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 ([email protected])
  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 completely 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/export.h>
  26 #include <linux/kernel.h>
  27 #include <linux/types.h>
  28 #include <linux/smp.h>
  29 #include <linux/string.h>
  30 #include <linux/cache.h>
  31 #include <linux/pgtable.h>
  32
  33 #include <asm/cacheflush.h>
  34 #include <asm/cpu-type.h>
  35 #include <asm/mmu_context.h>
  36 #include <asm/war.h>
  37 #include <asm/uasm.h>
  38 #include <asm/setup.h>
  39 #include <asm/tlbex.h>
  40
  41 static int mips_xpa_disabled;
  42
  43 static int __init xpa_disable(char *s)
  44 {
  45         mips_xpa_disabled = 1;
  46
  47         return 1;
  48 }
  49
  50 __setup("noxpa", xpa_disable);
  51
  52 /*
  53  * TLB load/store/modify handlers.
  54  *
  55  * Only the fastpath gets synthesized at runtime, the slowpath for
  56  * do_page_fault remains normal asm.
  57  */
  58 extern void tlb_do_page_fault_0(void);
  59 extern void tlb_do_page_fault_1(void);
  60
  61 struct work_registers {
  62         int r1;
  63         int r2;
  64         int r3;
  65 };
  66
  67 struct tlb_reg_save {
  68         unsigned long a;
  69         unsigned long b;
  70 } ____cacheline_aligned_in_smp;
  71
  72 static struct tlb_reg_save handler_reg_save[NR_CPUS];
  73
  74 static inline int r45k_bvahwbug(void)
  75 {
  76         /* XXX: We should probe for the presence of this bug, but we don't. */
  77         return 0;
  78 }
  79
  80 static inline int r4k_250MHZhwbug(void)
  81 {
  82         /* XXX: We should probe for the presence of this bug, but we don't. */
  83         return 0;
  84 }
  85
  86 extern int sb1250_m3_workaround_needed(void);
  87
  88 static inline int __maybe_unused bcm1250_m3_war(void)
  89 {
  90         if (IS_ENABLED(CONFIG_SB1_PASS_2_WORKAROUNDS))
  91                 return sb1250_m3_workaround_needed();
  92         return 0;
  93 }
  94
  95 static inline int __maybe_unused r10000_llsc_war(void)
  96 {
  97         return IS_ENABLED(CONFIG_WAR_R10000_LLSC);
  98 }
  99
 100 static int use_bbit_insns(void)
 101 {
 102         switch (current_cpu_type()) {
 103         case CPU_CAVIUM_OCTEON:
 104         case CPU_CAVIUM_OCTEON_PLUS:
 105         case CPU_CAVIUM_OCTEON2:
 106         case CPU_CAVIUM_OCTEON3:
 107                 return 1;
 108         default:
 109                 return 0;
 110         }
 111 }
 112
 113 static int use_lwx_insns(void)
 114 {
 115         switch (current_cpu_type()) {
 116         case CPU_CAVIUM_OCTEON2:
 117         case CPU_CAVIUM_OCTEON3:
 118                 return 1;
 119         default:
 120                 return 0;
 121         }
 122 }
 123 #if defined(CONFIG_CAVIUM_OCTEON_CVMSEG_SIZE) && \
 124     CONFIG_CAVIUM_OCTEON_CVMSEG_SIZE > 0
 125 static bool scratchpad_available(void)
 126 {
 127         return true;
 128 }
 129 static int scratchpad_offset(int i)
 130 {
 131         /*
 132          * CVMSEG starts at address -32768 and extends for
 133          * CAVIUM_OCTEON_CVMSEG_SIZE 128 byte cache lines.
 134          */
 135         i += 1; /* Kernel use starts at the top and works down. */
 136         return CONFIG_CAVIUM_OCTEON_CVMSEG_SIZE * 128 - (8 * i) - 32768;
 137 }
 138 #else
 139 static bool scratchpad_available(void)
 140 {
 141         return false;
 142 }
 143 static int scratchpad_offset(int i)
 144 {
 145         BUG();
 146         /* Really unreachable, but evidently some GCC want this. */
 147         return 0;
 148 }
 149 #endif
 150 /*
 151  * Found by experiment: At least some revisions of the 4kc throw under
 152  * some circumstances a machine check exception, triggered by invalid
 153  * values in the index register.  Delaying the tlbp instruction until
 154  * after the next branch,  plus adding an additional nop in front of
 155  * tlbwi/tlbwr avoids the invalid index register values. Nobody knows
 156  * why; it's not an issue caused by the core RTL.
 157  *
 158  */
 159 static int m4kc_tlbp_war(void)
 160 {
 161         return current_cpu_type() == CPU_4KC;
 162 }
 163
 164 /* Handle labels (which must be positive integers). */
 165 enum label_id {
 166         label_second_part = 1,
 167         label_leave,
 168         label_vmalloc,
 169         label_vmalloc_done,
 170         label_tlbw_hazard_0,
 171         label_split = label_tlbw_hazard_0 + 8,
 172         label_tlbl_goaround1,
 173         label_tlbl_goaround2,
 174         label_nopage_tlbl,
 175         label_nopage_tlbs,
 176         label_nopage_tlbm,
 177         label_smp_pgtable_change,
 178         label_r3000_write_probe_fail,
 179         label_large_segbits_fault,
 180 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
 181         label_tlb_huge_update,
 182 #endif
 183 };
 184
 185 UASM_L_LA(_second_part)
 186 UASM_L_LA(_leave)
 187 UASM_L_LA(_vmalloc)
 188 UASM_L_LA(_vmalloc_done)
 189 /* _tlbw_hazard_x is handled differently.  */
 190 UASM_L_LA(_split)
 191 UASM_L_LA(_tlbl_goaround1)
 192 UASM_L_LA(_tlbl_goaround2)
 193 UASM_L_LA(_nopage_tlbl)
 194 UASM_L_LA(_nopage_tlbs)
 195 UASM_L_LA(_nopage_tlbm)
 196 UASM_L_LA(_smp_pgtable_change)
 197 UASM_L_LA(_r3000_write_probe_fail)
 198 UASM_L_LA(_large_segbits_fault)
 199 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
 200 UASM_L_LA(_tlb_huge_update)
 201 #endif
 202
 203 static int hazard_instance;
 204
 205 static void uasm_bgezl_hazard(u32 **p, struct uasm_reloc **r, int instance)
 206 {
 207         switch (instance) {
 208         case 0 ... 7:
 209                 uasm_il_bgezl(p, r, 0, label_tlbw_hazard_0 + instance);
 210                 return;
 211         default:
 212                 BUG();
 213         }
 214 }
 215
 216 static void uasm_bgezl_label(struct uasm_label **l, u32 **p, int instance)
 217 {
 218         switch (instance) {
 219         case 0 ... 7:
 220                 uasm_build_label(l, *p, label_tlbw_hazard_0 + instance);
 221                 break;
 222         default:
 223                 BUG();
 224         }
 225 }
 226
 227 /*
 228  * pgtable bits are assigned dynamically depending on processor feature
 229  * and statically based on kernel configuration.  This spits out the actual
 230  * values the kernel is using.  Required to make sense from disassembled
 231  * TLB exception handlers.
 232  */
 233 static void output_pgtable_bits_defines(void)
 234 {
 235 #define pr_define(fmt, ...)                                     \
 236         pr_debug("#define " fmt, ##__VA_ARGS__)
 237
 238         pr_debug("#include <asm/asm.h>\n");
 239         pr_debug("#include <asm/regdef.h>\n");
 240         pr_debug("\n");
 241
 242         pr_define("_PAGE_PRESENT_SHIFT %d\n", _PAGE_PRESENT_SHIFT);
 243         pr_define("_PAGE_NO_READ_SHIFT %d\n", _PAGE_NO_READ_SHIFT);
 244         pr_define("_PAGE_WRITE_SHIFT %d\n", _PAGE_WRITE_SHIFT);
 245         pr_define("_PAGE_ACCESSED_SHIFT %d\n", _PAGE_ACCESSED_SHIFT);
 246         pr_define("_PAGE_MODIFIED_SHIFT %d\n", _PAGE_MODIFIED_SHIFT);
 247 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
 248         pr_define("_PAGE_HUGE_SHIFT %d\n", _PAGE_HUGE_SHIFT);
 249 #endif
 250 #ifdef _PAGE_NO_EXEC_SHIFT
 251         if (cpu_has_rixi)
 252                 pr_define("_PAGE_NO_EXEC_SHIFT %d\n", _PAGE_NO_EXEC_SHIFT);
 253 #endif
 254         pr_define("_PAGE_GLOBAL_SHIFT %d\n", _PAGE_GLOBAL_SHIFT);
 255         pr_define("_PAGE_VALID_SHIFT %d\n", _PAGE_VALID_SHIFT);
 256         pr_define("_PAGE_DIRTY_SHIFT %d\n", _PAGE_DIRTY_SHIFT);
 257         pr_define("_PFN_SHIFT %d\n", _PFN_SHIFT);
 258         pr_debug("\n");
 259 }
 260
 261 static inline void dump_handler(const char *symbol, const void *start, const void *end)
 262 {
 263         unsigned int count = (end - start) / sizeof(u32);
 264         const u32 *handler = start;
 265         int i;
 266
 267         pr_debug("LEAF(%s)\n", symbol);
 268
 269         pr_debug("\t.set push\n");
 270         pr_debug("\t.set noreorder\n");
 271
 272         for (i = 0; i < count; i++)
 273                 pr_debug("\t.word\t0x%08x\t\t# %p\n", handler[i], &handler[i]);
 274
 275         pr_debug("\t.set\tpop\n");
 276
 277         pr_debug("\tEND(%s)\n", symbol);
 278 }
 279
 280 /* The only general purpose registers allowed in TLB handlers. */
 281 #define K0              26
 282 #define K1              27
 283
 284 /* Some CP0 registers */
 285 #define C0_INDEX        0, 0
 286 #define C0_ENTRYLO0     2, 0
 287 #define C0_TCBIND       2, 2
 288 #define C0_ENTRYLO1     3, 0
 289 #define C0_CONTEXT      4, 0
 290 #define C0_PAGEMASK     5, 0
 291 #define C0_PWBASE       5, 5
 292 #define C0_PWFIELD      5, 6
 293 #define C0_PWSIZE       5, 7
 294 #define C0_PWCTL        6, 6
 295 #define C0_BADVADDR     8, 0
 296 #define C0_PGD          9, 7
 297 #define C0_ENTRYHI      10, 0
 298 #define C0_EPC          14, 0
 299 #define C0_XCONTEXT     20, 0
 300
 301 #ifdef CONFIG_64BIT
 302 # define GET_CONTEXT(buf, reg) UASM_i_MFC0(buf, reg, C0_XCONTEXT)
 303 #else
 304 # define GET_CONTEXT(buf, reg) UASM_i_MFC0(buf, reg, C0_CONTEXT)
 305 #endif
 306
 307 /* The worst case length of the handler is around 18 instructions for
 308  * R3000-style TLBs and up to 63 instructions for R4000-style TLBs.
 309  * Maximum space available is 32 instructions for R3000 and 64
 310  * instructions for R4000.
 311  *
 312  * We deliberately chose a buffer size of 128, so we won't scribble
 313  * over anything important on overflow before we panic.
 314  */
 315 static u32 tlb_handler[128];
 316
 317 /* simply assume worst case size for labels and relocs */
 318 static struct uasm_label labels[128];
 319 static struct uasm_reloc relocs[128];
 320
 321 static int check_for_high_segbits;
 322 static bool fill_includes_sw_bits;
 323
 324 static unsigned int kscratch_used_mask;
 325
 326 static inline int __maybe_unused c0_kscratch(void)
 327 {
 328         switch (current_cpu_type()) {
 329         case CPU_XLP:
 330         case CPU_XLR:
 331                 return 22;
 332         default:
 333                 return 31;
 334         }
 335 }
 336
 337 static int allocate_kscratch(void)
 338 {
 339         int r;
 340         unsigned int a = cpu_data[0].kscratch_mask & ~kscratch_used_mask;
 341
 342         r = ffs(a);
 343
 344         if (r == 0)
 345                 return -1;
 346
 347         r--; /* make it zero based */
 348
 349         kscratch_used_mask |= (1 << r);
 350
 351         return r;
 352 }
 353
 354 static int scratch_reg;
 355 int pgd_reg;
 356 EXPORT_SYMBOL_GPL(pgd_reg);
 357 enum vmalloc64_mode {not_refill, refill_scratch, refill_noscratch};
 358
 359 static struct work_registers build_get_work_registers(u32 **p)
 360 {
 361         struct work_registers r;
 362
 363         if (scratch_reg >= 0) {
 364                 /* Save in CPU local C0_KScratch? */
 365                 UASM_i_MTC0(p, 1, c0_kscratch(), scratch_reg);
 366                 r.r1 = K0;
 367                 r.r2 = K1;
 368                 r.r3 = 1;
 369                 return r;
 370         }
 371
 372         if (num_possible_cpus() > 1) {
 373                 /* Get smp_processor_id */
 374                 UASM_i_CPUID_MFC0(p, K0, SMP_CPUID_REG);
 375                 UASM_i_SRL_SAFE(p, K0, K0, SMP_CPUID_REGSHIFT);
 376
 377                 /* handler_reg_save index in K0 */
 378                 UASM_i_SLL(p, K0, K0, ilog2(sizeof(struct tlb_reg_save)));
 379
 380                 UASM_i_LA(p, K1, (long)&handler_reg_save);
 381                 UASM_i_ADDU(p, K0, K0, K1);
 382         } else {
 383                 UASM_i_LA(p, K0, (long)&handler_reg_save);
 384         }
 385         /* K0 now points to save area, save $1 and $2  */
 386         UASM_i_SW(p, 1, offsetof(struct tlb_reg_save, a), K0);
 387         UASM_i_SW(p, 2, offsetof(struct tlb_reg_save, b), K0);
 388
 389         r.r1 = K1;
 390         r.r2 = 1;
 391         r.r3 = 2;
 392         return r;
 393 }
 394
 395 static void build_restore_work_registers(u32 **p)
 396 {
 397         if (scratch_reg >= 0) {
 398                 uasm_i_ehb(p);
 399                 UASM_i_MFC0(p, 1, c0_kscratch(), scratch_reg);
 400                 return;
 401         }
 402         /* K0 already points to save area, restore $1 and $2  */
 403         UASM_i_LW(p, 1, offsetof(struct tlb_reg_save, a), K0);
 404         UASM_i_LW(p, 2, offsetof(struct tlb_reg_save, b), K0);
 405 }
 406
 407 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
 408
 409 /*
 410  * CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT implies 64 bit and lack of pgd_current,
 411  * we cannot do r3000 under these circumstances.
 412  *
 413  * The R3000 TLB handler is simple.
 414  */
 415 static void build_r3000_tlb_refill_handler(void)
 416 {
 417         long pgdc = (long)pgd_current;
 418         u32 *p;
 419
 420         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
 421         p = tlb_handler;
 422
 423         uasm_i_mfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
 424         uasm_i_lui(&p, K1, uasm_rel_hi(pgdc)); /* cp0 delay */
 425         uasm_i_lw(&p, K1, uasm_rel_lo(pgdc), K1);
 426         uasm_i_srl(&p, K0, K0, 22); /* load delay */
 427         uasm_i_sll(&p, K0, K0, 2);
 428         uasm_i_addu(&p, K1, K1, K0);
 429         uasm_i_mfc0(&p, K0, C0_CONTEXT);
 430         uasm_i_lw(&p, K1, 0, K1); /* cp0 delay */
 431         uasm_i_andi(&p, K0, K0, 0xffc); /* load delay */
 432         uasm_i_addu(&p, K1, K1, K0);
 433         uasm_i_lw(&p, K0, 0, K1);
 434         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
 435         uasm_i_mtc0(&p, K0, C0_ENTRYLO0);
 436         uasm_i_mfc0(&p, K1, C0_EPC); /* cp0 delay */
 437         uasm_i_tlbwr(&p); /* cp0 delay */
 438         uasm_i_jr(&p, K1);
 439         uasm_i_rfe(&p); /* branch delay */
 440
 441         if (p > tlb_handler + 32)
 442                 panic("TLB refill handler space exceeded");
 443
 444         pr_debug("Wrote TLB refill handler (%u instructions).\n",
 445                  (unsigned int)(p - tlb_handler));
 446
 447         memcpy((void *)ebase, tlb_handler, 0x80);
 448         local_flush_icache_range(ebase, ebase + 0x80);
 449         dump_handler("r3000_tlb_refill", (u32 *)ebase, (u32 *)(ebase + 0x80));
 450 }
 451 #endif /* CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT */
 452
 453 /*
 454  * The R4000 TLB handler is much more complicated. We have two
 455  * consecutive handler areas with 32 instructions space each.
 456  * Since they aren't used at the same time, we can overflow in the
 457  * other one.To keep things simple, we first assume linear space,
 458  * then we relocate it to the final handler layout as needed.
 459  */
 460 static u32 final_handler[64];
 461
 462 /*
 463  * Hazards
 464  *
 465  * From the IDT errata for the QED RM5230 (Nevada), processor revision 1.0:
 466  * 2. A timing hazard exists for the TLBP instruction.
 467  *
 468  *      stalling_instruction
 469  *      TLBP
 470  *
 471  * The JTLB is being read for the TLBP throughout the stall generated by the
 472  * previous instruction. This is not really correct as the stalling instruction
 473  * can modify the address used to access the JTLB.  The failure symptom is that
 474  * the TLBP instruction will use an address created for the stalling instruction
 475  * and not the address held in C0_ENHI and thus report the wrong results.
 476  *
 477  * The software work-around is to not allow the instruction preceding the TLBP
 478  * to stall - make it an NOP or some other instruction guaranteed not to stall.
 479  *
 480  * Errata 2 will not be fixed.  This errata is also on the R5000.
 481  *
 482  * As if we MIPS hackers wouldn't know how to nop pipelines happy ...
 483  */
 484 static void __maybe_unused build_tlb_probe_entry(u32 **p)
 485 {
 486         switch (current_cpu_type()) {
 487         /* Found by experiment: R4600 v2.0/R4700 needs this, too.  */
 488         case CPU_R4600:
 489         case CPU_R4700:
 490         case CPU_R5000:
 491         case CPU_NEVADA:
 492                 uasm_i_nop(p);
 493                 uasm_i_tlbp(p);
 494                 break;
 495
 496         default:
 497                 uasm_i_tlbp(p);
 498                 break;
 499         }
 500 }
 501
 502 void build_tlb_write_entry(u32 **p, struct uasm_label **l,
 503                            struct uasm_reloc **r,
 504                            enum tlb_write_entry wmode)
 505 {
 506         void(*tlbw)(u32 **) = NULL;
 507
 508         switch (wmode) {
 509         case tlb_random: tlbw = uasm_i_tlbwr; break;
 510         case tlb_indexed: tlbw = uasm_i_tlbwi; break;
 511         }
 512
 513         if (cpu_has_mips_r2_r6) {
 514                 if (cpu_has_mips_r2_exec_hazard)
 515                         uasm_i_ehb(p);
 516                 tlbw(p);
 517                 return;
 518         }
 519
 520         switch (current_cpu_type()) {
 521         case CPU_R4000PC:
 522         case CPU_R4000SC:
 523         case CPU_R4000MC:
 524         case CPU_R4400PC:
 525         case CPU_R4400SC:
 526         case CPU_R4400MC:
 527                 /*
 528                  * This branch uses up a mtc0 hazard nop slot and saves
 529                  * two nops after the tlbw instruction.
 530                  */
 531                 uasm_bgezl_hazard(p, r, hazard_instance);
 532                 tlbw(p);
 533                 uasm_bgezl_label(l, p, hazard_instance);
 534                 hazard_instance++;
 535                 uasm_i_nop(p);
 536                 break;
 537
 538         case CPU_R4600:
 539         case CPU_R4700:
 540                 uasm_i_nop(p);
 541                 tlbw(p);
 542                 uasm_i_nop(p);
 543                 break;
 544
 545         case CPU_R5000:
 546         case CPU_NEVADA:
 547                 uasm_i_nop(p); /* QED specifies 2 nops hazard */
 548                 uasm_i_nop(p); /* QED specifies 2 nops hazard */
 549                 tlbw(p);
 550                 break;
 551
 552         case CPU_R4300:
 553         case CPU_5KC:
 554         case CPU_TX49XX:
 555         case CPU_PR4450:
 556         case CPU_XLR:
 557                 uasm_i_nop(p);
 558                 tlbw(p);
 559                 break;
 560
 561         case CPU_R10000:
 562         case CPU_R12000:
 563         case CPU_R14000:
 564         case CPU_R16000:
 565         case CPU_4KC:
 566         case CPU_4KEC:
 567         case CPU_M14KC:
 568         case CPU_M14KEC:
 569         case CPU_SB1:
 570         case CPU_SB1A:
 571         case CPU_4KSC:
 572         case CPU_20KC:
 573         case CPU_25KF:
 574         case CPU_BMIPS32:
 575         case CPU_BMIPS3300:
 576         case CPU_BMIPS4350:
 577         case CPU_BMIPS4380:
 578         case CPU_BMIPS5000:
 579         case CPU_LOONGSON2EF:
 580         case CPU_LOONGSON64:
 581         case CPU_R5500:
 582                 if (m4kc_tlbp_war())
 583                         uasm_i_nop(p);
 584                 fallthrough;
 585         case CPU_ALCHEMY:
 586                 tlbw(p);
 587                 break;
 588
 589         case CPU_RM7000:
 590                 uasm_i_nop(p);
 591                 uasm_i_nop(p);
 592                 uasm_i_nop(p);
 593                 uasm_i_nop(p);
 594                 tlbw(p);
 595                 break;
 596
 597         case CPU_VR4111:
 598         case CPU_VR4121:
 599         case CPU_VR4122:
 600         case CPU_VR4181:
 601         case CPU_VR4181A:
 602                 uasm_i_nop(p);
 603                 uasm_i_nop(p);
 604                 tlbw(p);
 605                 uasm_i_nop(p);
 606                 uasm_i_nop(p);
 607                 break;
 608
 609         case CPU_VR4131:
 610         case CPU_VR4133:
 611                 uasm_i_nop(p);
 612                 uasm_i_nop(p);
 613                 tlbw(p);
 614                 break;
 615
 616         case CPU_XBURST:
 617                 tlbw(p);
 618                 uasm_i_nop(p);
 619                 break;
 620
 621         default:
 622                 panic("No TLB refill handler yet (CPU type: %d)",
 623                       current_cpu_type());
 624                 break;
 625         }
 626 }
 627 EXPORT_SYMBOL_GPL(build_tlb_write_entry);
 628
 629 static __maybe_unused void build_convert_pte_to_entrylo(u32 **p,
 630                                                         unsigned int reg)
 631 {
 632         if (_PAGE_GLOBAL_SHIFT == 0) {
 633                 /* pte_t is already in EntryLo format */
 634                 return;
 635         }
 636
 637         if (cpu_has_rixi && !!_PAGE_NO_EXEC) {
 638                 if (fill_includes_sw_bits) {
 639                         UASM_i_ROTR(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
 640                 } else {
 641                         UASM_i_SRL(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_NO_EXEC));
 642                         UASM_i_ROTR(p, reg, reg,
 643                                     ilog2(_PAGE_GLOBAL) - ilog2(_PAGE_NO_EXEC));
 644                 }
 645         } else {
 646 #ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
 647                 uasm_i_dsrl_safe(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
 648 #else
 649                 UASM_i_SRL(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
 650 #endif
 651         }
 652 }
 653
 654 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
 655
 656 static void build_restore_pagemask(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
 657                                    unsigned int tmp, enum label_id lid,
 658                                    int restore_scratch)
 659 {
 660         if (restore_scratch) {
 661                 /*
 662                  * Ensure the MFC0 below observes the value written to the
 663                  * KScratch register by the prior MTC0.
 664                  */
 665                 if (scratch_reg >= 0)
 666                         uasm_i_ehb(p);
 667
 668                 /* Reset default page size */
 669                 if (PM_DEFAULT_MASK >> 16) {
 670                         uasm_i_lui(p, tmp, PM_DEFAULT_MASK >> 16);
 671                         uasm_i_ori(p, tmp, tmp, PM_DEFAULT_MASK & 0xffff);
 672                         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
 673                         uasm_il_b(p, r, lid);
 674                 } else if (PM_DEFAULT_MASK) {
 675                         uasm_i_ori(p, tmp, 0, PM_DEFAULT_MASK);
 676                         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
 677                         uasm_il_b(p, r, lid);
 678                 } else {
 679                         uasm_i_mtc0(p, 0, C0_PAGEMASK);
 680                         uasm_il_b(p, r, lid);
 681                 }
 682                 if (scratch_reg >= 0)
 683                         UASM_i_MFC0(p, 1, c0_kscratch(), scratch_reg);
 684                 else
 685                         UASM_i_LW(p, 1, scratchpad_offset(0), 0);
 686         } else {
 687                 /* Reset default page size */
 688                 if (PM_DEFAULT_MASK >> 16) {
 689                         uasm_i_lui(p, tmp, PM_DEFAULT_MASK >> 16);
 690                         uasm_i_ori(p, tmp, tmp, PM_DEFAULT_MASK & 0xffff);
 691                         uasm_il_b(p, r, lid);
 692                         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
 693                 } else if (PM_DEFAULT_MASK) {
 694                         uasm_i_ori(p, tmp, 0, PM_DEFAULT_MASK);
 695                         uasm_il_b(p, r, lid);
 696                         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
 697                 } else {
 698                         uasm_il_b(p, r, lid);
 699                         uasm_i_mtc0(p, 0, C0_PAGEMASK);
 700                 }
 701         }
 702 }
 703
 704 static void build_huge_tlb_write_entry(u32 **p, struct uasm_label **l,
 705                                        struct uasm_reloc **r,
 706                                        unsigned int tmp,
 707                                        enum tlb_write_entry wmode,
 708                                        int restore_scratch)
 709 {
 710         /* Set huge page tlb entry size */
 711         uasm_i_lui(p, tmp, PM_HUGE_MASK >> 16);
 712         uasm_i_ori(p, tmp, tmp, PM_HUGE_MASK & 0xffff);
 713         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
 714
 715         build_tlb_write_entry(p, l, r, wmode);
 716
 717         build_restore_pagemask(p, r, tmp, label_leave, restore_scratch);
 718 }
 719
 720 /*
 721  * Check if Huge PTE is present, if so then jump to LABEL.
 722  */
 723 static void
 724 build_is_huge_pte(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int tmp,
 725                   unsigned int pmd, int lid)
 726 {
 727         UASM_i_LW(p, tmp, 0, pmd);
 728         if (use_bbit_insns()) {
 729                 uasm_il_bbit1(p, r, tmp, ilog2(_PAGE_HUGE), lid);
 730         } else {
 731                 uasm_i_andi(p, tmp, tmp, _PAGE_HUGE);
 732                 uasm_il_bnez(p, r, tmp, lid);
 733         }
 734 }
 735
 736 static void build_huge_update_entries(u32 **p, unsigned int pte,
 737                                       unsigned int tmp)
 738 {
 739         int small_sequence;
 740
 741         /*
 742          * A huge PTE describes an area the size of the
 743          * configured huge page size. This is twice the
 744          * of the large TLB entry size we intend to use.
 745          * A TLB entry half the size of the configured
 746          * huge page size is configured into entrylo0
 747          * and entrylo1 to cover the contiguous huge PTE
 748          * address space.
 749          */
 750         small_sequence = (HPAGE_SIZE >> 7) < 0x10000;
 751
 752         /* We can clobber tmp.  It isn't used after this.*/
 753         if (!small_sequence)
 754                 uasm_i_lui(p, tmp, HPAGE_SIZE >> (7 + 16));
 755
 756         build_convert_pte_to_entrylo(p, pte);
 757         UASM_i_MTC0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* load it */
 758         /* convert to entrylo1 */
 759         if (small_sequence)
 760                 UASM_i_ADDIU(p, pte, pte, HPAGE_SIZE >> 7);
 761         else
 762                 UASM_i_ADDU(p, pte, pte, tmp);
 763
 764         UASM_i_MTC0(p, pte, C0_ENTRYLO1); /* load it */
 765 }
 766
 767 static void build_huge_handler_tail(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
 768                                     struct uasm_label **l,
 769                                     unsigned int pte,
 770                                     unsigned int ptr,
 771                                     unsigned int flush)
 772 {
 773 #ifdef CONFIG_SMP
 774         UASM_i_SC(p, pte, 0, ptr);
 775         uasm_il_beqz(p, r, pte, label_tlb_huge_update);
 776         UASM_i_LW(p, pte, 0, ptr); /* Needed because SC killed our PTE */
 777 #else
 778         UASM_i_SW(p, pte, 0, ptr);
 779 #endif
 780         if (cpu_has_ftlb && flush) {
 781                 BUG_ON(!cpu_has_tlbinv);
 782
 783                 UASM_i_MFC0(p, ptr, C0_ENTRYHI);
 784                 uasm_i_ori(p, ptr, ptr, MIPS_ENTRYHI_EHINV);
 785                 UASM_i_MTC0(p, ptr, C0_ENTRYHI);
 786                 build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_indexed);
 787
 788                 uasm_i_xori(p, ptr, ptr, MIPS_ENTRYHI_EHINV);
 789                 UASM_i_MTC0(p, ptr, C0_ENTRYHI);
 790                 build_huge_update_entries(p, pte, ptr);
 791                 build_huge_tlb_write_entry(p, l, r, pte, tlb_random, 0);
 792
 793                 return;
 794         }
 795
 796         build_huge_update_entries(p, pte, ptr);
 797         build_huge_tlb_write_entry(p, l, r, pte, tlb_indexed, 0);
 798 }
 799 #endif /* CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT */
 800
 801 #ifdef CONFIG_64BIT
 802 /*
 803  * TMP and PTR are scratch.
 804  * TMP will be clobbered, PTR will hold the pmd entry.
 805  */
 806 void build_get_pmde64(u32 **p, struct uasm_label **l, struct uasm_reloc **r,
 807                       unsigned int tmp, unsigned int ptr)
 808 {
 809 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
 810         long pgdc = (long)pgd_current;
 811 #endif
 812         /*
 813          * The vmalloc handling is not in the hotpath.
 814          */
 815         uasm_i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR);
 816
 817         if (check_for_high_segbits) {
 818                 /*
 819                  * The kernel currently implicitely assumes that the
 820                  * MIPS SEGBITS parameter for the processor is
 821                  * (PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS) or less, and will never
 822                  * allocate virtual addresses outside the maximum
 823                  * range for SEGBITS = (PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS). But
 824                  * that doesn't prevent user code from accessing the
 825                  * higher xuseg addresses.  Here, we make sure that
 826                  * everything but the lower xuseg addresses goes down
 827                  * the module_alloc/vmalloc path.
 828                  */
 829                 uasm_i_dsrl_safe(p, ptr, tmp, PGDIR_SHIFT + PGD_ORDER + PAGE_SHIFT - 3);
 830                 uasm_il_bnez(p, r, ptr, label_vmalloc);
 831         } else {
 832                 uasm_il_bltz(p, r, tmp, label_vmalloc);
 833         }
 834         /* No uasm_i_nop needed here, since the next insn doesn't touch TMP. */
 835
 836         if (pgd_reg != -1) {
 837                 /* pgd is in pgd_reg */
 838                 if (cpu_has_ldpte)
 839                         UASM_i_MFC0(p, ptr, C0_PWBASE);
 840                 else
 841                         UASM_i_MFC0(p, ptr, c0_kscratch(), pgd_reg);
 842         } else {
 843 #if defined(CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT)
 844                 /*
 845                  * &pgd << 11 stored in CONTEXT [23..63].
 846                  */
 847                 UASM_i_MFC0(p, ptr, C0_CONTEXT);
 848
 849                 /* Clear lower 23 bits of context. */
 850                 uasm_i_dins(p, ptr, 0, 0, 23);
 851
 852                 /* insert bit[63:59] of CAC_BASE into bit[11:6] of ptr */
 853                 uasm_i_ori(p, ptr, ptr, ((u64)(CAC_BASE) >> 53));
 854                 uasm_i_drotr(p, ptr, ptr, 11);
 855 #elif defined(CONFIG_SMP)
 856                 UASM_i_CPUID_MFC0(p, ptr, SMP_CPUID_REG);
 857                 uasm_i_dsrl_safe(p, ptr, ptr, SMP_CPUID_PTRSHIFT);
 858                 UASM_i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
 859                 uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, tmp);
 860                 uasm_i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR);
 861                 uasm_i_ld(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
 862 #else
 863                 UASM_i_LA_mostly(p, ptr, pgdc);
 864                 uasm_i_ld(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
 865 #endif
 866         }
 867
 868         uasm_l_vmalloc_done(l, *p);
 869
 870         /* get pgd offset in bytes */
 871         uasm_i_dsrl_safe(p, tmp, tmp, PGDIR_SHIFT - 3);
 872
 873         uasm_i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PGD - 1)<<3);
 874         uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pgd offset */
 875 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
 876         uasm_i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
 877         uasm_i_ld(p, ptr, 0, ptr); /* get pud pointer */
 878         uasm_i_dsrl_safe(p, tmp, tmp, PUD_SHIFT - 3); /* get pud offset in bytes */
 879         uasm_i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PUD - 1) << 3);
 880         uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pud offset */
 881 #endif
 882 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 883         uasm_i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
 884         uasm_i_ld(p, ptr, 0, ptr); /* get pmd pointer */
 885         uasm_i_dsrl_safe(p, tmp, tmp, PMD_SHIFT-3); /* get pmd offset in bytes */
 886         uasm_i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PMD - 1)<<3);
 887         uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pmd offset */
 888 #endif
 889 }
 890 EXPORT_SYMBOL_GPL(build_get_pmde64);
 891
 892 /*
 893  * BVADDR is the faulting address, PTR is scratch.
 894  * PTR will hold the pgd for vmalloc.
 895  */
 896 static void
 897 build_get_pgd_vmalloc64(u32 **p, struct uasm_label **l, struct uasm_reloc **r,
 898                         unsigned int bvaddr, unsigned int ptr,
 899                         enum vmalloc64_mode mode)
 900 {
 901         long swpd = (long)swapper_pg_dir;
 902         int single_insn_swpd;
 903         int did_vmalloc_branch = 0;
 904
 905         single_insn_swpd = uasm_in_compat_space_p(swpd) && !uasm_rel_lo(swpd);
 906
 907         uasm_l_vmalloc(l, *p);
 908
 909         if (mode != not_refill && check_for_high_segbits) {
 910                 if (single_insn_swpd) {
 911                         uasm_il_bltz(p, r, bvaddr, label_vmalloc_done);
 912                         uasm_i_lui(p, ptr, uasm_rel_hi(swpd));
 913                         did_vmalloc_branch = 1;
 914                         /* fall through */
 915                 } else {
 916                         uasm_il_bgez(p, r, bvaddr, label_large_segbits_fault);
 917                 }
 918         }
 919         if (!did_vmalloc_branch) {
 920                 if (single_insn_swpd) {
 921                         uasm_il_b(p, r, label_vmalloc_done);
 922                         uasm_i_lui(p, ptr, uasm_rel_hi(swpd));
 923                 } else {
 924                         UASM_i_LA_mostly(p, ptr, swpd);
 925                         uasm_il_b(p, r, label_vmalloc_done);
 926                         if (uasm_in_compat_space_p(swpd))
 927                                 uasm_i_addiu(p, ptr, ptr, uasm_rel_lo(swpd));
 928                         else
 929                                 uasm_i_daddiu(p, ptr, ptr, uasm_rel_lo(swpd));
 930                 }
 931         }
 932         if (mode != not_refill && check_for_high_segbits) {
 933                 uasm_l_large_segbits_fault(l, *p);
 934
 935                 if (mode == refill_scratch && scratch_reg >= 0)
 936                         uasm_i_ehb(p);
 937
 938                 /*
 939                  * We get here if we are an xsseg address, or if we are
 940                  * an xuseg address above (PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS) boundary.
 941                  *
 942                  * Ignoring xsseg (assume disabled so would generate
 943                  * (address errors?), the only remaining possibility
 944                  * is the upper xuseg addresses.  On processors with
 945                  * TLB_SEGBITS <= PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS, these
 946                  * addresses would have taken an address error. We try
 947                  * to mimic that here by taking a load/istream page
 948                  * fault.
 949                  */
 950                 if (IS_ENABLED(CONFIG_CPU_LOONGSON3_WORKAROUNDS))
 951                         uasm_i_sync(p, 0);
 952                 UASM_i_LA(p, ptr, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0);
 953                 uasm_i_jr(p, ptr);
 954
 955                 if (mode == refill_scratch) {
 956                         if (scratch_reg >= 0)
 957                                 UASM_i_MFC0(p, 1, c0_kscratch(), scratch_reg);
 958                         else
 959                                 UASM_i_LW(p, 1, scratchpad_offset(0), 0);
 960                 } else {
 961                         uasm_i_nop(p);
 962                 }
 963         }
 964 }
 965
 966 #else /* !CONFIG_64BIT */
 967
 968 /*
 969  * TMP and PTR are scratch.
 970  * TMP will be clobbered, PTR will hold the pgd entry.
 971  */
 972 void build_get_pgde32(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptr)
 973 {
 974         if (pgd_reg != -1) {
 975                 /* pgd is in pgd_reg */
 976                 uasm_i_mfc0(p, ptr, c0_kscratch(), pgd_reg);
 977                 uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
 978         } else {
 979                 long pgdc = (long)pgd_current;
 980
 981                 /* 32 bit SMP has smp_processor_id() stored in CONTEXT. */
 982 #ifdef CONFIG_SMP
 983                 uasm_i_mfc0(p, ptr, SMP_CPUID_REG);
 984                 UASM_i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
 985                 uasm_i_srl(p, ptr, ptr, SMP_CPUID_PTRSHIFT);
 986                 uasm_i_addu(p, ptr, tmp, ptr);
 987 #else
 988                 UASM_i_LA_mostly(p, ptr, pgdc);
 989 #endif
 990                 uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
 991                 uasm_i_lw(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
 992         }
 993         uasm_i_srl(p, tmp, tmp, PGDIR_SHIFT); /* get pgd only bits */
 994         uasm_i_sll(p, tmp, tmp, PGD_T_LOG2);
 995         uasm_i_addu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pgd offset */
 996 }
 997 EXPORT_SYMBOL_GPL(build_get_pgde32);
 998
 999 #endif /* !CONFIG_64BIT */
1000
1001 static void build_adjust_context(u32 **p, unsigned int ctx)
1002 {
1003         unsigned int shift = 4 - (PTE_T_LOG2 + 1) + PAGE_SHIFT - 12;
1004         unsigned int mask = (PTRS_PER_PTE / 2 - 1) << (PTE_T_LOG2 + 1);
1005
1006         switch (current_cpu_type()) {
1007         case CPU_VR41XX:
1008         case CPU_VR4111:
1009         case CPU_VR4121:
1010         case CPU_VR4122:
1011         case CPU_VR4131:
1012         case CPU_VR4181:
1013         case CPU_VR4181A:
1014         case CPU_VR4133:
1015                 shift += 2;
1016                 break;
1017
1018         default:
1019                 break;
1020         }
1021
1022         if (shift)
1023                 UASM_i_SRL(p, ctx, ctx, shift);
1024         uasm_i_andi(p, ctx, ctx, mask);
1025 }
1026
1027 void build_get_ptep(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptr)
1028 {
1029         /*
1030          * Bug workaround for the Nevada. It seems as if under certain
1031          * circumstances the move from cp0_context might produce a
1032          * bogus result when the mfc0 instruction and its consumer are
1033          * in a different cacheline or a load instruction, probably any
1034          * memory reference, is between them.
1035          */
1036         switch (current_cpu_type()) {
1037         case CPU_NEVADA:
1038                 UASM_i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1039                 GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1040                 break;
1041
1042         default:
1043                 GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1044                 UASM_i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1045                 break;
1046         }
1047
1048         build_adjust_context(p, tmp);
1049         UASM_i_ADDU(p, ptr, ptr, tmp); /* add in offset */
1050 }
1051 EXPORT_SYMBOL_GPL(build_get_ptep);
1052
1053 void build_update_entries(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptep)
1054 {
1055         int pte_off_even = 0;
1056         int pte_off_odd = sizeof(pte_t);
1057
1058 #if defined(CONFIG_CPU_MIPS32) && defined(CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT)
1059         /* The low 32 bits of EntryLo is stored in pte_high */
1060         pte_off_even += offsetof(pte_t, pte_high);
1061         pte_off_odd += offsetof(pte_t, pte_high);
1062 #endif
1063
1064         if (IS_ENABLED(CONFIG_XPA)) {
1065                 uasm_i_lw(p, tmp, pte_off_even, ptep); /* even pte */
1066                 UASM_i_ROTR(p, tmp, tmp, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1067                 UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO0);
1068
1069                 if (cpu_has_xpa && !mips_xpa_disabled) {
1070                         uasm_i_lw(p, tmp, 0, ptep);
1071                         uasm_i_ext(p, tmp, tmp, 0, 24);
1072                         uasm_i_mthc0(p, tmp, C0_ENTRYLO0);
1073                 }
1074
1075                 uasm_i_lw(p, tmp, pte_off_odd, ptep); /* odd pte */
1076                 UASM_i_ROTR(p, tmp, tmp, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1077                 UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO1);
1078
1079                 if (cpu_has_xpa && !mips_xpa_disabled) {
1080                         uasm_i_lw(p, tmp, sizeof(pte_t), ptep);
1081                         uasm_i_ext(p, tmp, tmp, 0, 24);
1082                         uasm_i_mthc0(p, tmp, C0_ENTRYLO1);
1083                 }
1084                 return;
1085         }
1086
1087         UASM_i_LW(p, tmp, pte_off_even, ptep); /* get even pte */
1088         UASM_i_LW(p, ptep, pte_off_odd, ptep); /* get odd pte */
1089         if (r45k_bvahwbug())
1090                 build_tlb_probe_entry(p);
1091         build_convert_pte_to_entrylo(p, tmp);
1092         if (r4k_250MHZhwbug())
1093                 UASM_i_MTC0(p, 0, C0_ENTRYLO0);
1094         UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1095         build_convert_pte_to_entrylo(p, ptep);
1096         if (r45k_bvahwbug())
1097                 uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_INDEX);
1098         if (r4k_250MHZhwbug())
1099                 UASM_i_MTC0(p, 0, C0_ENTRYLO1);
1100         UASM_i_MTC0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1101 }
1102 EXPORT_SYMBOL_GPL(build_update_entries);
1103
1104 struct mips_huge_tlb_info {
1105         int huge_pte;
1106         int restore_scratch;
1107         bool need_reload_pte;
1108 };
1109
1110 static struct mips_huge_tlb_info
1111 build_fast_tlb_refill_handler (u32 **p, struct uasm_label **l,
1112                                struct uasm_reloc **r, unsigned int tmp,
1113                                unsigned int ptr, int c0_scratch_reg)
1114 {
1115         struct mips_huge_tlb_info rv;
1116         unsigned int even, odd;
1117         int vmalloc_branch_delay_filled = 0;
1118         const int scratch = 1; /* Our extra working register */
1119
1120         rv.huge_pte = scratch;
1121         rv.restore_scratch = 0;
1122         rv.need_reload_pte = false;
1123
1124         if (check_for_high_segbits) {
1125                 UASM_i_MFC0(p, tmp, C0_BADVADDR);
1126
1127                 if (pgd_reg != -1)
1128                         UASM_i_MFC0(p, ptr, c0_kscratch(), pgd_reg);
1129                 else
1130                         UASM_i_MFC0(p, ptr, C0_CONTEXT);
1131
1132                 if (c0_scratch_reg >= 0)
1133                         UASM_i_MTC0(p, scratch, c0_kscratch(), c0_scratch_reg);
1134                 else
1135                         UASM_i_SW(p, scratch, scratchpad_offset(0), 0);
1136
1137                 uasm_i_dsrl_safe(p, scratch, tmp,
1138                                  PGDIR_SHIFT + PGD_ORDER + PAGE_SHIFT - 3);
1139                 uasm_il_bnez(p, r, scratch, label_vmalloc);
1140
1141                 if (pgd_reg == -1) {
1142                         vmalloc_branch_delay_filled = 1;
1143                         /* Clear lower 23 bits of context. */
1144                         uasm_i_dins(p, ptr, 0, 0, 23);
1145                 }
1146         } else {
1147                 if (pgd_reg != -1)
1148                         UASM_i_MFC0(p, ptr, c0_kscratch(), pgd_reg);
1149                 else
1150                         UASM_i_MFC0(p, ptr, C0_CONTEXT);
1151
1152                 UASM_i_MFC0(p, tmp, C0_BADVADDR);
1153
1154                 if (c0_scratch_reg >= 0)
1155                         UASM_i_MTC0(p, scratch, c0_kscratch(), c0_scratch_reg);
1156                 else
1157                         UASM_i_SW(p, scratch, scratchpad_offset(0), 0);
1158
1159                 if (pgd_reg == -1)
1160                         /* Clear lower 23 bits of context. */
1161                         uasm_i_dins(p, ptr, 0, 0, 23);
1162
1163                 uasm_il_bltz(p, r, tmp, label_vmalloc);
1164         }
1165
1166         if (pgd_reg == -1) {
1167                 vmalloc_branch_delay_filled = 1;
1168                 /* insert bit[63:59] of CAC_BASE into bit[11:6] of ptr */
1169                 uasm_i_ori(p, ptr, ptr, ((u64)(CAC_BASE) >> 53));
1170
1171                 uasm_i_drotr(p, ptr, ptr, 11);
1172         }
1173
1174 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1175 #define LOC_PTEP scratch
1176 #else
1177 #define LOC_PTEP ptr
1178 #endif
1179
1180         if (!vmalloc_branch_delay_filled)
1181                 /* get pgd offset in bytes */
1182                 uasm_i_dsrl_safe(p, scratch, tmp, PGDIR_SHIFT - 3);
1183
1184         uasm_l_vmalloc_done(l, *p);
1185
1186         /*
1187          *                         tmp          ptr
1188          * fall-through case =   badvaddr  *pgd_current
1189          * vmalloc case      =   badvaddr  swapper_pg_dir
1190          */
1191
1192         if (vmalloc_branch_delay_filled)
1193                 /* get pgd offset in bytes */
1194                 uasm_i_dsrl_safe(p, scratch, tmp, PGDIR_SHIFT - 3);
1195
1196 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1197         GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1198 #endif
1199         uasm_i_andi(p, scratch, scratch, (PTRS_PER_PGD - 1) << 3);
1200
1201         if (use_lwx_insns()) {
1202                 UASM_i_LWX(p, LOC_PTEP, scratch, ptr);
1203         } else {
1204                 uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, scratch); /* add in pgd offset */
1205                 uasm_i_ld(p, LOC_PTEP, 0, ptr); /* get pmd pointer */
1206         }
1207
1208 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1209         /* get pud offset in bytes */
1210         uasm_i_dsrl_safe(p, scratch, tmp, PUD_SHIFT - 3);
1211         uasm_i_andi(p, scratch, scratch, (PTRS_PER_PUD - 1) << 3);
1212
1213         if (use_lwx_insns()) {
1214                 UASM_i_LWX(p, ptr, scratch, ptr);
1215         } else {
1216                 uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, scratch); /* add in pmd offset */
1217                 UASM_i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1218         }
1219         /* ptr contains a pointer to PMD entry */
1220         /* tmp contains the address */
1221 #endif
1222
1223 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1224         /* get pmd offset in bytes */
1225         uasm_i_dsrl_safe(p, scratch, tmp, PMD_SHIFT - 3);
1226         uasm_i_andi(p, scratch, scratch, (PTRS_PER_PMD - 1) << 3);
1227         GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1228
1229         if (use_lwx_insns()) {
1230                 UASM_i_LWX(p, scratch, scratch, ptr);
1231         } else {
1232                 uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, scratch); /* add in pmd offset */
1233                 UASM_i_LW(p, scratch, 0, ptr);
1234         }
1235 #endif
1236         /* Adjust the context during the load latency. */
1237         build_adjust_context(p, tmp);
1238
1239 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1240         uasm_il_bbit1(p, r, scratch, ilog2(_PAGE_HUGE), label_tlb_huge_update);
1241         /*
1242          * The in the LWX case we don't want to do the load in the
1243          * delay slot.  It cannot issue in the same cycle and may be
1244          * speculative and unneeded.
1245          */
1246         if (use_lwx_insns())
1247                 uasm_i_nop(p);
1248 #endif /* CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT */
1249
1250
1251         /* build_update_entries */
1252         if (use_lwx_insns()) {
1253                 even = ptr;
1254                 odd = tmp;
1255                 UASM_i_LWX(p, even, scratch, tmp);
1256                 UASM_i_ADDIU(p, tmp, tmp, sizeof(pte_t));
1257                 UASM_i_LWX(p, odd, scratch, tmp);
1258         } else {
1259                 UASM_i_ADDU(p, ptr, scratch, tmp); /* add in offset */
1260                 even = tmp;
1261                 odd = ptr;
1262                 UASM_i_LW(p, even, 0, ptr); /* get even pte */
1263                 UASM_i_LW(p, odd, sizeof(pte_t), ptr); /* get odd pte */
1264         }
1265         if (cpu_has_rixi) {
1266                 uasm_i_drotr(p, even, even, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1267                 UASM_i_MTC0(p, even, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1268                 uasm_i_drotr(p, odd, odd, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1269         } else {
1270                 uasm_i_dsrl_safe(p, even, even, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1271                 UASM_i_MTC0(p, even, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1272                 uasm_i_dsrl_safe(p, odd, odd, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1273         }
1274         UASM_i_MTC0(p, odd, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1275
1276         if (c0_scratch_reg >= 0) {
1277                 uasm_i_ehb(p);
1278                 UASM_i_MFC0(p, scratch, c0_kscratch(), c0_scratch_reg);
1279                 build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_random);
1280                 uasm_l_leave(l, *p);
1281                 rv.restore_scratch = 1;
1282         } else if (PAGE_SHIFT == 14 || PAGE_SHIFT == 13)  {
1283                 build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_random);
1284                 uasm_l_leave(l, *p);
1285                 UASM_i_LW(p, scratch, scratchpad_offset(0), 0);
1286         } else {
1287                 UASM_i_LW(p, scratch, scratchpad_offset(0), 0);
1288                 build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_random);
1289                 uasm_l_leave(l, *p);
1290                 rv.restore_scratch = 1;
1291         }
1292
1293         uasm_i_eret(p); /* return from trap */
1294
1295         return rv;
1296 }
1297
1298 /*
1299  * For a 64-bit kernel, we are using the 64-bit XTLB refill exception
1300  * because EXL == 0.  If we wrap, we can also use the 32 instruction
1301  * slots before the XTLB refill exception handler which belong to the
1302  * unused TLB refill exception.
1303  */
1304 #define MIPS64_REFILL_INSNS 32
1305
1306 static void build_r4000_tlb_refill_handler(void)
1307 {
1308         u32 *p = tlb_handler;
1309         struct uasm_label *l = labels;
1310         struct uasm_reloc *r = relocs;
1311         u32 *f;
1312         unsigned int final_len;
1313         struct mips_huge_tlb_info htlb_info __maybe_unused;
1314         enum vmalloc64_mode vmalloc_mode __maybe_unused;
1315
1316         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
1317         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1318         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1319         memset(final_handler, 0, sizeof(final_handler));
1320
1321         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && (scratch_reg >= 0 || scratchpad_available()) && use_bbit_insns()) {
1322                 htlb_info = build_fast_tlb_refill_handler(&p, &l, &r, K0, K1,
1323                                                           scratch_reg);
1324                 vmalloc_mode = refill_scratch;
1325         } else {
1326                 htlb_info.huge_pte = K0;
1327                 htlb_info.restore_scratch = 0;
1328                 htlb_info.need_reload_pte = true;
1329                 vmalloc_mode = refill_noscratch;
1330                 /*
1331                  * create the plain linear handler
1332                  */
1333                 if (bcm1250_m3_war()) {
1334                         unsigned int segbits = 44;
1335
1336                         uasm_i_dmfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
1337                         uasm_i_dmfc0(&p, K1, C0_ENTRYHI);
1338                         uasm_i_xor(&p, K0, K0, K1);
1339                         uasm_i_dsrl_safe(&p, K1, K0, 62);
1340                         uasm_i_dsrl_safe(&p, K0, K0, 12 + 1);
1341                         uasm_i_dsll_safe(&p, K0, K0, 64 + 12 + 1 - segbits);
1342                         uasm_i_or(&p, K0, K0, K1);
1343                         uasm_il_bnez(&p, &r, K0, label_leave);
1344                         /* No need for uasm_i_nop */
1345                 }
1346
1347 #ifdef CONFIG_64BIT
1348                 build_get_pmde64(&p, &l, &r, K0, K1); /* get pmd in K1 */
1349 #else
1350                 build_get_pgde32(&p, K0, K1); /* get pgd in K1 */
1351 #endif
1352
1353 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1354                 build_is_huge_pte(&p, &r, K0, K1, label_tlb_huge_update);
1355 #endif
1356
1357                 build_get_ptep(&p, K0, K1);
1358                 build_update_entries(&p, K0, K1);
1359                 build_tlb_write_entry(&p, &l, &r, tlb_random);
1360                 uasm_l_leave(&l, p);
1361                 uasm_i_eret(&p); /* return from trap */
1362         }
1363 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1364         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
1365         if (htlb_info.need_reload_pte)
1366                 UASM_i_LW(&p, htlb_info.huge_pte, 0, K1);
1367         build_huge_update_entries(&p, htlb_info.huge_pte, K1);
1368         build_huge_tlb_write_entry(&p, &l, &r, K0, tlb_random,
1369                                    htlb_info.restore_scratch);
1370 #endif
1371
1372 #ifdef CONFIG_64BIT
1373         build_get_pgd_vmalloc64(&p, &l, &r, K0, K1, vmalloc_mode);
1374 #endif
1375
1376         /*
1377          * Overflow check: For the 64bit handler, we need at least one
1378          * free instruction slot for the wrap-around branch. In worst
1379          * case, if the intended insertion point is a delay slot, we
1380          * need three, with the second nop'ed and the third being
1381          * unused.
1382          */
1383         switch (boot_cpu_type()) {
1384         default:
1385                 if (sizeof(long) == 4) {
1386                 fallthrough;
1387         case CPU_LOONGSON2EF:
1388                 /* Loongson2 ebase is different than r4k, we have more space */
1389                         if ((p - tlb_handler) > 64)
1390                                 panic("TLB refill handler space exceeded");
1391                         /*
1392                          * Now fold the handler in the TLB refill handler space.
1393                          */
1394                         f = final_handler;
1395                         /* Simplest case, just copy the handler. */
1396                         uasm_copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, p, f);
1397                         final_len = p - tlb_handler;
1398                         break;
1399                 } else {
1400                         if (((p - tlb_handler) > (MIPS64_REFILL_INSNS * 2) - 1)
1401                             || (((p - tlb_handler) > (MIPS64_REFILL_INSNS * 2) - 3)
1402                                 && uasm_insn_has_bdelay(relocs,
1403                                                         tlb_handler + MIPS64_REFILL_INSNS - 3)))
1404                                 panic("TLB refill handler space exceeded");
1405                         /*
1406                          * Now fold the handler in the TLB refill handler space.
1407                          */
1408                         f = final_handler + MIPS64_REFILL_INSNS;
1409                         if ((p - tlb_handler) <= MIPS64_REFILL_INSNS) {
1410                                 /* Just copy the handler. */
1411                                 uasm_copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, p, f);
1412                                 final_len = p - tlb_handler;
1413                         } else {
1414 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1415                                 const enum label_id ls = label_tlb_huge_update;
1416 #else
1417                                 const enum label_id ls = label_vmalloc;
1418 #endif
1419                                 u32 *split;
1420                                 int ov = 0;
1421                                 int i;
1422
1423                                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(labels) && labels[i].lab != ls; i++)
1424                                         ;
1425                                 BUG_ON(i == ARRAY_SIZE(labels));
1426                                 split = labels[i].addr;
1427
1428                                 /*
1429                                  * See if we have overflown one way or the other.
1430                                  */
1431                                 if (split > tlb_handler + MIPS64_REFILL_INSNS ||
1432                                     split < p - MIPS64_REFILL_INSNS)
1433                                         ov = 1;
1434
1435                                 if (ov) {
1436                                         /*
1437                                          * Split two instructions before the end.  One
1438                                          * for the branch and one for the instruction
1439                                          * in the delay slot.
1440                                          */
1441                                         split = tlb_handler + MIPS64_REFILL_INSNS - 2;
1442
1443                                         /*
1444                                          * If the branch would fall in a delay slot,
1445                                          * we must back up an additional instruction
1446                                          * so that it is no longer in a delay slot.
1447                                          */
1448                                         if (uasm_insn_has_bdelay(relocs, split - 1))
1449                                                 split--;
1450                                 }
1451                                 /* Copy first part of the handler. */
1452                                 uasm_copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, split, f);
1453                                 f += split - tlb_handler;
1454
1455                                 if (ov) {
1456                                         /* Insert branch. */
1457                                         uasm_l_split(&l, final_handler);
1458                                         uasm_il_b(&f, &r, label_split);
1459                                         if (uasm_insn_has_bdelay(relocs, split))
1460                                                 uasm_i_nop(&f);
1461                                         else {
1462                                                 uasm_copy_handler(relocs, labels,
1463                                                                   split, split + 1, f);
1464                                                 uasm_move_labels(labels, f, f + 1, -1);
1465                                                 f++;
1466                                                 split++;
1467                                         }
1468                                 }
1469
1470                                 /* Copy the rest of the handler. */
1471                                 uasm_copy_handler(relocs, labels, split, p, final_handler);
1472                                 final_len = (f - (final_handler + MIPS64_REFILL_INSNS)) +
1473                                             (p - split);
1474                         }
1475                 }
1476                 break;
1477         }
1478
1479         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1480         pr_debug("Wrote TLB refill handler (%u instructions).\n",
1481                  final_len);
1482
1483         memcpy((void *)ebase, final_handler, 0x100);
1484         local_flush_icache_range(ebase, ebase + 0x100);
1485         dump_handler("r4000_tlb_refill", (u32 *)ebase, (u32 *)(ebase + 0x100));
1486 }
1487
1488 static void setup_pw(void)
1489 {
1490         unsigned int pwctl;
1491         unsigned long pgd_i, pgd_w;
1492 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1493         unsigned long pmd_i, pmd_w;
1494 #endif
1495         unsigned long pt_i, pt_w;
1496         unsigned long pte_i, pte_w;
1497 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1498         unsigned long psn;
1499
1500         psn = ilog2(_PAGE_HUGE);     /* bit used to indicate huge page */
1501 #endif
1502         pgd_i = PGDIR_SHIFT;  /* 1st level PGD */
1503 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1504         pgd_w = PGDIR_SHIFT - PMD_SHIFT + PGD_ORDER;
1505
1506         pmd_i = PMD_SHIFT;    /* 2nd level PMD */
1507         pmd_w = PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT;
1508 #else
1509         pgd_w = PGDIR_SHIFT - PAGE_SHIFT + PGD_ORDER;
1510 #endif
1511
1512         pt_i  = PAGE_SHIFT;    /* 3rd level PTE */
1513         pt_w  = PAGE_SHIFT - 3;
1514
1515         pte_i = ilog2(_PAGE_GLOBAL);
1516         pte_w = 0;
1517         pwctl = 1 << 30; /* Set PWDirExt */
1518
1519 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1520         write_c0_pwfield(pgd_i << 24 | pmd_i << 12 | pt_i << 6 | pte_i);
1521         write_c0_pwsize(1 << 30 | pgd_w << 24 | pmd_w << 12 | pt_w << 6 | pte_w);
1522 #else
1523         write_c0_pwfield(pgd_i << 24 | pt_i << 6 | pte_i);
1524         write_c0_pwsize(1 << 30 | pgd_w << 24 | pt_w << 6 | pte_w);
1525 #endif
1526
1527 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1528         pwctl |= (1 << 6 | psn);
1529 #endif
1530         write_c0_pwctl(pwctl);
1531         write_c0_kpgd((long)swapper_pg_dir);
1532         kscratch_used_mask |= (1 << 7); /* KScratch6 is used for KPGD */
1533 }
1534
1535 static void build_loongson3_tlb_refill_handler(void)
1536 {
1537         u32 *p = tlb_handler;
1538         struct uasm_label *l = labels;
1539         struct uasm_reloc *r = relocs;
1540
1541         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1542         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1543         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
1544
1545         if (check_for_high_segbits) {
1546                 uasm_i_dmfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
1547                 uasm_i_dsrl_safe(&p, K1, K0, PGDIR_SHIFT + PGD_ORDER + PAGE_SHIFT - 3);
1548                 uasm_il_beqz(&p, &r, K1, label_vmalloc);
1549                 uasm_i_nop(&p);
1550
1551                 uasm_il_bgez(&p, &r, K0, label_large_segbits_fault);
1552                 uasm_i_nop(&p);
1553                 uasm_l_vmalloc(&l, p);
1554         }
1555
1556         uasm_i_dmfc0(&p, K1, C0_PGD);
1557
1558         uasm_i_lddir(&p, K0, K1, 3);  /* global page dir */
1559 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1560         uasm_i_lddir(&p, K1, K0, 1);  /* middle page dir */
1561 #endif
1562         uasm_i_ldpte(&p, K1, 0);      /* even */
1563         uasm_i_ldpte(&p, K1, 1);      /* odd */
1564         uasm_i_tlbwr(&p);
1565
1566         /* restore page mask */
1567         if (PM_DEFAULT_MASK >> 16) {
1568                 uasm_i_lui(&p, K0, PM_DEFAULT_MASK >> 16);
1569                 uasm_i_ori(&p, K0, K0, PM_DEFAULT_MASK & 0xffff);
1570                 uasm_i_mtc0(&p, K0, C0_PAGEMASK);
1571         } else if (PM_DEFAULT_MASK) {
1572                 uasm_i_ori(&p, K0, 0, PM_DEFAULT_MASK);
1573                 uasm_i_mtc0(&p, K0, C0_PAGEMASK);
1574         } else {
1575                 uasm_i_mtc0(&p, 0, C0_PAGEMASK);
1576         }
1577
1578         uasm_i_eret(&p);
1579
1580         if (check_for_high_segbits) {
1581                 uasm_l_large_segbits_fault(&l, p);
1582                 UASM_i_LA(&p, K1, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0);
1583                 uasm_i_jr(&p, K1);
1584                 uasm_i_nop(&p);
1585         }
1586
1587         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1588         memcpy((void *)(ebase + 0x80), tlb_handler, 0x80);
1589         local_flush_icache_range(ebase + 0x80, ebase + 0x100);
1590         dump_handler("loongson3_tlb_refill",
1591                      (u32 *)(ebase + 0x80), (u32 *)(ebase + 0x100));
1592 }
1593
1594 static void build_setup_pgd(void)
1595 {
1596         const int a0 = 4;
1597         const int __maybe_unused a1 = 5;
1598         const int __maybe_unused a2 = 6;
1599         u32 *p = (u32 *)msk_isa16_mode((ulong)tlbmiss_handler_setup_pgd);
1600 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
1601         long pgdc = (long)pgd_current;
1602 #endif
1603
1604         memset(p, 0, tlbmiss_handler_setup_pgd_end - (char *)p);
1605         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1606         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1607         pgd_reg = allocate_kscratch();
1608 #ifdef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
1609         if (pgd_reg == -1) {
1610                 struct uasm_label *l = labels;
1611                 struct uasm_reloc *r = relocs;
1612
1613                 /* PGD << 11 in c0_Context */
1614                 /*
1615                  * If it is a ckseg0 address, convert to a physical
1616                  * address.  Shifting right by 29 and adding 4 will
1617                  * result in zero for these addresses.
1618                  *
1619                  */
1620                 UASM_i_SRA(&p, a1, a0, 29);
1621                 UASM_i_ADDIU(&p, a1, a1, 4);
1622                 uasm_il_bnez(&p, &r, a1, label_tlbl_goaround1);
1623                 uasm_i_nop(&p);
1624                 uasm_i_dinsm(&p, a0, 0, 29, 64 - 29);
1625                 uasm_l_tlbl_goaround1(&l, p);
1626                 UASM_i_SLL(&p, a0, a0, 11);
1627                 UASM_i_MTC0(&p, a0, C0_CONTEXT);
1628                 uasm_i_jr(&p, 31);
1629                 uasm_i_ehb(&p);
1630         } else {
1631                 /* PGD in c0_KScratch */
1632                 if (cpu_has_ldpte)
1633                         UASM_i_MTC0(&p, a0, C0_PWBASE);
1634                 else
1635                         UASM_i_MTC0(&p, a0, c0_kscratch(), pgd_reg);
1636                 uasm_i_jr(&p, 31);
1637                 uasm_i_ehb(&p);
1638         }
1639 #else
1640 #ifdef CONFIG_SMP
1641         /* Save PGD to pgd_current[smp_processor_id()] */
1642         UASM_i_CPUID_MFC0(&p, a1, SMP_CPUID_REG);
1643         UASM_i_SRL_SAFE(&p, a1, a1, SMP_CPUID_PTRSHIFT);
1644         UASM_i_LA_mostly(&p, a2, pgdc);
1645         UASM_i_ADDU(&p, a2, a2, a1);
1646         UASM_i_SW(&p, a0, uasm_rel_lo(pgdc), a2);
1647 #else
1648         UASM_i_LA_mostly(&p, a2, pgdc);
1649         UASM_i_SW(&p, a0, uasm_rel_lo(pgdc), a2);
1650 #endif /* SMP */
1651
1652         /* if pgd_reg is allocated, save PGD also to scratch register */
1653         if (pgd_reg != -1) {
1654                 UASM_i_MTC0(&p, a0, c0_kscratch(), pgd_reg);
1655                 uasm_i_jr(&p, 31);
1656                 uasm_i_ehb(&p);
1657         } else {
1658                 uasm_i_jr(&p, 31);
1659                 uasm_i_nop(&p);
1660         }
1661 #endif
1662         if (p >= (u32 *)tlbmiss_handler_setup_pgd_end)
1663                 panic("tlbmiss_handler_setup_pgd space exceeded");
1664
1665         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1666         pr_debug("Wrote tlbmiss_handler_setup_pgd (%u instructions).\n",
1667                  (unsigned int)(p - (u32 *)tlbmiss_handler_setup_pgd));
1668
1669         dump_handler("tlbmiss_handler", tlbmiss_handler_setup_pgd,
1670                                         tlbmiss_handler_setup_pgd_end);
1671 }
1672
1673 static void
1674 iPTE_LW(u32 **p, unsigned int pte, unsigned int ptr)
1675 {
1676 #ifdef CONFIG_SMP
1677         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPU_LOONGSON3_WORKAROUNDS))
1678                 uasm_i_sync(p, 0);
1679 # ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1680         if (cpu_has_64bits)
1681                 uasm_i_lld(p, pte, 0, ptr);
1682         else
1683 # endif
1684                 UASM_i_LL(p, pte, 0, ptr);
1685 #else
1686 # ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1687         if (cpu_has_64bits)
1688                 uasm_i_ld(p, pte, 0, ptr);
1689         else
1690 # endif
1691                 UASM_i_LW(p, pte, 0, ptr);
1692 #endif
1693 }
1694
1695 static void
1696 iPTE_SW(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int pte, unsigned int ptr,
1697         unsigned int mode, unsigned int scratch)
1698 {
1699         unsigned int hwmode = mode & (_PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
1700         unsigned int swmode = mode & ~hwmode;
1701
1702         if (IS_ENABLED(CONFIG_XPA) && !cpu_has_64bits) {
1703                 uasm_i_lui(p, scratch, swmode >> 16);
1704                 uasm_i_or(p, pte, pte, scratch);
1705                 BUG_ON(swmode & 0xffff);
1706         } else {
1707                 uasm_i_ori(p, pte, pte, mode);
1708         }
1709
1710 #ifdef CONFIG_SMP
1711 # ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1712         if (cpu_has_64bits)
1713                 uasm_i_scd(p, pte, 0, ptr);
1714         else
1715 # endif
1716                 UASM_i_SC(p, pte, 0, ptr);
1717
1718         if (r10000_llsc_war())
1719                 uasm_il_beqzl(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1720         else
1721                 uasm_il_beqz(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1722
1723 # ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1724         if (!cpu_has_64bits) {
1725                 /* no uasm_i_nop needed */
1726                 uasm_i_ll(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1727                 uasm_i_ori(p, pte, pte, hwmode);
1728                 BUG_ON(hwmode & ~0xffff);
1729                 uasm_i_sc(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1730                 uasm_il_beqz(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1731                 /* no uasm_i_nop needed */
1732                 uasm_i_lw(p, pte, 0, ptr);
1733         } else
1734                 uasm_i_nop(p);
1735 # else
1736         uasm_i_nop(p);
1737 # endif
1738 #else
1739 # ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1740         if (cpu_has_64bits)
1741                 uasm_i_sd(p, pte, 0, ptr);
1742         else
1743 # endif
1744                 UASM_i_SW(p, pte, 0, ptr);
1745
1746 # ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1747         if (!cpu_has_64bits) {
1748                 uasm_i_lw(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1749                 uasm_i_ori(p, pte, pte, hwmode);
1750                 BUG_ON(hwmode & ~0xffff);
1751                 uasm_i_sw(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1752                 uasm_i_lw(p, pte, 0, ptr);
1753         }
1754 # endif
1755 #endif
1756 }
1757
1758 /*
1759  * Check if PTE is present, if not then jump to LABEL. PTR points to
1760  * the page table where this PTE is located, PTE will be re-loaded
1761  * with it's original value.
1762  */
1763 static void
1764 build_pte_present(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
1765                   int pte, int ptr, int scratch, enum label_id lid)
1766 {
1767         int t = scratch >= 0 ? scratch : pte;
1768         int cur = pte;
1769
1770         if (cpu_has_rixi) {
1771                 if (use_bbit_insns()) {
1772                         uasm_il_bbit0(p, r, pte, ilog2(_PAGE_PRESENT), lid);
1773                         uasm_i_nop(p);
1774                 } else {
1775                         if (_PAGE_PRESENT_SHIFT) {
1776                                 uasm_i_srl(p, t, cur, _PAGE_PRESENT_SHIFT);
1777                                 cur = t;
1778                         }
1779                         uasm_i_andi(p, t, cur, 1);
1780                         uasm_il_beqz(p, r, t, lid);
1781                         if (pte == t)
1782                                 /* You lose the SMP race :-(*/
1783                                 iPTE_LW(p, pte, ptr);
1784                 }
1785         } else {
1786                 if (_PAGE_PRESENT_SHIFT) {
1787                         uasm_i_srl(p, t, cur, _PAGE_PRESENT_SHIFT);
1788                         cur = t;
1789                 }
1790                 uasm_i_andi(p, t, cur,
1791                         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_NO_READ) >> _PAGE_PRESENT_SHIFT);
1792                 uasm_i_xori(p, t, t, _PAGE_PRESENT >> _PAGE_PRESENT_SHIFT);
1793                 uasm_il_bnez(p, r, t, lid);
1794                 if (pte == t)
1795                         /* You lose the SMP race :-(*/
1796                         iPTE_LW(p, pte, ptr);
1797         }
1798 }
1799
1800 /* Make PTE valid, store result in PTR. */
1801 static void
1802 build_make_valid(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int pte,
1803                  unsigned int ptr, unsigned int scratch)
1804 {
1805         unsigned int mode = _PAGE_VALID | _PAGE_ACCESSED;
1806
1807         iPTE_SW(p, r, pte, ptr, mode, scratch);
1808 }
1809
1810 /*
1811  * Check if PTE can be written to, if not branch to LABEL. Regardless
1812  * restore PTE with value from PTR when done.
1813  */
1814 static void
1815 build_pte_writable(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
1816                    unsigned int pte, unsigned int ptr, int scratch,
1817                    enum label_id lid)
1818 {
1819         int t = scratch >= 0 ? scratch : pte;
1820         int cur = pte;
1821
1822         if (_PAGE_PRESENT_SHIFT) {
1823                 uasm_i_srl(p, t, cur, _PAGE_PRESENT_SHIFT);
1824                 cur = t;
1825         }
1826         uasm_i_andi(p, t, cur,
1827                     (_PAGE_PRESENT | _PAGE_WRITE) >> _PAGE_PRESENT_SHIFT);
1828         uasm_i_xori(p, t, t,
1829                     (_PAGE_PRESENT | _PAGE_WRITE) >> _PAGE_PRESENT_SHIFT);
1830         uasm_il_bnez(p, r, t, lid);
1831         if (pte == t)
1832                 /* You lose the SMP race :-(*/
1833                 iPTE_LW(p, pte, ptr);
1834         else
1835                 uasm_i_nop(p);
1836 }
1837
1838 /* Make PTE writable, update software status bits as well, then store
1839  * at PTR.
1840  */
1841 static void
1842 build_make_write(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int pte,
1843                  unsigned int ptr, unsigned int scratch)
1844 {
1845         unsigned int mode = (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID
1846                              | _PAGE_DIRTY);
1847
1848         iPTE_SW(p, r, pte, ptr, mode, scratch);
1849 }
1850
1851 /*
1852  * Check if PTE can be modified, if not branch to LABEL. Regardless
1853  * restore PTE with value from PTR when done.
1854  */
1855 static void
1856 build_pte_modifiable(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
1857                      unsigned int pte, unsigned int ptr, int scratch,
1858                      enum label_id lid)
1859 {
1860         if (use_bbit_insns()) {
1861                 uasm_il_bbit0(p, r, pte, ilog2(_PAGE_WRITE), lid);
1862                 uasm_i_nop(p);
1863         } else {
1864                 int t = scratch >= 0 ? scratch : pte;
1865                 uasm_i_srl(p, t, pte, _PAGE_WRITE_SHIFT);
1866                 uasm_i_andi(p, t, t, 1);
1867                 uasm_il_beqz(p, r, t, lid);
1868                 if (pte == t)
1869                         /* You lose the SMP race :-(*/
1870                         iPTE_LW(p, pte, ptr);
1871         }
1872 }
1873
1874 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
1875
1876
1877 /*
1878  * R3000 style TLB load/store/modify handlers.
1879  */
1880
1881 /*
1882  * This places the pte into ENTRYLO0 and writes it with tlbwi.
1883  * Then it returns.
1884  */
1885 static void
1886 build_r3000_pte_reload_tlbwi(u32 **p, unsigned int pte, unsigned int tmp)
1887 {
1888         uasm_i_mtc0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* cp0 delay */
1889         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_EPC); /* cp0 delay */
1890         uasm_i_tlbwi(p);
1891         uasm_i_jr(p, tmp);
1892         uasm_i_rfe(p); /* branch delay */
1893 }
1894
1895 /*
1896  * This places the pte into ENTRYLO0 and writes it with tlbwi
1897  * or tlbwr as appropriate.  This is because the index register
1898  * may have the probe fail bit set as a result of a trap on a
1899  * kseg2 access, i.e. without refill.  Then it returns.
1900  */
1901 static void
1902 build_r3000_tlb_reload_write(u32 **p, struct uasm_label **l,
1903                              struct uasm_reloc **r, unsigned int pte,
1904                              unsigned int tmp)
1905 {
1906         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_INDEX);
1907         uasm_i_mtc0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* cp0 delay */
1908         uasm_il_bltz(p, r, tmp, label_r3000_write_probe_fail); /* cp0 delay */
1909         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_EPC); /* branch delay */
1910         uasm_i_tlbwi(p); /* cp0 delay */
1911         uasm_i_jr(p, tmp);
1912         uasm_i_rfe(p); /* branch delay */
1913         uasm_l_r3000_write_probe_fail(l, *p);
1914         uasm_i_tlbwr(p); /* cp0 delay */
1915         uasm_i_jr(p, tmp);
1916         uasm_i_rfe(p); /* branch delay */
1917 }
1918
1919 static void
1920 build_r3000_tlbchange_handler_head(u32 **p, unsigned int pte,
1921                                    unsigned int ptr)
1922 {
1923         long pgdc = (long)pgd_current;
1924
1925         uasm_i_mfc0(p, pte, C0_BADVADDR);
1926         uasm_i_lui(p, ptr, uasm_rel_hi(pgdc)); /* cp0 delay */
1927         uasm_i_lw(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
1928         uasm_i_srl(p, pte, pte, 22); /* load delay */
1929         uasm_i_sll(p, pte, pte, 2);
1930         uasm_i_addu(p, ptr, ptr, pte);
1931         uasm_i_mfc0(p, pte, C0_CONTEXT);
1932         uasm_i_lw(p, ptr, 0, ptr); /* cp0 delay */
1933         uasm_i_andi(p, pte, pte, 0xffc); /* load delay */
1934         uasm_i_addu(p, ptr, ptr, pte);
1935         uasm_i_lw(p, pte, 0, ptr);
1936         uasm_i_tlbp(p); /* load delay */
1937 }
1938
1939 static void build_r3000_tlb_load_handler(void)
1940 {
1941         u32 *p = (u32 *)handle_tlbl;
1942         struct uasm_label *l = labels;
1943         struct uasm_reloc *r = relocs;
1944
1945         memset(p, 0, handle_tlbl_end - (char *)p);
1946         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1947         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1948
1949         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1950         build_pte_present(&p, &r, K0, K1, -1, label_nopage_tlbl);
1951         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
1952         build_make_valid(&p, &r, K0, K1, -1);
1953         build_r3000_tlb_reload_write(&p, &l, &r, K0, K1);
1954
1955         uasm_l_nopage_tlbl(&l, p);
1956         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 0x0fffffff);
1957         uasm_i_nop(&p);
1958
1959         if (p >= (u32 *)handle_tlbl_end)
1960                 panic("TLB load handler fastpath space exceeded");
1961
1962         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1963         pr_debug("Wrote TLB load handler fastpath (%u instructions).\n",
1964                  (unsigned int)(p - (u32 *)handle_tlbl));
1965
1966         dump_handler("r3000_tlb_load", handle_tlbl, handle_tlbl_end);
1967 }
1968
1969 static void build_r3000_tlb_store_handler(void)
1970 {
1971         u32 *p = (u32 *)handle_tlbs;
1972         struct uasm_label *l = labels;
1973         struct uasm_reloc *r = relocs;
1974
1975         memset(p, 0, handle_tlbs_end - (char *)p);
1976         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1977         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1978
1979         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1980         build_pte_writable(&p, &r, K0, K1, -1, label_nopage_tlbs);
1981         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
1982         build_make_write(&p, &r, K0, K1, -1);
1983         build_r3000_tlb_reload_write(&p, &l, &r, K0, K1);
1984
1985         uasm_l_nopage_tlbs(&l, p);
1986         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1987         uasm_i_nop(&p);
1988
1989         if (p >= (u32 *)handle_tlbs_end)
1990                 panic("TLB store handler fastpath space exceeded");
1991
1992         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1993         pr_debug("Wrote TLB store handler fastpath (%u instructions).\n",
1994                  (unsigned int)(p - (u32 *)handle_tlbs));
1995
1996         dump_handler("r3000_tlb_store", handle_tlbs, handle_tlbs_end);
1997 }
1998
1999 static void build_r3000_tlb_modify_handler(void)
2000 {
2001         u32 *p = (u32 *)handle_tlbm;
2002         struct uasm_label *l = labels;
2003         struct uasm_reloc *r = relocs;
2004
2005         memset(p, 0, handle_tlbm_end - (char *)p);
2006         memset(labels, 0, sizeof(labels));
2007         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
2008
2009         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
2010         build_pte_modifiable(&p, &r, K0, K1,  -1, label_nopage_tlbm);
2011         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
2012         build_make_write(&p, &r, K0, K1, -1);
2013         build_r3000_pte_reload_tlbwi(&p, K0, K1);
2014
2015         uasm_l_nopage_tlbm(&l, p);
2016         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
2017         uasm_i_nop(&p);
2018
2019         if (p >= (u32 *)handle_tlbm_end)
2020                 panic("TLB modify handler fastpath space exceeded");
2021
2022         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
2023         pr_debug("Wrote TLB modify handler fastpath (%u instructions).\n",
2024                  (unsigned int)(p - (u32 *)handle_tlbm));
2025
2026         dump_handler("r3000_tlb_modify", handle_tlbm, handle_tlbm_end);
2027 }
2028 #endif /* CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT */
2029
2030 static bool cpu_has_tlbex_tlbp_race(void)
2031 {
2032         /*
2033          * When a Hardware Table Walker is running it can replace TLB entries
2034          * at any time, leading to a race between it & the CPU.
2035          */
2036         if (cpu_has_htw)
2037                 return true;
2038
2039         /*
2040          * If the CPU shares FTLB RAM with its siblings then our entry may be
2041          * replaced at any time by a sibling performing a write to the FTLB.
2042          */
2043         if (cpu_has_shared_ftlb_ram)
2044                 return true;
2045
2046         /* In all other cases there ought to be no race condition to handle */
2047         return false;
2048 }
2049
2050 /*
2051  * R4000 style TLB load/store/modify handlers.
2052  */
2053 static struct work_registers
2054 build_r4000_tlbchange_handler_head(u32 **p, struct uasm_label **l,
2055                                    struct uasm_reloc **r)
2056 {
2057         struct work_registers wr = build_get_work_registers(p);
2058
2059 #ifdef CONFIG_64BIT
2060         build_get_pmde64(p, l, r, wr.r1, wr.r2); /* get pmd in ptr */
2061 #else
2062         build_get_pgde32(p, wr.r1, wr.r2); /* get pgd in ptr */
2063 #endif
2064
2065 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
2066         /*
2067          * For huge tlb entries, pmd doesn't contain an address but
2068          * instead contains the tlb pte. Check the PAGE_HUGE bit and
2069          * see if we need to jump to huge tlb processing.
2070          */
2071         build_is_huge_pte(p, r, wr.r1, wr.r2, label_tlb_huge_update);
2072 #endif
2073
2074         UASM_i_MFC0(p, wr.r1, C0_BADVADDR);
2075         UASM_i_LW(p, wr.r2, 0, wr.r2);
2076         UASM_i_SRL(p, wr.r1, wr.r1, PAGE_SHIFT + PTE_ORDER - PTE_T_LOG2);
2077         uasm_i_andi(p, wr.r1, wr.r1, (PTRS_PER_PTE - 1) << PTE_T_LOG2);
2078         UASM_i_ADDU(p, wr.r2, wr.r2, wr.r1);
2079
2080 #ifdef CONFIG_SMP
2081         uasm_l_smp_pgtable_change(l, *p);
2082 #endif
2083         iPTE_LW(p, wr.r1, wr.r2); /* get even pte */
2084         if (!m4kc_tlbp_war()) {
2085                 build_tlb_probe_entry(p);
2086                 if (cpu_has_tlbex_tlbp_race()) {
2087                         /* race condition happens, leaving */
2088                         uasm_i_ehb(p);
2089                         uasm_i_mfc0(p, wr.r3, C0_INDEX);
2090                         uasm_il_bltz(p, r, wr.r3, label_leave);
2091                         uasm_i_nop(p);
2092                 }
2093         }
2094         return wr;
2095 }
2096
2097 static void
2098 build_r4000_tlbchange_handler_tail(u32 **p, struct uasm_label **l,
2099                                    struct uasm_reloc **r, unsigned int tmp,
2100                                    unsigned int ptr)
2101 {
2102         uasm_i_ori(p, ptr, ptr, sizeof(pte_t));
2103         uasm_i_xori(p, ptr, ptr, sizeof(pte_t));
2104         build_update_entries(p, tmp, ptr);
2105         build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_indexed);
2106         uasm_l_leave(l, *p);
2107         build_restore_work_registers(p);
2108         uasm_i_eret(p); /* return from trap */
2109
2110 #ifdef CONFIG_64BIT
2111         build_get_pgd_vmalloc64(p, l, r, tmp, ptr, not_refill);
2112 #endif
2113 }
2114
2115 static void build_r4000_tlb_load_handler(void)
2116 {
2117         u32 *p = (u32 *)msk_isa16_mode((ulong)handle_tlbl);
2118         struct uasm_label *l = labels;
2119         struct uasm_reloc *r = relocs;
2120         struct work_registers wr;
2121
2122         memset(p, 0, handle_tlbl_end - (char *)p);
2123         memset(labels, 0, sizeof(labels));
2124         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
2125
2126         if (bcm1250_m3_war()) {
2127                 unsigned int segbits = 44;
2128
2129                 uasm_i_dmfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
2130                 uasm_i_dmfc0(&p, K1, C0_ENTRYHI);
2131                 uasm_i_xor(&p, K0, K0, K1);
2132                 uasm_i_dsrl_safe(&p, K1, K0, 62);
2133                 uasm_i_dsrl_safe(&p, K0, K0, 12 + 1);
2134                 uasm_i_dsll_safe(&p, K0, K0, 64 + 12 + 1 - segbits);
2135                 uasm_i_or(&p, K0, K0, K1);
2136                 uasm_il_bnez(&p, &r, K0, label_leave);
2137                 /* No need for uasm_i_nop */
2138         }
2139
2140         wr = build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r);
2141         build_pte_present(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbl);
2142         if (m4kc_tlbp_war())
2143                 build_tlb_probe_entry(&p);
2144
2145         if (cpu_has_rixi && !cpu_has_rixiex) {
2146                 /*
2147                  * If the page is not _PAGE_VALID, RI or XI could not
2148                  * have triggered it.  Skip the expensive test..
2149                  */
2150                 if (use_bbit_insns()) {
2151                         uasm_il_bbit0(&p, &r, wr.r1, ilog2(_PAGE_VALID),
2152                                       label_tlbl_goaround1);
2153                 } else {
2154                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r1, _PAGE_VALID);
2155                         uasm_il_beqz(&p, &r, wr.r3, label_tlbl_goaround1);
2156                 }
2157                 uasm_i_nop(&p);
2158
2159                 /*
2160                  * Warn if something may race with us & replace the TLB entry
2161                  * before we read it here. Everything with such races should
2162                  * also have dedicated RiXi exception handlers, so this
2163                  * shouldn't be hit.
2164                  */
2165                 WARN(cpu_has_tlbex_tlbp_race(), "Unhandled race in RiXi path");
2166
2167                 uasm_i_tlbr(&p);
2168
2169                 switch (current_cpu_type()) {
2170                 default:
2171                         if (cpu_has_mips_r2_exec_hazard) {
2172                                 uasm_i_ehb(&p);
2173                         fallthrough;
2174
2175                 case CPU_CAVIUM_OCTEON:
2176                 case CPU_CAVIUM_OCTEON_PLUS:
2177                 case CPU_CAVIUM_OCTEON2:
2178                                 break;
2179                         }
2180                 }
2181
2182                 /* Examine  entrylo 0 or 1 based on ptr. */
2183                 if (use_bbit_insns()) {
2184                         uasm_i_bbit0(&p, wr.r2, ilog2(sizeof(pte_t)), 8);
2185                 } else {
2186                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r2, sizeof(pte_t));
2187                         uasm_i_beqz(&p, wr.r3, 8);
2188                 }
2189                 /* load it in the delay slot*/
2190                 UASM_i_MFC0(&p, wr.r3, C0_ENTRYLO0);
2191                 /* load it if ptr is odd */
2192                 UASM_i_MFC0(&p, wr.r3, C0_ENTRYLO1);
2193                 /*
2194                  * If the entryLo (now in wr.r3) is valid (bit 1), RI or
2195                  * XI must have triggered it.
2196                  */
2197                 if (use_bbit_insns()) {
2198                         uasm_il_bbit1(&p, &r, wr.r3, 1, label_nopage_tlbl);
2199                         uasm_i_nop(&p);
2200                         uasm_l_tlbl_goaround1(&l, p);
2201                 } else {
2202                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r3, 2);
2203                         uasm_il_bnez(&p, &r, wr.r3, label_nopage_tlbl);
2204                         uasm_i_nop(&p);
2205                 }
2206                 uasm_l_tlbl_goaround1(&l, p);
2207         }
2208         build_make_valid(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3);
2209         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, wr.r1, wr.r2);
2210
2211 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
2212         /*
2213          * This is the entry point when build_r4000_tlbchange_handler_head
2214          * spots a huge page.
2215          */
2216         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
2217         iPTE_LW(&p, wr.r1, wr.r2);
2218         build_pte_present(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbl);
2219         build_tlb_probe_entry(&p);
2220
2221         if (cpu_has_rixi && !cpu_has_rixiex) {
2222                 /*
2223                  * If the page is not _PAGE_VALID, RI or XI could not
2224                  * have triggered it.  Skip the expensive test..
2225                  */
2226                 if (use_bbit_insns()) {
2227                         uasm_il_bbit0(&p, &r, wr.r1, ilog2(_PAGE_VALID),
2228                                       label_tlbl_goaround2);
2229                 } else {
2230                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r1, _PAGE_VALID);
2231                         uasm_il_beqz(&p, &r, wr.r3, label_tlbl_goaround2);
2232                 }
2233                 uasm_i_nop(&p);
2234
2235                 /*
2236                  * Warn if something may race with us & replace the TLB entry
2237                  * before we read it here. Everything with such races should
2238                  * also have dedicated RiXi exception handlers, so this
2239                  * shouldn't be hit.
2240                  */
2241                 WARN(cpu_has_tlbex_tlbp_race(), "Unhandled race in RiXi path");
2242
2243                 uasm_i_tlbr(&p);
2244
2245                 switch (current_cpu_type()) {
2246                 default:
2247                         if (cpu_has_mips_r2_exec_hazard) {
2248                                 uasm_i_ehb(&p);
2249
2250                 case CPU_CAVIUM_OCTEON:
2251                 case CPU_CAVIUM_OCTEON_PLUS:
2252                 case CPU_CAVIUM_OCTEON2:
2253                                 break;
2254                         }
2255                 }
2256
2257                 /* Examine  entrylo 0 or 1 based on ptr. */
2258                 if (use_bbit_insns()) {
2259                         uasm_i_bbit0(&p, wr.r2, ilog2(sizeof(pte_t)), 8);
2260                 } else {
2261                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r2, sizeof(pte_t));
2262                         uasm_i_beqz(&p, wr.r3, 8);
2263                 }
2264                 /* load it in the delay slot*/
2265                 UASM_i_MFC0(&p, wr.r3, C0_ENTRYLO0);
2266                 /* load it if ptr is odd */
2267                 UASM_i_MFC0(&p, wr.r3, C0_ENTRYLO1);
2268                 /*
2269                  * If the entryLo (now in wr.r3) is valid (bit 1), RI or
2270                  * XI must have triggered it.
2271                  */
2272                 if (use_bbit_insns()) {
2273                         uasm_il_bbit0(&p, &r, wr.r3, 1, label_tlbl_goaround2);
2274                 } else {
2275                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r3, 2);
2276                         uasm_il_beqz(&p, &r, wr.r3, label_tlbl_goaround2);
2277                 }
2278                 if (PM_DEFAULT_MASK == 0)
2279                         uasm_i_nop(&p);
2280                 /*
2281                  * We clobbered C0_PAGEMASK, restore it.  On the other branch
2282                  * it is restored in build_huge_tlb_write_entry.
2283                  */
2284                 build_restore_pagemask(&p, &r, wr.r3, label_nopage_tlbl, 0);
2285
2286                 uasm_l_tlbl_goaround2(&l, p);
2287         }
2288         uasm_i_ori(&p, wr.r1, wr.r1, (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_VALID));
2289         build_huge_handler_tail(&p, &r, &l, wr.r1, wr.r2, 1);
2290 #endif
2291
2292         uasm_l_nopage_tlbl(&l, p);
2293         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPU_LOONGSON3_WORKAROUNDS))
2294                 uasm_i_sync(&p, 0);
2295         build_restore_work_registers(&p);
2296 #ifdef CONFIG_CPU_MICROMIPS
2297         if ((unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 1) {
2298                 uasm_i_lui(&p, K0, uasm_rel_hi((long)tlb_do_page_fault_0));
2299                 uasm_i_addiu(&p, K0, K0, uasm_rel_lo((long)tlb_do_page_fault_0));
2300                 uasm_i_jr(&p, K0);
2301         } else
2302 #endif
2303         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 0x0fffffff);
2304         uasm_i_nop(&p);
2305
2306         if (p >= (u32 *)handle_tlbl_end)
2307                 panic("TLB load handler fastpath space exceeded");
2308
2309         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
2310         pr_debug("Wrote TLB load handler fastpath (%u instructions).\n",
2311                  (unsigned int)(p - (u32 *)handle_tlbl));
2312
2313         dump_handler("r4000_tlb_load", handle_tlbl, handle_tlbl_end);
2314 }
2315
2316 static void build_r4000_tlb_store_handler(void)
2317 {
2318         u32 *p = (u32 *)msk_isa16_mode((ulong)handle_tlbs);
2319         struct uasm_label *l = labels;
2320         struct uasm_reloc *r = relocs;
2321         struct work_registers wr;
2322
2323         memset(p, 0, handle_tlbs_end - (char *)p);
2324         memset(labels, 0, sizeof(labels));
2325         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
2326
2327         wr = build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r);
2328         build_pte_writable(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbs);
2329         if (m4kc_tlbp_war())
2330                 build_tlb_probe_entry(&p);
2331         build_make_write(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3);
2332         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, wr.r1, wr.r2);
2333
2334 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
2335         /*
2336          * This is the entry point when
2337          * build_r4000_tlbchange_handler_head spots a huge page.
2338          */
2339         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
2340         iPTE_LW(&p, wr.r1, wr.r2);
2341         build_pte_writable(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbs);
2342         build_tlb_probe_entry(&p);
2343         uasm_i_ori(&p, wr.r1, wr.r1,
2344                    _PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
2345         build_huge_handler_tail(&p, &r, &l, wr.r1, wr.r2, 1);
2346 #endif
2347
2348         uasm_l_nopage_tlbs(&l, p);
2349         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPU_LOONGSON3_WORKAROUNDS))
2350                 uasm_i_sync(&p, 0);
2351         build_restore_work_registers(&p);
2352 #ifdef CONFIG_CPU_MICROMIPS
2353         if ((unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 1) {
2354                 uasm_i_lui(&p, K0, uasm_rel_hi((long)tlb_do_page_fault_1));
2355                 uasm_i_addiu(&p, K0, K0, uasm_rel_lo((long)tlb_do_page_fault_1));
2356                 uasm_i_jr(&p, K0);
2357         } else
2358 #endif
2359         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
2360         uasm_i_nop(&p);
2361
2362         if (p >= (u32 *)handle_tlbs_end)
2363                 panic("TLB store handler fastpath space exceeded");
2364
2365         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
2366         pr_debug("Wrote TLB store handler fastpath (%u instructions).\n",
2367                  (unsigned int)(p - (u32 *)handle_tlbs));
2368
2369         dump_handler("r4000_tlb_store", handle_tlbs, handle_tlbs_end);
2370 }
2371
2372 static void build_r4000_tlb_modify_handler(void)
2373 {
2374         u32 *p = (u32 *)msk_isa16_mode((ulong)handle_tlbm);
2375         struct uasm_label *l = labels;
2376         struct uasm_reloc *r = relocs;
2377         struct work_registers wr;
2378
2379         memset(p, 0, handle_tlbm_end - (char *)p);
2380         memset(labels, 0, sizeof(labels));
2381         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
2382
2383         wr = build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r);
2384         build_pte_modifiable(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbm);
2385         if (m4kc_tlbp_war())
2386                 build_tlb_probe_entry(&p);
2387         /* Present and writable bits set, set accessed and dirty bits. */
2388         build_make_write(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3);
2389         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, wr.r1, wr.r2);
2390
2391 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
2392         /*
2393          * This is the entry point when
2394          * build_r4000_tlbchange_handler_head spots a huge page.
2395          */
2396         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
2397         iPTE_LW(&p, wr.r1, wr.r2);
2398         build_pte_modifiable(&p, &r, wr.r1, wr.r2,  wr.r3, label_nopage_tlbm);
2399         build_tlb_probe_entry(&p);
2400         uasm_i_ori(&p, wr.r1, wr.r1,
2401                    _PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
2402         build_huge_handler_tail(&p, &r, &l, wr.r1, wr.r2, 0);
2403 #endif
2404
2405         uasm_l_nopage_tlbm(&l, p);
2406         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPU_LOONGSON3_WORKAROUNDS))
2407                 uasm_i_sync(&p, 0);
2408         build_restore_work_registers(&p);
2409 #ifdef CONFIG_CPU_MICROMIPS
2410         if ((unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 1) {
2411                 uasm_i_lui(&p, K0, uasm_rel_hi((long)tlb_do_page_fault_1));
2412                 uasm_i_addiu(&p, K0, K0, uasm_rel_lo((long)tlb_do_page_fault_1));
2413                 uasm_i_jr(&p, K0);
2414         } else
2415 #endif
2416         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
2417         uasm_i_nop(&p);
2418
2419         if (p >= (u32 *)handle_tlbm_end)
2420                 panic("TLB modify handler fastpath space exceeded");
2421
2422         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
2423         pr_debug("Wrote TLB modify handler fastpath (%u instructions).\n",
2424                  (unsigned int)(p - (u32 *)handle_tlbm));
2425
2426         dump_handler("r4000_tlb_modify", handle_tlbm, handle_tlbm_end);
2427 }
2428
2429 static void flush_tlb_handlers(void)
2430 {
2431         local_flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbl,
2432                            (unsigned long)handle_tlbl_end);
2433         local_flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbs,
2434                            (unsigned long)handle_tlbs_end);
2435         local_flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbm,
2436                            (unsigned long)handle_tlbm_end);
2437         local_flush_icache_range((unsigned long)tlbmiss_handler_setup_pgd,
2438                            (unsigned long)tlbmiss_handler_setup_pgd_end);
2439 }
2440
2441 static void print_htw_config(void)
2442 {
2443         unsigned long config;
2444         unsigned int pwctl;
2445         const int field = 2 * sizeof(unsigned long);
2446
2447         config = read_c0_pwfield();
2448         pr_debug("PWField (0x%0*lx): GDI: 0x%02lx  UDI: 0x%02lx  MDI: 0x%02lx  PTI: 0x%02lx  PTEI: 0x%02lx\n",
2449                 field, config,
2450                 (config & MIPS_PWFIELD_GDI_MASK) >> MIPS_PWFIELD_GDI_SHIFT,
2451                 (config & MIPS_PWFIELD_UDI_MASK) >> MIPS_PWFIELD_UDI_SHIFT,
2452                 (config & MIPS_PWFIELD_MDI_MASK) >> MIPS_PWFIELD_MDI_SHIFT,
2453                 (config & MIPS_PWFIELD_PTI_MASK) >> MIPS_PWFIELD_PTI_SHIFT,
2454                 (config & MIPS_PWFIELD_PTEI_MASK) >> MIPS_PWFIELD_PTEI_SHIFT);
2455
2456         config = read_c0_pwsize();
2457         pr_debug("PWSize  (0x%0*lx): PS: 0x%lx  GDW: 0x%02lx  UDW: 0x%02lx  MDW: 0x%02lx  PTW: 0x%02lx  PTEW: 0x%02lx\n",
2458                 field, config,
2459                 (config & MIPS_PWSIZE_PS_MASK) >> MIPS_PWSIZE_PS_SHIFT,
2460                 (config & MIPS_PWSIZE_GDW_MASK) >> MIPS_PWSIZE_GDW_SHIFT,
2461                 (config & MIPS_PWSIZE_UDW_MASK) >> MIPS_PWSIZE_UDW_SHIFT,
2462                 (config & MIPS_PWSIZE_MDW_MASK) >> MIPS_PWSIZE_MDW_SHIFT,
2463                 (config & MIPS_PWSIZE_PTW_MASK) >> MIPS_PWSIZE_PTW_SHIFT,
2464                 (config & MIPS_PWSIZE_PTEW_MASK) >> MIPS_PWSIZE_PTEW_SHIFT);
2465
2466         pwctl = read_c0_pwctl();
2467         pr_debug("PWCtl   (0x%x): PWEn: 0x%x  XK: 0x%x  XS: 0x%x  XU: 0x%x  DPH: 0x%x  HugePg: 0x%x  Psn: 0x%x\n",
2468                 pwctl,
2469                 (pwctl & MIPS_PWCTL_PWEN_MASK) >> MIPS_PWCTL_PWEN_SHIFT,
2470                 (pwctl & MIPS_PWCTL_XK_MASK) >> MIPS_PWCTL_XK_SHIFT,
2471                 (pwctl & MIPS_PWCTL_XS_MASK) >> MIPS_PWCTL_XS_SHIFT,
2472                 (pwctl & MIPS_PWCTL_XU_MASK) >> MIPS_PWCTL_XU_SHIFT,
2473                 (pwctl & MIPS_PWCTL_DPH_MASK) >> MIPS_PWCTL_DPH_SHIFT,
2474                 (pwctl & MIPS_PWCTL_HUGEPG_MASK) >> MIPS_PWCTL_HUGEPG_SHIFT,
2475                 (pwctl & MIPS_PWCTL_PSN_MASK) >> MIPS_PWCTL_PSN_SHIFT);
2476 }
2477
2478 static void config_htw_params(void)
2479 {
2480         unsigned long pwfield, pwsize, ptei;
2481         unsigned int config;
2482
2483         /*
2484          * We are using 2-level page tables, so we only need to
2485          * setup GDW and PTW appropriately. UDW and MDW will remain 0.
2486          * The default value of GDI/UDI/MDI/PTI is 0xc. It is illegal to
2487          * write values less than 0xc in these fields because the entire
2488          * write will be dropped. As a result of which, we must preserve
2489          * the original reset values and overwrite only what we really want.
2490          */
2491
2492         pwfield = read_c0_pwfield();
2493         /* re-initialize the GDI field */
2494         pwfield &= ~MIPS_PWFIELD_GDI_MASK;
2495         pwfield |= PGDIR_SHIFT << MIPS_PWFIELD_GDI_SHIFT;
2496         /* re-initialize the PTI field including the even/odd bit */
2497         pwfield &= ~MIPS_PWFIELD_PTI_MASK;
2498         pwfield |= PAGE_SHIFT << MIPS_PWFIELD_PTI_SHIFT;
2499         if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 3) {
2500                 pwfield &= ~MIPS_PWFIELD_MDI_MASK;
2501                 pwfield |= PMD_SHIFT << MIPS_PWFIELD_MDI_SHIFT;
2502         }
2503         /* Set the PTEI right shift */
2504         ptei = _PAGE_GLOBAL_SHIFT << MIPS_PWFIELD_PTEI_SHIFT;
2505         pwfield |= ptei;
2506         write_c0_pwfield(pwfield);
2507         /* Check whether the PTEI value is supported */
2508         back_to_back_c0_hazard();
2509         pwfield = read_c0_pwfield();
2510         if (((pwfield & MIPS_PWFIELD_PTEI_MASK) << MIPS_PWFIELD_PTEI_SHIFT)
2511                 != ptei) {
2512                 pr_warn("Unsupported PTEI field value: 0x%lx. HTW will not be enabled",
2513                         ptei);
2514                 /*
2515                  * Drop option to avoid HTW being enabled via another path
2516                  * (eg htw_reset())
2517                  */
2518                 current_cpu_data.options &= ~MIPS_CPU_HTW;
2519                 return;
2520         }
2521
2522         pwsize = ilog2(PTRS_PER_PGD) << MIPS_PWSIZE_GDW_SHIFT;
2523         pwsize |= ilog2(PTRS_PER_PTE) << MIPS_PWSIZE_PTW_SHIFT;
2524         if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 3)
2525                 pwsize |= ilog2(PTRS_PER_PMD) << MIPS_PWSIZE_MDW_SHIFT;
2526
2527         /* Set pointer size to size of directory pointers */
2528         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
2529                 pwsize |= MIPS_PWSIZE_PS_MASK;
2530         /* PTEs may be multiple pointers long (e.g. with XPA) */
2531         pwsize |= ((PTE_T_LOG2 - PGD_T_LOG2) << MIPS_PWSIZE_PTEW_SHIFT)
2532                         & MIPS_PWSIZE_PTEW_MASK;
2533
2534         write_c0_pwsize(pwsize);
2535
2536         /* Make sure everything is set before we enable the HTW */
2537         back_to_back_c0_hazard();
2538
2539         /*
2540          * Enable HTW (and only for XUSeg on 64-bit), and disable the rest of
2541          * the pwctl fields.
2542          */
2543         config = 1 << MIPS_PWCTL_PWEN_SHIFT;
2544         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
2545                 config |= MIPS_PWCTL_XU_MASK;
2546         write_c0_pwctl(config);
2547         pr_info("Hardware Page Table Walker enabled\n");
2548
2549         print_htw_config();
2550 }
2551
2552 static void config_xpa_params(void)
2553 {
2554 #ifdef CONFIG_XPA
2555         unsigned int pagegrain;
2556
2557         if (mips_xpa_disabled) {
2558                 pr_info("Extended Physical Addressing (XPA) disabled\n");
2559                 return;
2560         }
2561
2562         pagegrain = read_c0_pagegrain();
2563         write_c0_pagegrain(pagegrain | PG_ELPA);
2564         back_to_back_c0_hazard();
2565         pagegrain = read_c0_pagegrain();
2566
2567         if (pagegrain & PG_ELPA)
2568                 pr_info("Extended Physical Addressing (XPA) enabled\n");
2569         else
2570                 panic("Extended Physical Addressing (XPA) disabled");
2571 #endif
2572 }
2573
2574 static void check_pabits(void)
2575 {
2576         unsigned long entry;
2577         unsigned pabits, fillbits;
2578
2579         if (!cpu_has_rixi || !_PAGE_NO_EXEC) {
2580                 /*
2581                  * We'll only be making use of the fact that we can rotate bits
2582                  * into the fill if the CPU supports RIXI, so don't bother
2583                  * probing this for CPUs which don't.
2584                  */
2585                 return;
2586         }
2587
2588         write_c0_entrylo0(~0ul);
2589         back_to_back_c0_hazard();
2590         entry = read_c0_entrylo0();
2591
2592         /* clear all non-PFN bits */
2593         entry &= ~((1 << MIPS_ENTRYLO_PFN_SHIFT) - 1);
2594         entry &= ~(MIPS_ENTRYLO_RI | MIPS_ENTRYLO_XI);
2595
2596         /* find a lower bound on PABITS, and upper bound on fill bits */
2597         pabits = fls_long(entry) + 6;
2598         fillbits = max_t(int, (int)BITS_PER_LONG - pabits, 0);
2599
2600         /* minus the RI & XI bits */
2601         fillbits -= min_t(unsigned, fillbits, 2);
2602
2603         if (fillbits >= ilog2(_PAGE_NO_EXEC))
2604                 fill_includes_sw_bits = true;
2605
2606         pr_debug("Entry* registers contain %u fill bits\n", fillbits);
2607 }
2608
2609 void build_tlb_refill_handler(void)
2610 {
2611         /*
2612          * The refill handler is generated per-CPU, multi-node systems
2613          * may have local storage for it. The other handlers are only
2614          * needed once.
2615          */
2616         static int run_once = 0;
2617
2618         if (IS_ENABLED(CONFIG_XPA) && !cpu_has_rixi)
2619                 panic("Kernels supporting XPA currently require CPUs with RIXI");
2620
2621         output_pgtable_bits_defines();
2622         check_pabits();
2623
2624 #ifdef CONFIG_64BIT
2625         check_for_high_segbits = current_cpu_data.vmbits > (PGDIR_SHIFT + PGD_ORDER + PAGE_SHIFT - 3);
2626 #endif
2627
2628         if (cpu_has_3kex) {
2629 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
2630                 if (!run_once) {
2631                         build_setup_pgd();
2632                         build_r3000_tlb_refill_handler();
2633                         build_r3000_tlb_load_handler();
2634                         build_r3000_tlb_store_handler();
2635                         build_r3000_tlb_modify_handler();
2636                         flush_tlb_handlers();
2637                         run_once++;
2638                 }
2639 #else
2640                 panic("No R3000 TLB refill handler");
2641 #endif
2642                 return;
2643         }
2644
2645         if (cpu_has_ldpte)
2646                 setup_pw();
2647
2648         if (!run_once) {
2649                 scratch_reg = allocate_kscratch();
2650                 build_setup_pgd();
2651                 build_r4000_tlb_load_handler();
2652                 build_r4000_tlb_store_handler();
2653                 build_r4000_tlb_modify_handler();
2654                 if (cpu_has_ldpte)
2655                         build_loongson3_tlb_refill_handler();
2656                 else
2657                         build_r4000_tlb_refill_handler();
2658                 flush_tlb_handlers();
2659                 run_once++;
2660         }
2661         if (cpu_has_xpa)
2662                 config_xpa_params();
2663         if (cpu_has_htw)
2664                 config_htw_params();
2665 }