arch/microblaze/kernel/entry.S

   1 /*
   2  * Low-level system-call handling, trap handlers and context-switching
   3  *
   4  * Copyright (C) 2008-2009 Michal Simek <[email protected]>
   5  * Copyright (C) 2008-2009 PetaLogix
   6  * Copyright (C) 2003           John Williams <[email protected]>
   7  * Copyright (C) 2001,2002      NEC Corporation
   8  * Copyright (C) 2001,2002      Miles Bader <[email protected]>
   9  *
  10  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General
  11  * Public License. See the file COPYING in the main directory of this
  12  * archive for more details.
  13  *
  14  * Written by Miles Bader <[email protected]>
  15  * Heavily modified by John Williams for Microblaze
  16  */
  17
  18 #include <linux/sys.h>
  19 #include <linux/linkage.h>
  20
  21 #include <asm/entry.h>
  22 #include <asm/current.h>
  23 #include <asm/processor.h>
  24 #include <asm/exceptions.h>
  25 #include <asm/asm-offsets.h>
  26 #include <asm/thread_info.h>
  27
  28 #include <asm/page.h>
  29 #include <asm/unistd.h>
  30
  31 #include <linux/errno.h>
  32 #include <asm/signal.h>
  33
  34 #undef DEBUG
  35
  36 /* The size of a state save frame. */
  37 #define STATE_SAVE_SIZE         (PT_SIZE + STATE_SAVE_ARG_SPACE)
  38
  39 /* The offset of the struct pt_regs in a `state save frame' on the stack. */
  40 #define PTO     STATE_SAVE_ARG_SPACE /* 24 the space for args */
  41
  42 #define C_ENTRY(name)   .globl name; .align 4; name
  43
  44 /*
  45  * Various ways of setting and clearing BIP in flags reg.
  46  * This is mucky, but necessary using microblaze version that
  47  * allows msr ops to write to BIP
  48  */
  49 #if CONFIG_XILINX_MICROBLAZE0_USE_MSR_INSTR
  50         .macro  clear_bip
  51         msrclr  r0, MSR_BIP
  52         .endm
  53
  54         .macro  set_bip
  55         msrset  r0, MSR_BIP
  56         .endm
  57
  58         .macro  clear_eip
  59         msrclr  r0, MSR_EIP
  60         .endm
  61
  62         .macro  set_ee
  63         msrset  r0, MSR_EE
  64         .endm
  65
  66         .macro  disable_irq
  67         msrclr  r0, MSR_IE
  68         .endm
  69
  70         .macro  enable_irq
  71         msrset  r0, MSR_IE
  72         .endm
  73
  74         .macro  set_ums
  75         msrset  r0, MSR_UMS
  76         msrclr  r0, MSR_VMS
  77         .endm
  78
  79         .macro  set_vms
  80         msrclr  r0, MSR_UMS
  81         msrset  r0, MSR_VMS
  82         .endm
  83
  84         .macro  clear_ums
  85         msrclr  r0, MSR_UMS
  86         .endm
  87
  88         .macro  clear_vms_ums
  89         msrclr  r0, MSR_VMS | MSR_UMS
  90         .endm
  91 #else
  92         .macro  clear_bip
  93         mfs     r11, rmsr
  94         andi    r11, r11, ~MSR_BIP
  95         mts     rmsr, r11
  96         .endm
  97
  98         .macro  set_bip
  99         mfs     r11, rmsr
 100         ori     r11, r11, MSR_BIP
 101         mts     rmsr, r11
 102         .endm
 103
 104         .macro  clear_eip
 105         mfs     r11, rmsr
 106         andi    r11, r11, ~MSR_EIP
 107         mts     rmsr, r11
 108         .endm
 109
 110         .macro  set_ee
 111         mfs     r11, rmsr
 112         ori     r11, r11, MSR_EE
 113         mts     rmsr, r11
 114         .endm
 115
 116         .macro  disable_irq
 117         mfs     r11, rmsr
 118         andi    r11, r11, ~MSR_IE
 119         mts     rmsr, r11
 120         .endm
 121
 122         .macro  enable_irq
 123         mfs     r11, rmsr
 124         ori     r11, r11, MSR_IE
 125         mts     rmsr, r11
 126         .endm
 127
 128         .macro set_ums
 129         mfs     r11, rmsr
 130         ori     r11, r11, MSR_VMS
 131         andni   r11, r11, MSR_UMS
 132         mts     rmsr, r11
 133         .endm
 134
 135         .macro  set_vms
 136         mfs     r11, rmsr
 137         ori     r11, r11, MSR_VMS
 138         andni   r11, r11, MSR_UMS
 139         mts     rmsr, r11
 140         .endm
 141
 142         .macro  clear_ums
 143         mfs     r11, rmsr
 144         andni   r11, r11, MSR_UMS
 145         mts     rmsr,r11
 146         .endm
 147
 148         .macro  clear_vms_ums
 149         mfs     r11, rmsr
 150         andni   r11, r11, (MSR_VMS|MSR_UMS)
 151         mts     rmsr,r11
 152         .endm
 153 #endif
 154
 155 /* Define how to call high-level functions. With MMU, virtual mode must be
 156  * enabled when calling the high-level function. Clobbers R11.
 157  * VM_ON, VM_OFF, DO_JUMP_BIPCLR, DO_CALL
 158  */
 159
 160 /* turn on virtual protected mode save */
 161 #define VM_ON           \
 162         set_ums;        \
 163         rted    r0, 2f; \
 164         nop; \
 165 2:
 166
 167 /* turn off virtual protected mode save and user mode save*/
 168 #define VM_OFF                  \
 169         clear_vms_ums;          \
 170         rted    r0, TOPHYS(1f); \
 171         nop; \
 172 1:
 173
 174 #define SAVE_REGS \
 175         swi     r2, r1, PTO+PT_R2;      /* Save SDA */                  \
 176         swi     r3, r1, PTO+PT_R3;                                      \
 177         swi     r4, r1, PTO+PT_R4;                                      \
 178         swi     r5, r1, PTO+PT_R5;                                      \
 179         swi     r6, r1, PTO+PT_R6;                                      \
 180         swi     r7, r1, PTO+PT_R7;                                      \
 181         swi     r8, r1, PTO+PT_R8;                                      \
 182         swi     r9, r1, PTO+PT_R9;                                      \
 183         swi     r10, r1, PTO+PT_R10;                                    \
 184         swi     r11, r1, PTO+PT_R11;    /* save clobbered regs after rval */\
 185         swi     r12, r1, PTO+PT_R12;                                    \
 186         swi     r13, r1, PTO+PT_R13;    /* Save SDA2 */                 \
 187         swi     r14, r1, PTO+PT_PC;     /* PC, before IRQ/trap */       \
 188         swi     r15, r1, PTO+PT_R15;    /* Save LP */                   \
 189         swi     r16, r1, PTO+PT_R16;                                    \
 190         swi     r17, r1, PTO+PT_R17;                                    \
 191         swi     r18, r1, PTO+PT_R18;    /* Save asm scratch reg */      \
 192         swi     r19, r1, PTO+PT_R19;                                    \
 193         swi     r20, r1, PTO+PT_R20;                                    \
 194         swi     r21, r1, PTO+PT_R21;                                    \
 195         swi     r22, r1, PTO+PT_R22;                                    \
 196         swi     r23, r1, PTO+PT_R23;                                    \
 197         swi     r24, r1, PTO+PT_R24;                                    \
 198         swi     r25, r1, PTO+PT_R25;                                    \
 199         swi     r26, r1, PTO+PT_R26;                                    \
 200         swi     r27, r1, PTO+PT_R27;                                    \
 201         swi     r28, r1, PTO+PT_R28;                                    \
 202         swi     r29, r1, PTO+PT_R29;                                    \
 203         swi     r30, r1, PTO+PT_R30;                                    \
 204         swi     r31, r1, PTO+PT_R31;    /* Save current task reg */     \
 205         mfs     r11, rmsr;              /* save MSR */                  \
 206         swi     r11, r1, PTO+PT_MSR;
 207
 208 #define RESTORE_REGS \
 209         lwi     r11, r1, PTO+PT_MSR;                                    \
 210         mts     rmsr , r11;                                             \
 211         lwi     r2, r1, PTO+PT_R2;      /* restore SDA */               \
 212         lwi     r3, r1, PTO+PT_R3;                                      \
 213         lwi     r4, r1, PTO+PT_R4;                                      \
 214         lwi     r5, r1, PTO+PT_R5;                                      \
 215         lwi     r6, r1, PTO+PT_R6;                                      \
 216         lwi     r7, r1, PTO+PT_R7;                                      \
 217         lwi     r8, r1, PTO+PT_R8;                                      \
 218         lwi     r9, r1, PTO+PT_R9;                                      \
 219         lwi     r10, r1, PTO+PT_R10;                                    \
 220         lwi     r11, r1, PTO+PT_R11;    /* restore clobbered regs after rval */\
 221         lwi     r12, r1, PTO+PT_R12;                                    \
 222         lwi     r13, r1, PTO+PT_R13;    /* restore SDA2 */              \
 223         lwi     r14, r1, PTO+PT_PC;     /* RESTORE_LINK PC, before IRQ/trap */\
 224         lwi     r15, r1, PTO+PT_R15;    /* restore LP */                \
 225         lwi     r16, r1, PTO+PT_R16;                                    \
 226         lwi     r17, r1, PTO+PT_R17;                                    \
 227         lwi     r18, r1, PTO+PT_R18;    /* restore asm scratch reg */   \
 228         lwi     r19, r1, PTO+PT_R19;                                    \
 229         lwi     r20, r1, PTO+PT_R20;                                    \
 230         lwi     r21, r1, PTO+PT_R21;                                    \
 231         lwi     r22, r1, PTO+PT_R22;                                    \
 232         lwi     r23, r1, PTO+PT_R23;                                    \
 233         lwi     r24, r1, PTO+PT_R24;                                    \
 234         lwi     r25, r1, PTO+PT_R25;                                    \
 235         lwi     r26, r1, PTO+PT_R26;                                    \
 236         lwi     r27, r1, PTO+PT_R27;                                    \
 237         lwi     r28, r1, PTO+PT_R28;                                    \
 238         lwi     r29, r1, PTO+PT_R29;                                    \
 239         lwi     r30, r1, PTO+PT_R30;                                    \
 240         lwi     r31, r1, PTO+PT_R31;    /* Restore cur task reg */
 241
 242 #define SAVE_STATE      \
 243         swi     r1, r0, TOPHYS(PER_CPU(ENTRY_SP)); /* save stack */     \
 244         /* See if already in kernel mode.*/                             \
 245         mfs     r1, rmsr;                                               \
 246         andi    r1, r1, MSR_UMS;                                        \
 247         bnei    r1, 1f;                                         \
 248         /* Kernel-mode state save.  */                                  \
 249         /* Reload kernel stack-ptr. */                                  \
 250         lwi     r1, r0, TOPHYS(PER_CPU(ENTRY_SP));                      \
 251         /* FIXME: I can add these two lines to one */                   \
 252         /* tophys(r1,r1); */                                            \
 253         /* addik        r1, r1, -STATE_SAVE_SIZE; */                    \
 254         addik   r1, r1, CONFIG_KERNEL_BASE_ADDR - CONFIG_KERNEL_START - STATE_SAVE_SIZE; \
 255         SAVE_REGS                                                       \
 256         brid    2f;                                                     \
 257         swi     r1, r1, PTO+PT_MODE;                                    \
 258 1:      /* User-mode state save.  */                                    \
 259         lwi     r1, r0, TOPHYS(PER_CPU(CURRENT_SAVE)); /* get saved current */\
 260         tophys(r1,r1);                                                  \
 261         lwi     r1, r1, TS_THREAD_INFO; /* get the thread info */       \
 262         /* MS these three instructions can be added to one */           \
 263         /* addik        r1, r1, THREAD_SIZE; */                         \
 264         /* tophys(r1,r1); */                                            \
 265         /* addik        r1, r1, -STATE_SAVE_SIZE; */                    \
 266         addik r1, r1, THREAD_SIZE + CONFIG_KERNEL_BASE_ADDR - CONFIG_KERNEL_START - STATE_SAVE_SIZE; \
 267         SAVE_REGS                                                       \
 268         lwi     r11, r0, TOPHYS(PER_CPU(ENTRY_SP));                     \
 269         swi     r11, r1, PTO+PT_R1; /* Store user SP.  */               \
 270         swi     r0, r1, PTO + PT_MODE; /* Was in user-mode.  */         \
 271         /* MS: I am clearing UMS even in case when I come from kernel space */ \
 272         clear_ums;                                                      \
 273 2:      lwi     CURRENT_TASK, r0, TOPHYS(PER_CPU(CURRENT_SAVE));
 274
 275 .text
 276
 277 /*
 278  * User trap.
 279  *
 280  * System calls are handled here.
 281  *
 282  * Syscall protocol:
 283  * Syscall number in r12, args in r5-r10
 284  * Return value in r3
 285  *
 286  * Trap entered via brki instruction, so BIP bit is set, and interrupts
 287  * are masked. This is nice, means we don't have to CLI before state save
 288  */
 289 C_ENTRY(_user_exception):
 290         swi     r1, r0, TOPHYS(PER_CPU(ENTRY_SP)) /* save stack */
 291         addi    r14, r14, 4     /* return address is 4 byte after call */
 292
 293         mfs     r1, rmsr
 294         nop
 295         andi    r1, r1, MSR_UMS
 296         bnei    r1, 1f
 297
 298 /* Kernel-mode state save - kernel execve */
 299         lwi     r1, r0, TOPHYS(PER_CPU(ENTRY_SP)); /* Reload kernel stack-ptr*/
 300         tophys(r1,r1);
 301
 302         addik   r1, r1, -STATE_SAVE_SIZE; /* Make room on the stack. */
 303         SAVE_REGS
 304
 305         swi     r1, r1, PTO + PT_MODE; /* pt_regs -> kernel mode */
 306         brid    2f;
 307         nop;                            /* Fill delay slot */
 308
 309 /* User-mode state save.  */
 310 1:
 311         lwi     r1, r0, TOPHYS(PER_CPU(CURRENT_SAVE)); /* get saved current */
 312         tophys(r1,r1);
 313         lwi     r1, r1, TS_THREAD_INFO; /* get stack from task_struct */
 314 /* calculate kernel stack pointer from task struct 8k */
 315         addik   r1, r1, THREAD_SIZE;
 316         tophys(r1,r1);
 317
 318         addik   r1, r1, -STATE_SAVE_SIZE; /* Make room on the stack.  */
 319         SAVE_REGS
 320         swi     r0, r1, PTO + PT_R3
 321         swi     r0, r1, PTO + PT_R4
 322
 323         swi     r0, r1, PTO + PT_MODE;                  /* Was in user-mode. */
 324         lwi     r11, r0, TOPHYS(PER_CPU(ENTRY_SP));
 325         swi     r11, r1, PTO+PT_R1;             /* Store user SP.  */
 326         clear_ums;
 327 2:      lwi     CURRENT_TASK, r0, TOPHYS(PER_CPU(CURRENT_SAVE));
 328         /* Save away the syscall number.  */
 329         swi     r12, r1, PTO+PT_R0;
 330         tovirt(r1,r1)
 331
 332 /* where the trap should return need -8 to adjust for rtsd r15, 8*/
 333 /* Jump to the appropriate function for the system call number in r12
 334  * (r12 is not preserved), or return an error if r12 is not valid. The LP
 335  * register should point to the location where
 336  * the called function should return.  [note that MAKE_SYS_CALL uses label 1] */
 337
 338         /* Step into virtual mode */
 339         rtbd    r0, 3f
 340         nop
 341 3:
 342         lwi     r11, CURRENT_TASK, TS_THREAD_INFO /* get thread info */
 343         lwi     r11, r11, TI_FLAGS       /* get flags in thread info */
 344         andi    r11, r11, _TIF_WORK_SYSCALL_MASK
 345         beqi    r11, 4f
 346
 347         addik   r3, r0, -ENOSYS
 348         swi     r3, r1, PTO + PT_R3
 349         brlid   r15, do_syscall_trace_enter
 350         addik   r5, r1, PTO + PT_R0
 351
 352         # do_syscall_trace_enter returns the new syscall nr.
 353         addk    r12, r0, r3
 354         lwi     r5, r1, PTO+PT_R5;
 355         lwi     r6, r1, PTO+PT_R6;
 356         lwi     r7, r1, PTO+PT_R7;
 357         lwi     r8, r1, PTO+PT_R8;
 358         lwi     r9, r1, PTO+PT_R9;
 359         lwi     r10, r1, PTO+PT_R10;
 360 4:
 361 /* Jump to the appropriate function for the system call number in r12
 362  * (r12 is not preserved), or return an error if r12 is not valid.
 363  * The LP register should point to the location where the called function
 364  * should return.  [note that MAKE_SYS_CALL uses label 1] */
 365         /* See if the system call number is valid */
 366         addi    r11, r12, -__NR_syscalls;
 367         bgei    r11,5f;
 368         /* Figure out which function to use for this system call.  */
 369         /* Note Microblaze barrel shift is optional, so don't rely on it */
 370         add     r12, r12, r12;                  /* convert num -> ptr */
 371         add     r12, r12, r12;
 372
 373 #ifdef DEBUG
 374         /* Trac syscalls and stored them to r0_ram */
 375         lwi     r3, r12, 0x400 + r0_ram
 376         addi    r3, r3, 1
 377         swi     r3, r12, 0x400 + r0_ram
 378 #endif
 379
 380         # Find and jump into the syscall handler.
 381         lwi     r12, r12, sys_call_table
 382         /* where the trap should return need -8 to adjust for rtsd r15, 8 */
 383         addi    r15, r0, ret_from_trap-8
 384         bra     r12
 385
 386         /* The syscall number is invalid, return an error.  */
 387 5:
 388         rtsd    r15, 8;         /* looks like a normal subroutine return */
 389         addi    r3, r0, -ENOSYS;
 390
 391 /* Entry point used to return from a syscall/trap */
 392 /* We re-enable BIP bit before state restore */
 393 C_ENTRY(ret_from_trap):
 394         swi     r3, r1, PTO + PT_R3
 395         swi     r4, r1, PTO + PT_R4
 396
 397         lwi     r11, r1, PTO + PT_MODE;
 398 /* See if returning to kernel mode, if so, skip resched &c.  */
 399         bnei    r11, 2f;
 400         /* We're returning to user mode, so check for various conditions that
 401          * trigger rescheduling. */
 402         /* FIXME: Restructure all these flag checks. */
 403         lwi     r11, CURRENT_TASK, TS_THREAD_INFO;      /* get thread info */
 404         lwi     r11, r11, TI_FLAGS;             /* get flags in thread info */
 405         andi    r11, r11, _TIF_WORK_SYSCALL_MASK
 406         beqi    r11, 1f
 407
 408         brlid   r15, do_syscall_trace_leave
 409         addik   r5, r1, PTO + PT_R0
 410 1:
 411         /* We're returning to user mode, so check for various conditions that
 412          * trigger rescheduling. */
 413         /* get thread info from current task */
 414         lwi     r11, CURRENT_TASK, TS_THREAD_INFO;
 415         lwi     r11, r11, TI_FLAGS;             /* get flags in thread info */
 416         andi    r11, r11, _TIF_NEED_RESCHED;
 417         beqi    r11, 5f;
 418
 419         bralid  r15, schedule;  /* Call scheduler */
 420         nop;                            /* delay slot */
 421
 422         /* Maybe handle a signal */
 423 5:      /* get thread info from current task*/
 424         lwi     r11, CURRENT_TASK, TS_THREAD_INFO;
 425         lwi     r11, r11, TI_FLAGS;     /* get flags in thread info */
 426         andi    r11, r11, _TIF_SIGPENDING;
 427         beqi    r11, 1f;                /* Signals to handle, handle them */
 428
 429         addik   r5, r1, PTO;            /* Arg 1: struct pt_regs *regs */
 430         addi    r7, r0, 1;              /* Arg 3: int in_syscall */
 431         bralid  r15, do_signal; /* Handle any signals */
 432         add     r6, r0, r0;             /* Arg 2: sigset_t *oldset */
 433
 434 /* Finally, return to user state.  */
 435 1:      set_bip;                        /*  Ints masked for state restore */
 436         swi     CURRENT_TASK, r0, PER_CPU(CURRENT_SAVE); /* save current */
 437         VM_OFF;
 438         tophys(r1,r1);
 439         RESTORE_REGS;
 440         addik   r1, r1, STATE_SAVE_SIZE         /* Clean up stack space.  */
 441         lwi     r1, r1, PT_R1 - PT_SIZE;/* Restore user stack pointer. */
 442         bri     6f;
 443
 444 /* Return to kernel state.  */
 445 2:      set_bip;                        /*  Ints masked for state restore */
 446         VM_OFF;
 447         tophys(r1,r1);
 448         RESTORE_REGS;
 449         addik   r1, r1, STATE_SAVE_SIZE         /* Clean up stack space.  */
 450         tovirt(r1,r1);
 451 6:
 452 TRAP_return:            /* Make global symbol for debugging */
 453         rtbd    r14, 0; /* Instructions to return from an IRQ */
 454         nop;
 455
 456
 457 /* These syscalls need access to the struct pt_regs on the stack, so we
 458    implement them in assembly (they're basically all wrappers anyway).  */
 459
 460 C_ENTRY(sys_fork_wrapper):
 461         addi    r5, r0, SIGCHLD                 /* Arg 0: flags */
 462         lwi     r6, r1, PTO+PT_R1       /* Arg 1: child SP (use parent's) */
 463         addik   r7, r1, PTO                     /* Arg 2: parent context */
 464         add     r8. r0, r0                      /* Arg 3: (unused) */
 465         add     r9, r0, r0;                     /* Arg 4: (unused) */
 466         brid    do_fork         /* Do real work (tail-call) */
 467         add     r10, r0, r0;                    /* Arg 5: (unused) */
 468
 469 /* This the initial entry point for a new child thread, with an appropriate
 470    stack in place that makes it look the the child is in the middle of an
 471    syscall.  This function is actually `returned to' from switch_thread
 472    (copy_thread makes ret_from_fork the return address in each new thread's
 473    saved context).  */
 474 C_ENTRY(ret_from_fork):
 475         bralid  r15, schedule_tail; /* ...which is schedule_tail's arg */
 476         add     r3, r5, r0;     /* switch_thread returns the prev task */
 477                                 /* ( in the delay slot ) */
 478         brid    ret_from_trap;  /* Do normal trap return */
 479         add     r3, r0, r0;     /* Child's fork call should return 0. */
 480
 481 C_ENTRY(sys_vfork):
 482         brid    microblaze_vfork        /* Do real work (tail-call) */
 483         addik   r5, r1, PTO
 484
 485 C_ENTRY(sys_clone):
 486         bnei    r6, 1f;                 /* See if child SP arg (arg 1) is 0. */
 487         lwi     r6, r1, PTO + PT_R1;    /* If so, use paret's stack ptr */
 488 1:      addik   r7, r1, PTO;                    /* Arg 2: parent context */
 489         add     r8, r0, r0;                     /* Arg 3: (unused) */
 490         add     r9, r0, r0;                     /* Arg 4: (unused) */
 491         brid    do_fork         /* Do real work (tail-call) */
 492         add     r10, r0, r0;                    /* Arg 5: (unused) */
 493
 494 C_ENTRY(sys_execve):
 495         brid    microblaze_execve;      /* Do real work (tail-call).*/
 496         addik   r8, r1, PTO;            /* add user context as 4th arg */
 497
 498 C_ENTRY(sys_rt_sigreturn_wrapper):
 499         brid    sys_rt_sigreturn        /* Do real work */
 500         addik   r5, r1, PTO;            /* add user context as 1st arg */
 501
 502 /*
 503  * HW EXCEPTION rutine start
 504  */
 505 C_ENTRY(full_exception_trap):
 506         /* adjust exception address for privileged instruction
 507          * for finding where is it */
 508         addik   r17, r17, -4
 509         SAVE_STATE /* Save registers */
 510         /* PC, before IRQ/trap - this is one instruction above */
 511         swi     r17, r1, PTO+PT_PC;
 512         tovirt(r1,r1)
 513         /* FIXME this can be store directly in PT_ESR reg.
 514          * I tested it but there is a fault */
 515         /* where the trap should return need -8 to adjust for rtsd r15, 8 */
 516         addik   r15, r0, ret_from_exc - 8
 517         mfs     r6, resr
 518         mfs     r7, rfsr;               /* save FSR */
 519         mts     rfsr, r0;       /* Clear sticky fsr */
 520         rted    r0, full_exception
 521         addik   r5, r1, PTO              /* parameter struct pt_regs * regs */
 522
 523 /*
 524  * Unaligned data trap.
 525  *
 526  * Unaligned data trap last on 4k page is handled here.
 527  *
 528  * Trap entered via exception, so EE bit is set, and interrupts
 529  * are masked.  This is nice, means we don't have to CLI before state save
 530  *
 531  * The assembler routine is in "arch/microblaze/kernel/hw_exception_handler.S"
 532  */
 533 C_ENTRY(unaligned_data_trap):
 534         /* MS: I have to save r11 value and then restore it because
 535          * set_bit, clear_eip, set_ee use r11 as temp register if MSR
 536          * instructions are not used. We don't need to do if MSR instructions
 537          * are used and they use r0 instead of r11.
 538          * I am using ENTRY_SP which should be primary used only for stack
 539          * pointer saving. */
 540         swi     r11, r0, TOPHYS(PER_CPU(ENTRY_SP));
 541         set_bip;        /* equalize initial state for all possible entries */
 542         clear_eip;
 543         set_ee;
 544         lwi     r11, r0, TOPHYS(PER_CPU(ENTRY_SP));
 545         SAVE_STATE              /* Save registers.*/
 546         /* PC, before IRQ/trap - this is one instruction above */
 547         swi     r17, r1, PTO+PT_PC;
 548         tovirt(r1,r1)
 549         /* where the trap should return need -8 to adjust for rtsd r15, 8 */
 550         addik   r15, r0, ret_from_exc-8
 551         mfs     r3, resr                /* ESR */
 552         mfs     r4, rear                /* EAR */
 553         rtbd    r0, _unaligned_data_exception
 554         addik   r7, r1, PTO             /* parameter struct pt_regs * regs */
 555
 556 /*
 557  * Page fault traps.
 558  *
 559  * If the real exception handler (from hw_exception_handler.S) didn't find
 560  * the mapping for the process, then we're thrown here to handle such situation.
 561  *
 562  * Trap entered via exceptions, so EE bit is set, and interrupts
 563  * are masked.  This is nice, means we don't have to CLI before state save
 564  *
 565  * Build a standard exception frame for TLB Access errors.  All TLB exceptions
 566  * will bail out to this point if they can't resolve the lightweight TLB fault.
 567  *
 568  * The C function called is in "arch/microblaze/mm/fault.c", declared as:
 569  * void do_page_fault(struct pt_regs *regs,
 570  *                              unsigned long address,
 571  *                              unsigned long error_code)
 572  */
 573 /* data and intruction trap - which is choose is resolved int fault.c */
 574 C_ENTRY(page_fault_data_trap):
 575         SAVE_STATE              /* Save registers.*/
 576         /* PC, before IRQ/trap - this is one instruction above */
 577         swi     r17, r1, PTO+PT_PC;
 578         tovirt(r1,r1)
 579         /* where the trap should return need -8 to adjust for rtsd r15, 8 */
 580         addik   r15, r0, ret_from_exc-8
 581         mfs     r6, rear                /* parameter unsigned long address */
 582         mfs     r7, resr                /* parameter unsigned long error_code */
 583         rted    r0, do_page_fault
 584         addik   r5, r1, PTO             /* parameter struct pt_regs * regs */
 585
 586 C_ENTRY(page_fault_instr_trap):
 587         SAVE_STATE              /* Save registers.*/
 588         /* PC, before IRQ/trap - this is one instruction above */
 589         swi     r17, r1, PTO+PT_PC;
 590         tovirt(r1,r1)
 591         /* where the trap should return need -8 to adjust for rtsd r15, 8 */
 592         addik   r15, r0, ret_from_exc-8
 593         mfs     r6, rear                /* parameter unsigned long address */
 594         ori     r7, r0, 0               /* parameter unsigned long error_code */
 595         rted    r0, do_page_fault
 596         addik   r5, r1, PTO             /* parameter struct pt_regs * regs */
 597
 598 /* Entry point used to return from an exception.  */
 599 C_ENTRY(ret_from_exc):
 600         lwi     r11, r1, PTO + PT_MODE;
 601         bnei    r11, 2f;                /* See if returning to kernel mode, */
 602                                         /* ... if so, skip resched &c.  */
 603
 604         /* We're returning to user mode, so check for various conditions that
 605            trigger rescheduling. */
 606         lwi     r11, CURRENT_TASK, TS_THREAD_INFO;      /* get thread info */
 607         lwi     r11, r11, TI_FLAGS;     /* get flags in thread info */
 608         andi    r11, r11, _TIF_NEED_RESCHED;
 609         beqi    r11, 5f;
 610
 611 /* Call the scheduler before returning from a syscall/trap. */
 612         bralid  r15, schedule;  /* Call scheduler */
 613         nop;                            /* delay slot */
 614
 615         /* Maybe handle a signal */
 616 5:      lwi     r11, CURRENT_TASK, TS_THREAD_INFO;      /* get thread info */
 617         lwi     r11, r11, TI_FLAGS;     /* get flags in thread info */
 618         andi    r11, r11, _TIF_SIGPENDING;
 619         beqi    r11, 1f;                /* Signals to handle, handle them */
 620
 621         /*
 622          * Handle a signal return; Pending signals should be in r18.
 623          *
 624          * Not all registers are saved by the normal trap/interrupt entry
 625          * points (for instance, call-saved registers (because the normal
 626          * C-compiler calling sequence in the kernel makes sure they're
 627          * preserved), and call-clobbered registers in the case of
 628          * traps), but signal handlers may want to examine or change the
 629          * complete register state.  Here we save anything not saved by
 630          * the normal entry sequence, so that it may be safely restored
 631          * (in a possibly modified form) after do_signal returns. */
 632         addik   r5, r1, PTO;            /* Arg 1: struct pt_regs *regs */
 633         addi    r7, r0, 0;              /* Arg 3: int in_syscall */
 634         bralid  r15, do_signal; /* Handle any signals */
 635         add     r6, r0, r0;             /* Arg 2: sigset_t *oldset */
 636
 637 /* Finally, return to user state.  */
 638 1:      set_bip;                        /* Ints masked for state restore */
 639         swi     CURRENT_TASK, r0, PER_CPU(CURRENT_SAVE); /* save current */
 640         VM_OFF;
 641         tophys(r1,r1);
 642
 643         RESTORE_REGS;
 644         addik   r1, r1, STATE_SAVE_SIZE         /* Clean up stack space.  */
 645
 646         lwi     r1, r1, PT_R1 - PT_SIZE; /* Restore user stack pointer. */
 647         bri     6f;
 648 /* Return to kernel state.  */
 649 2:      set_bip;                        /* Ints masked for state restore */
 650         VM_OFF;
 651         tophys(r1,r1);
 652         RESTORE_REGS;
 653         addik   r1, r1, STATE_SAVE_SIZE         /* Clean up stack space.  */
 654
 655         tovirt(r1,r1);
 656 6:
 657 EXC_return:             /* Make global symbol for debugging */
 658         rtbd    r14, 0; /* Instructions to return from an IRQ */
 659         nop;
 660
 661 /*
 662  * HW EXCEPTION rutine end
 663  */
 664
 665 /*
 666  * Hardware maskable interrupts.
 667  *
 668  * The stack-pointer (r1) should have already been saved to the memory
 669  * location PER_CPU(ENTRY_SP).
 670  */
 671 C_ENTRY(_interrupt):
 672 /* MS: we are in physical address */
 673 /* Save registers, switch to proper stack, convert SP to virtual.*/
 674         swi     r1, r0, TOPHYS(PER_CPU(ENTRY_SP))
 675         /* MS: See if already in kernel mode. */
 676         mfs     r1, rmsr
 677         nop
 678         andi    r1, r1, MSR_UMS
 679         bnei    r1, 1f
 680
 681 /* Kernel-mode state save. */
 682         lwi     r1, r0, TOPHYS(PER_CPU(ENTRY_SP))
 683         tophys(r1,r1); /* MS: I have in r1 physical address where stack is */
 684         /* save registers */
 685 /* MS: Make room on the stack -> activation record */
 686         addik   r1, r1, -STATE_SAVE_SIZE;
 687         SAVE_REGS
 688         brid    2f;
 689         swi     r1, r1, PTO + PT_MODE; /* 0 - user mode, 1 - kernel mode */
 690 1:
 691 /* User-mode state save. */
 692  /* MS: get the saved current */
 693         lwi     r1, r0, TOPHYS(PER_CPU(CURRENT_SAVE));
 694         tophys(r1,r1);
 695         lwi     r1, r1, TS_THREAD_INFO;
 696         addik   r1, r1, THREAD_SIZE;
 697         tophys(r1,r1);
 698         /* save registers */
 699         addik   r1, r1, -STATE_SAVE_SIZE;
 700         SAVE_REGS
 701         /* calculate mode */
 702         swi     r0, r1, PTO + PT_MODE;
 703         lwi     r11, r0, TOPHYS(PER_CPU(ENTRY_SP));
 704         swi     r11, r1, PTO+PT_R1;
 705         clear_ums;
 706 2:
 707         lwi     CURRENT_TASK, r0, TOPHYS(PER_CPU(CURRENT_SAVE));
 708         tovirt(r1,r1)
 709         addik   r15, r0, irq_call;
 710 irq_call:rtbd   r0, do_IRQ;
 711         addik   r5, r1, PTO;
 712
 713 /* MS: we are in virtual mode */
 714 ret_from_irq:
 715         lwi     r11, r1, PTO + PT_MODE;
 716         bnei    r11, 2f;
 717
 718         lwi     r11, CURRENT_TASK, TS_THREAD_INFO;
 719         lwi     r11, r11, TI_FLAGS; /* MS: get flags from thread info */
 720         andi    r11, r11, _TIF_NEED_RESCHED;
 721         beqi    r11, 5f
 722         bralid  r15, schedule;
 723         nop; /* delay slot */
 724
 725     /* Maybe handle a signal */
 726 5:      lwi     r11, CURRENT_TASK, TS_THREAD_INFO; /* MS: get thread info */
 727         lwi     r11, r11, TI_FLAGS; /* get flags in thread info */
 728         andi    r11, r11, _TIF_SIGPENDING;
 729         beqid   r11, no_intr_resched
 730 /* Handle a signal return; Pending signals should be in r18. */
 731         addi    r7, r0, 0; /* Arg 3: int in_syscall */
 732         addik   r5, r1, PTO; /* Arg 1: struct pt_regs *regs */
 733         bralid  r15, do_signal; /* Handle any signals */
 734         add     r6, r0, r0; /* Arg 2: sigset_t *oldset */
 735
 736 /* Finally, return to user state. */
 737 no_intr_resched:
 738     /* Disable interrupts, we are now committed to the state restore */
 739         disable_irq
 740         swi     CURRENT_TASK, r0, PER_CPU(CURRENT_SAVE);
 741         VM_OFF;
 742         tophys(r1,r1);
 743         RESTORE_REGS
 744         addik   r1, r1, STATE_SAVE_SIZE /* MS: Clean up stack space. */
 745         lwi     r1, r1, PT_R1 - PT_SIZE;
 746         bri     6f;
 747 /* MS: Return to kernel state. */
 748 2:
 749 #ifdef CONFIG_PREEMPT
 750         lwi     r11, CURRENT_TASK, TS_THREAD_INFO;
 751         /* MS: get preempt_count from thread info */
 752         lwi     r5, r11, TI_PREEMPT_COUNT;
 753         bgti    r5, restore;
 754
 755         lwi     r5, r11, TI_FLAGS;              /* get flags in thread info */
 756         andi    r5, r5, _TIF_NEED_RESCHED;
 757         beqi    r5, restore /* if zero jump over */
 758
 759 preempt:
 760         /* interrupts are off that's why I am calling preempt_chedule_irq */
 761         bralid  r15, preempt_schedule_irq
 762         nop
 763         lwi     r11, CURRENT_TASK, TS_THREAD_INFO;      /* get thread info */
 764         lwi     r5, r11, TI_FLAGS;              /* get flags in thread info */
 765         andi    r5, r5, _TIF_NEED_RESCHED;
 766         bnei    r5, preempt /* if non zero jump to resched */
 767 restore:
 768 #endif
 769         VM_OFF /* MS: turn off MMU */
 770         tophys(r1,r1)
 771         RESTORE_REGS
 772         addik   r1, r1, STATE_SAVE_SIZE /* MS: Clean up stack space. */
 773         tovirt(r1,r1);
 774 6:
 775 IRQ_return: /* MS: Make global symbol for debugging */
 776         rtid    r14, 0
 777         nop
 778
 779 /*
 780  * Debug trap for KGDB. Enter to _debug_exception by brki r16, 0x18
 781  * and call handling function with saved pt_regs
 782  */
 783 C_ENTRY(_debug_exception):
 784         /* BIP bit is set on entry, no interrupts can occur */
 785         swi     r1, r0, TOPHYS(PER_CPU(ENTRY_SP))
 786
 787         mfs     r1, rmsr
 788         nop
 789         andi    r1, r1, MSR_UMS
 790         bnei    r1, 1f
 791 /* MS: Kernel-mode state save - kgdb */
 792         lwi     r1, r0, TOPHYS(PER_CPU(ENTRY_SP)); /* Reload kernel stack-ptr*/
 793
 794         /* BIP bit is set on entry, no interrupts can occur */
 795         addik   r1, r1, CONFIG_KERNEL_BASE_ADDR - CONFIG_KERNEL_START - STATE_SAVE_SIZE;
 796         SAVE_REGS;
 797         /* save all regs to pt_reg structure */
 798         swi     r0, r1, PTO+PT_R0;      /* R0 must be saved too */
 799         swi     r14, r1, PTO+PT_R14     /* rewrite saved R14 value */
 800         swi     r16, r1, PTO+PT_PC; /* PC and r16 are the same */
 801         /* save special purpose registers to pt_regs */
 802         mfs     r11, rear;
 803         swi     r11, r1, PTO+PT_EAR;
 804         mfs     r11, resr;
 805         swi     r11, r1, PTO+PT_ESR;
 806         mfs     r11, rfsr;
 807         swi     r11, r1, PTO+PT_FSR;
 808
 809         /* stack pointer is in physical address at it is decrease
 810          * by STATE_SAVE_SIZE but we need to get correct R1 value */
 811         addik   r11, r1, CONFIG_KERNEL_START - CONFIG_KERNEL_BASE_ADDR + STATE_SAVE_SIZE;
 812         swi     r11, r1, PTO+PT_R1
 813         /* MS: r31 - current pointer isn't changed */
 814         tovirt(r1,r1)
 815 #ifdef CONFIG_KGDB
 816         addi    r5, r1, PTO /* pass pt_reg address as the first arg */
 817         la      r15, r0, dbtrap_call; /* return address */
 818         rtbd    r0, microblaze_kgdb_break
 819         nop;
 820 #endif
 821         /* MS: Place handler for brki from kernel space if KGDB is OFF.
 822          * It is very unlikely that another brki instruction is called. */
 823         bri 0
 824
 825 /* MS: User-mode state save - gdb */
 826 1:      lwi     r1, r0, TOPHYS(PER_CPU(CURRENT_SAVE)); /* get saved current */
 827         tophys(r1,r1);
 828         lwi     r1, r1, TS_THREAD_INFO; /* get the thread info */
 829         addik   r1, r1, THREAD_SIZE;    /* calculate kernel stack pointer */
 830         tophys(r1,r1);
 831
 832         addik   r1, r1, -STATE_SAVE_SIZE; /* Make room on the stack.  */
 833         SAVE_REGS;
 834         swi     r16, r1, PTO+PT_PC;     /* Save LP */
 835         swi     r0, r1, PTO + PT_MODE; /* Was in user-mode.  */
 836         lwi     r11, r0, TOPHYS(PER_CPU(ENTRY_SP));
 837         swi     r11, r1, PTO+PT_R1; /* Store user SP.  */
 838         lwi     CURRENT_TASK, r0, TOPHYS(PER_CPU(CURRENT_SAVE));
 839         tovirt(r1,r1)
 840         set_vms;
 841         addik   r5, r1, PTO;
 842         addik   r15, r0, dbtrap_call;
 843 dbtrap_call: /* Return point for kernel/user entry + 8 because of rtsd r15, 8 */
 844         rtbd    r0, sw_exception
 845         nop
 846
 847         /* MS: The first instruction for the second part of the gdb/kgdb */
 848         set_bip; /* Ints masked for state restore */
 849         lwi     r11, r1, PTO + PT_MODE;
 850         bnei    r11, 2f;
 851 /* MS: Return to user space - gdb */
 852         /* Get current task ptr into r11 */
 853         lwi     r11, CURRENT_TASK, TS_THREAD_INFO;      /* get thread info */
 854         lwi     r11, r11, TI_FLAGS;     /* get flags in thread info */
 855         andi    r11, r11, _TIF_NEED_RESCHED;
 856         beqi    r11, 5f;
 857
 858         /* Call the scheduler before returning from a syscall/trap. */
 859         bralid  r15, schedule;  /* Call scheduler */
 860         nop;                            /* delay slot */
 861
 862         /* Maybe handle a signal */
 863 5:      lwi     r11, CURRENT_TASK, TS_THREAD_INFO;      /* get thread info */
 864         lwi     r11, r11, TI_FLAGS;     /* get flags in thread info */
 865         andi    r11, r11, _TIF_SIGPENDING;
 866         beqi    r11, 1f;                /* Signals to handle, handle them */
 867
 868         addik   r5, r1, PTO;            /* Arg 1: struct pt_regs *regs */
 869         addi  r7, r0, 0;        /* Arg 3: int in_syscall */
 870         bralid  r15, do_signal; /* Handle any signals */
 871         add     r6, r0, r0;             /* Arg 2: sigset_t *oldset */
 872
 873 /* Finally, return to user state.  */
 874 1:      swi     CURRENT_TASK, r0, PER_CPU(CURRENT_SAVE); /* save current */
 875         VM_OFF;
 876         tophys(r1,r1);
 877         /* MS: Restore all regs */
 878         RESTORE_REGS
 879         addik   r1, r1, STATE_SAVE_SIZE  /* Clean up stack space */
 880         lwi     r1, r1, PT_R1 - PT_SIZE; /* Restore user stack pointer */
 881 DBTRAP_return_user: /* MS: Make global symbol for debugging */
 882         rtbd    r16, 0; /* MS: Instructions to return from a debug trap */
 883         nop;
 884
 885 /* MS: Return to kernel state - kgdb */
 886 2:      VM_OFF;
 887         tophys(r1,r1);
 888         /* MS: Restore all regs */
 889         RESTORE_REGS
 890         lwi     r14, r1, PTO+PT_R14;
 891         lwi     r16, r1, PTO+PT_PC;
 892         addik   r1, r1, STATE_SAVE_SIZE; /* MS: Clean up stack space */
 893         tovirt(r1,r1);
 894 DBTRAP_return_kernel: /* MS: Make global symbol for debugging */
 895         rtbd    r16, 0; /* MS: Instructions to return from a debug trap */
 896         nop;
 897
 898
 899 ENTRY(_switch_to)
 900         /* prepare return value */
 901         addk    r3, r0, CURRENT_TASK
 902
 903         /* save registers in cpu_context */
 904         /* use r11 and r12, volatile registers, as temp register */
 905         /* give start of cpu_context for previous process */
 906         addik   r11, r5, TI_CPU_CONTEXT
 907         swi     r1, r11, CC_R1
 908         swi     r2, r11, CC_R2
 909         /* skip volatile registers.
 910          * they are saved on stack when we jumped to _switch_to() */
 911         /* dedicated registers */
 912         swi     r13, r11, CC_R13
 913         swi     r14, r11, CC_R14
 914         swi     r15, r11, CC_R15
 915         swi     r16, r11, CC_R16
 916         swi     r17, r11, CC_R17
 917         swi     r18, r11, CC_R18
 918         /* save non-volatile registers */
 919         swi     r19, r11, CC_R19
 920         swi     r20, r11, CC_R20
 921         swi     r21, r11, CC_R21
 922         swi     r22, r11, CC_R22
 923         swi     r23, r11, CC_R23
 924         swi     r24, r11, CC_R24
 925         swi     r25, r11, CC_R25
 926         swi     r26, r11, CC_R26
 927         swi     r27, r11, CC_R27
 928         swi     r28, r11, CC_R28
 929         swi     r29, r11, CC_R29
 930         swi     r30, r11, CC_R30
 931         /* special purpose registers */
 932         mfs     r12, rmsr
 933         swi     r12, r11, CC_MSR
 934         mfs     r12, rear
 935         swi     r12, r11, CC_EAR
 936         mfs     r12, resr
 937         swi     r12, r11, CC_ESR
 938         mfs     r12, rfsr
 939         swi     r12, r11, CC_FSR
 940
 941         /* update r31, the current-give me pointer to task which will be next */
 942         lwi     CURRENT_TASK, r6, TI_TASK
 943         /* stored it to current_save too */
 944         swi     CURRENT_TASK, r0, PER_CPU(CURRENT_SAVE)
 945
 946         /* get new process' cpu context and restore */
 947         /* give me start where start context of next task */
 948         addik   r11, r6, TI_CPU_CONTEXT
 949
 950         /* non-volatile registers */
 951         lwi     r30, r11, CC_R30
 952         lwi     r29, r11, CC_R29
 953         lwi     r28, r11, CC_R28
 954         lwi     r27, r11, CC_R27
 955         lwi     r26, r11, CC_R26
 956         lwi     r25, r11, CC_R25
 957         lwi     r24, r11, CC_R24
 958         lwi     r23, r11, CC_R23
 959         lwi     r22, r11, CC_R22
 960         lwi     r21, r11, CC_R21
 961         lwi     r20, r11, CC_R20
 962         lwi     r19, r11, CC_R19
 963         /* dedicated registers */
 964         lwi     r18, r11, CC_R18
 965         lwi     r17, r11, CC_R17
 966         lwi     r16, r11, CC_R16
 967         lwi     r15, r11, CC_R15
 968         lwi     r14, r11, CC_R14
 969         lwi     r13, r11, CC_R13
 970         /* skip volatile registers */
 971         lwi     r2, r11, CC_R2
 972         lwi     r1, r11, CC_R1
 973
 974         /* special purpose registers */
 975         lwi     r12, r11, CC_FSR
 976         mts     rfsr, r12
 977         lwi     r12, r11, CC_MSR
 978         mts     rmsr, r12
 979
 980         rtsd    r15, 8
 981         nop
 982
 983 ENTRY(_reset)
 984         brai    0x70; /* Jump back to FS-boot */
 985
 986         /* These are compiled and loaded into high memory, then
 987          * copied into place in mach_early_setup */
 988         .section        .init.ivt, "ax"
 989         .org    0x0
 990         /* this is very important - here is the reset vector */
 991         /* in current MMU branch you don't care what is here - it is
 992          * used from bootloader site - but this is correct for FS-BOOT */
 993         brai    0x70
 994         nop
 995         brai    TOPHYS(_user_exception); /* syscall handler */
 996         brai    TOPHYS(_interrupt);     /* Interrupt handler */
 997         brai    TOPHYS(_debug_exception);       /* debug trap handler */
 998         brai    TOPHYS(_hw_exception_handler);  /* HW exception handler */
 999
1000 .section .rodata,"a"
1001 #include "syscall_table.S"
1002
1003 syscall_table_size=(.-sys_call_table)
1004
1005 type_SYSCALL:
1006         .ascii "SYSCALL\0"
1007 type_IRQ:
1008         .ascii "IRQ\0"
1009 type_IRQ_PREEMPT:
1010         .ascii "IRQ (PREEMPTED)\0"
1011 type_SYSCALL_PREEMPT:
1012         .ascii " SYSCALL (PREEMPTED)\0"
1013
1014         /*
1015          * Trap decoding for stack unwinder
1016          * Tuples are (start addr, end addr, string)
1017          * If return address lies on [start addr, end addr],
1018          * unwinder displays 'string'
1019          */
1020
1021         .align 4
1022 .global microblaze_trap_handlers
1023 microblaze_trap_handlers:
1024         /* Exact matches come first */
1025         .word ret_from_trap; .word ret_from_trap   ; .word type_SYSCALL
1026         .word ret_from_irq ; .word ret_from_irq    ; .word type_IRQ
1027         /* Fuzzy matches go here */
1028         .word ret_from_irq ; .word no_intr_resched ; .word type_IRQ_PREEMPT
1029         .word ret_from_trap; .word TRAP_return     ; .word type_SYSCALL_PREEMPT
1030         /* End of table */
1031         .word 0               ; .word 0               ; .word 0