog2(sizeof(pte_t)), 8);
2017                 } else {
2018                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r2, sizeof(pte_t));
2019                         uasm_i_beqz(&p, wr.r3, 8);
2020                 }
2021                 /* load it in the delay slot*/
2022                 UASM_i_MFC0(&p, wr.r3, C0_ENTRYLO0);
2023                 /* load it if ptr is odd */
2024                 UASM_i_MFC0(&p, wr.r3, C0_ENTRYLO1);
2025                 /*
2026                  * If the entryLo (now in wr.r3) is valid (bit 1), RI or
2027                  * XI must have triggered it.
2028                  */
2029                 if (use_bbit_insns()) {
2030                         uasm_il_bbit0(&p, &r, wr.r3, 1, label_tlbl_goaround2);
2031                 } else {
2032                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r3, 2);
2033                         uasm_il_beqz(&p, &r, wr.r3, label_tlbl_goaround2);
2034                 }
2035                 if (PM_DEFAULT_MASK == 0)
2036                         uasm_i_nop(&p);
2037                 /*
2038                  * We clobbered C0_PAGEMASK, restore it.  On the other branch
2039                  * it is restored in build_huge_tlb_write_entry.
2040                  */
2041                 build_restore_pagemask(&p, &r, wr.r3, label_nopage_tlbl, 0);
2042
2043                 uasm_l_tlbl_goaround2(&l, p);
2044         }
2045         uasm_i_ori(&p, wr.r1, wr.r1, (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_VALID));
2046         build_huge_handler_tail(&p, &r, &l, wr.r1, wr.r2);
2047 #endif
2048
2049         uasm_l_nopage_tlbl(&l, p);
2050         build_restore_work_registers(&p);
2051 #ifdef CONFIG_CPU_MICROMIPS
2052         if ((unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 1) {
2053                 uasm_i_lui(&p, K0, uasm_rel_hi((long)tlb_do_page_fault_0));
2054                 uasm_i_addiu(&p, K0, K0, uasm_rel_lo((long)tlb_do_page_fault_0));
2055                 uasm_i_jr(&p, K0);
2056         } else
2057 #endif
2058         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 0x0fffffff);
2059         uasm_i_nop(&p);
2060
2061         if (p >= handle_tlbl_end)
2062                 panic("TLB load handler fastpath space exceeded");
2063
2064         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
2065         pr_debug("Wrote TLB load handler fastpath (%u instructions).\n",
2066                  (unsigned int)(p - handle_tlbl));
2067
2068         dump_handler("r4000_tlb_load", handle_tlbl, handle_tlbl_size);
2069 }
2070
2071 static void build_r4000_tlb_store_handler(void)
2072 {
2073         u32 *p = handle_tlbs;
2074         const int handle_tlbs_size = handle_tlbs_end - handle_tlbs;
2075         struct uasm_label *l = labels;
2076         struct uasm_reloc *r = relocs;
2077         struct work_registers wr;
2078
2079         memset(handle_tlbs, 0, handle_tlbs_size * sizeof(handle_tlbs[0]));
2080         memset(labels, 0, sizeof(labels));
2081         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
2082
2083         wr = build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r);
2084         build_pte_writable(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbs);
2085         if (m4kc_tlbp_war())
2086                 build_tlb_probe_entry(&p);
2087         build_make_write(&p, &r, wr.r1, wr.r2);
2088         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, wr.r1, wr.r2);
2089
2090 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
2091         /*
2092          * This is the entry point when
2093          * build_r4000_tlbchange_handler_head spots a huge page.
2094          */
2095         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
2096         iPTE_LW(&p, wr.r1, wr.r2);
2097         build_pte_writable(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbs);
2098         build_tlb_probe_entry(&p);
2099         uasm_i_ori(&p, wr.r1, wr.r1,
2100                    _PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
2101         build_huge_handler_tail(&p, &r, &l, wr.r1, wr.r2);
2102 #endif
2103
2104         uasm_l_nopage_tlbs(&l, p);
2105         build_restore_work_registers(&p);
2106 #ifdef CONFIG_CPU_MICROMIPS
2107         if ((unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 1) {
2108                 uasm_i_lui(&p, K0, uasm_rel_hi((long)tlb_do_page_fault_1));
2109                 uasm_i_addiu(&p, K0, K0, uasm_rel_lo((long)tlb_do_page_fault_1));
2110                 uasm_i_jr(&p, K0);
2111         } else
2112 #endif
2113         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
2114         uasm_i_nop(&p);
2115
2116         if (p >= handle_tlbs_end)
2117                 panic("TLB store handler fastpath space exceeded");
2118
2119         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
2120         pr_debug("Wrote TLB store handler fastpath (%u instructions).\n",
2121                  (unsigned int)(p - handle_tlbs));
2122
2123         dump_handler("r4000_tlb_store", handle_tlbs, handle_tlbs_size);
2124 }
2125
2126 static void build_r4000_tlb_modify_handler(void)
2127 {
2128         u32 *p = handle_tlbm;
2129         const int handle_tlbm_size = handle_tlbm_end - handle_tlbm;
2130         struct uasm_label *l = labels;
2131         struct uasm_reloc *r = relocs;
2132         struct work_registers wr;
2133
2134         memset(handle_tlbm, 0, handle_tlbm_size * sizeof(handle_tlbm[0]));
2135         memset(labels, 0, sizeof(labels));
2136         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
2137
2138         wr = build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r);
2139         build_pte_modifiable(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbm);
2140         if (m4kc_tlbp_war())
2141                 build_tlb_probe_entry(&p);
2142         /* Present and writable bits set, set accessed and dirty bits. */
2143         build_make_write(&p, &r, wr.r1, wr.r2);
2144         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, wr.r1, wr.r2);
2145
2146 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
2147         /*
2148          * This is the entry point when
2149          * build_r4000_tlbchange_handler_head spots a huge page.
2150          */
2151         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
2152         iPTE_LW(&p, wr.r1, wr.r2);
2153         build_pte_modifiable(&p, &r, wr.r1, wr.r2,  wr.r3, label_nopage_tlbm);
2154         build_tlb_probe_entry(&p);
2155         uasm_i_ori(&p, wr.r1, wr.r1,
2156                    _PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
2157         build_huge_handler_tail(&p, &r, &l, wr.r1, wr.r2);
2158 #endif
2159
2160         uasm_l_nopage_tlbm(&l, p);
2161         build_restore_work_registers(&p);
2162 #ifdef CONFIG_CPU_MICROMIPS
2163         if ((unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 1) {
2164                 uasm_i_lui(&p, K0, uasm_rel_hi((long)tlb_do_page_fault_1));
2165                 uasm_i_addiu(&p, K0, K0, uasm_rel_lo((long)tlb_do_page_fault_1));
2166                 uasm_i_jr(&p, K0);
2167         } else
2168 #endif
2169         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
2170         uasm_i_nop(&p);
2171
2172         if (p >= handle_tlbm_end)
2173                 panic("TLB modify handler fastpath space exceeded");
2174
2175         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
2176         pr_debug("Wrote TLB modify handler fastpath (%u instructions).\n",
2177                  (unsigned int)(p - handle_tlbm));
2178
2179         dump_handler("r4000_tlb_modify", handle_tlbm, handle_tlbm_size);
2180 }
2181
2182 static void flush_tlb_handlers(void)
2183 {
2184         local_flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbl,
2185                            (unsigned long)handle_tlbl_end);
2186         local_flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbs,
2187                            (unsigned long)handle_tlbs_end);
2188         local_flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbm,
2189                            (unsigned long)handle_tlbm_end);
2190         local_flush_icache_range((unsigned long)tlbmiss_handler_setup_pgd,
2191                            (unsigned long)tlbmiss_handler_setup_pgd_end);
2192 }
2193
2194 void build_tlb_refill_handler(void)
2195 {
2196         /*
2197          * The refill handler is generated per-CPU, multi-node systems
2198          * may have local storage for it. The other handlers are only
2199          * needed once.
2200          */
2201         static int run_once = 0;
2202
2203         output_pgtable_bits_defines();
2204
2205 #ifdef CONFIG_64BIT
2206         check_for_high_segbits = current_cpu_data.vmbits > (PGDIR_SHIFT + PGD_ORDER + PAGE_SHIFT - 3);
2207 #endif
2208
2209         switch (current_cpu_type()) {
2210         case CPU_R2000:
2211         case CPU_R3000:
2212         case CPU_R3000A:
2213         case CPU_R3081E:
2214         case CPU_TX3912:
2215         case CPU_TX3922:
2216         case CPU_TX3927:
2217 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
2218                 if (cpu_has_local_ebase)
2219                         build_r3000_tlb_refill_handler();
2220                 if (!run_once) {
2221                         if (!cpu_has_local_ebase)
2222                                 build_r3000_tlb_refill_handler();
2223                         build_setup_pgd();
2224                         build_r3000_tlb_load_handler();
2225                         build_r3000_tlb_store_handler();
2226                         build_r3000_tlb_modify_handler();
2227                         flush_tlb_handlers();
2228                         run_once++;
2229                 }
2230 #else
2231                 panic("No R3000 TLB refill handler");
2232 #endif
2233                 break;
2234
2235         case CPU_R6000:
2236         case CPU_R6000A:
2237                 panic("No R6000 TLB refill handler yet");
2238                 break;
2239
2240         case CPU_R8000:
2241                 panic("No R8000 TLB refill handler yet");
2242                 break;
2243
2244         default:
2245                 if (!run_once) {
2246                         scratch_reg = allocate_kscratch();
2247                         build_setup_pgd();
2248                         build_r4000_tlb_load_handler();
2249                         build_r4000_tlb_store_handler();
2250                         build_r4000_tlb_modify_handler();
2251                         if (!cpu_has_local_ebase)
2252                                 build_r4000_tlb_refill_handler();
2253                         flush_tlb_handlers();
2254                         run_once++;
2255                 }
2256                 if (cpu_has_local_ebase)
2257                         build_r4000_tlb_refill_handler();
2258         }
2259 }