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
  32 #include <asm/cacheflush.h>
  33 #include <asm/cpu-type.h>
  34 #include <asm/mmu_context.h>
  35 #include <asm/pgtable.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 static inline int __maybe_unused bcm1250_m3_war(void)
  87 {
  88         return BCM1250_M3_WAR;
  89 }
  90
  91 static inline int __maybe_unused r10000_llsc_war(void)
  92 {
  93         return R10000_LLSC_WAR;
  94 }
  95
  96 static int use_bbit_insns(void)
  97 {
  98         switch (current_cpu_type()) {
  99         case CPU_CAVIUM_OCTEON:
 100         case CPU_CAVIUM_OCTEON_PLUS:
 101         case CPU_CAVIUM_OCTEON2:
 102         case CPU_CAVIUM_OCTEON3:
 103                 return 1;
 104         default:
 105                 return 0;
 106         }
 107 }
 108
 109 static int use_lwx_insns(void)
 110 {
 111         switch (current_cpu_type()) {
 112         case CPU_CAVIUM_OCTEON2:
 113         case CPU_CAVIUM_OCTEON3:
 114                 return 1;
 115         default:
 116                 return 0;
 117         }
 118 }
 119 #if defined(CONFIG_CAVIUM_OCTEON_CVMSEG_SIZE) && \
 120     CONFIG_CAVIUM_OCTEON_CVMSEG_SIZE > 0
 121 static bool scratchpad_available(void)
 122 {
 123         return true;
 124 }
 125 static int scratchpad_offset(int i)
 126 {
 127         /*
 128          * CVMSEG starts at address -32768 and extends for
 129          * CAVIUM_OCTEON_CVMSEG_SIZE 128 byte cache lines.
 130          */
 131         i += 1; /* Kernel use starts at the top and works down. */
 132         return CONFIG_CAVIUM_OCTEON_CVMSEG_SIZE * 128 - (8 * i) - 32768;
 133 }
 134 #else
 135 static bool scratchpad_available(void)
 136 {
 137         return false;
 138 }
 139 static int scratchpad_offset(int i)
 140 {
 141         BUG();
 142         /* Really unreachable, but evidently some GCC want this. */
 143         return 0;
 144 }
 145 #endif
 146 /*
 147  * Found by experiment: At least some revisions of the 4kc throw under
 148  * some circumstances a machine check exception, triggered by invalid
 149  * values in the index register.  Delaying the tlbp instruction until
 150  * after the next branch,  plus adding an additional nop in front of
 151  * tlbwi/tlbwr avoids the invalid index register values. Nobody knows
 152  * why; it's not an issue caused by the core RTL.
 153  *
 154  */
 155 static int m4kc_tlbp_war(void)
 156 {
 157         return current_cpu_type() == CPU_4KC;
 158 }
 159
 160 /* Handle labels (which must be positive integers). */
 161 enum label_id {
 162         label_second_part = 1,
 163         label_leave,
 164         label_vmalloc,
 165         label_vmalloc_done,
 166         label_tlbw_hazard_0,
 167         label_split = label_tlbw_hazard_0 + 8,
 168         label_tlbl_goaround1,
 169         label_tlbl_goaround2,
 170         label_nopage_tlbl,
 171         label_nopage_tlbs,
 172         label_nopage_tlbm,
 173         label_smp_pgtable_change,
 174         label_r3000_write_probe_fail,
 175         label_large_segbits_fault,
 176 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
 177         label_tlb_huge_update,
 178 #endif
 179 };
 180
 181 UASM_L_LA(_second_part)
 182 UASM_L_LA(_leave)
 183 UASM_L_LA(_vmalloc)
 184 UASM_L_LA(_vmalloc_done)
 185 /* _tlbw_hazard_x is handled differently.  */
 186 UASM_L_LA(_split)
 187 UASM_L_LA(_tlbl_goaround1)
 188 UASM_L_LA(_tlbl_goaround2)
 189 UASM_L_LA(_nopage_tlbl)
 190 UASM_L_LA(_nopage_tlbs)
 191 UASM_L_LA(_nopage_tlbm)
 192 UASM_L_LA(_smp_pgtable_change)
 193 UASM_L_LA(_r3000_write_probe_fail)
 194 UASM_L_LA(_large_segbits_fault)
 195 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
 196 UASM_L_LA(_tlb_huge_update)
 197 #endif
 198
 199 static int hazard_instance;
 200
 201 static void uasm_bgezl_hazard(u32 **p, struct uasm_reloc **r, int instance)
 202 {
 203         switch (instance) {
 204         case 0 ... 7:
 205                 uasm_il_bgezl(p, r, 0, label_tlbw_hazard_0 + instance);
 206                 return;
 207         default:
 208                 BUG();
 209         }
 210 }
 211
 212 static void uasm_bgezl_label(struct uasm_label **l, u32 **p, int instance)
 213 {
 214         switch (instance) {
 215         case 0 ... 7:
 216                 uasm_build_label(l, *p, label_tlbw_hazard_0 + instance);
 217                 break;
 218         default:
 219                 BUG();
 220         }
 221 }
 222
 223 /*
 224  * pgtable bits are assigned dynamically depending on processor feature
 225  * and statically based on kernel configuration.  This spits out the actual
 226  * values the kernel is using.  Required to make sense from disassembled
 227  * TLB exception handlers.
 228  */
 229 static void output_pgtable_bits_defines(void)
 230 {
 231 #define pr_define(fmt, ...)                                     \
 232         pr_debug("#define " fmt, ##__VA_ARGS__)
 233
 234         pr_debug("#include <asm/asm.h>\n");
 235         pr_debug("#include <asm/regdef.h>\n");
 236         pr_debug("\n");
 237
 238         pr_define("_PAGE_PRESENT_SHIFT %d\n", _PAGE_PRESENT_SHIFT);
 239         pr_define("_PAGE_NO_READ_SHIFT %d\n", _PAGE_NO_READ_SHIFT);
 240         pr_define("_PAGE_WRITE_SHIFT %d\n", _PAGE_WRITE_SHIFT);
 241         pr_define("_PAGE_ACCESSED_SHIFT %d\n", _PAGE_ACCESSED_SHIFT);
 242         pr_define("_PAGE_MODIFIED_SHIFT %d\n", _PAGE_MODIFIED_SHIFT);
 243 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
 244         pr_define("_PAGE_HUGE_SHIFT %d\n", _PAGE_HUGE_SHIFT);
 245 #endif
 246 #ifdef _PAGE_NO_EXEC_SHIFT
 247         if (cpu_has_rixi)
 248                 pr_define("_PAGE_NO_EXEC_SHIFT %d\n", _PAGE_NO_EXEC_SHIFT);
 249 #endif
 250         pr_define("_PAGE_GLOBAL_SHIFT %d\n", _PAGE_GLOBAL_SHIFT);
 251         pr_define("_PAGE_VALID_SHIFT %d\n", _PAGE_VALID_SHIFT);
 252         pr_define("_PAGE_DIRTY_SHIFT %d\n", _PAGE_DIRTY_SHIFT);
 253         pr_define("_PFN_SHIFT %d\n", _PFN_SHIFT);
 254         pr_debug("\n");
 255 }
 256
 257 static inline void dump_handler(const char *symbol, const void *start, const void *end)
 258 {
 259         unsigned int count = (end - start) / sizeof(u32);
 260         const u32 *handler = start;
 261         int i;
 262
 263         pr_debug("LEAF(%s)\n", symbol);
 264
 265         pr_debug("\t.set push\n");
 266         pr_debug("\t.set noreorder\n");
 267
 268         for (i = 0; i < count; i++)
 269                 pr_debug("\t.word\t0x%08x\t\t# %p\n", handler[i], &handler[i]);
 270
 271         pr_debug("\t.set\tpop\n");
 272
 273         pr_debug("\tEND(%s)\n", symbol);
 274 }
 275
 276 /* The only general purpose registers allowed in TLB handlers. */
 277 #define K0              26
 278 #define K1              27
 279
 280 /* Some CP0 registers */
 281 #define C0_INDEX        0, 0
 282 #define C0_ENTRYLO0     2, 0
 283 #define C0_TCBIND       2, 2
 284 #define C0_ENTRYLO1     3, 0
 285 #define C0_CONTEXT      4, 0
 286 #define C0_PAGEMASK     5, 0
 287 #define C0_PWBASE       5, 5
 288 #define C0_PWFIELD      5, 6
 289 #define C0_PWSIZE       5, 7
 290 #define C0_PWCTL        6, 6
 291 #define C0_BADVADDR     8, 0
 292 #define C0_PGD          9, 7
 293 #define C0_ENTRYHI      10, 0
 294 #define C0_EPC          14, 0
 295 #define C0_XCONTEXT     20, 0
 296
 297 #ifdef CONFIG_64BIT
 298 # define GET_CONTEXT(buf, reg) UASM_i_MFC0(buf, reg, C0_XCONTEXT)
 299 #else
 300 # define GET_CONTEXT(buf, reg) UASM_i_MFC0(buf, reg, C0_CONTEXT)
 301 #endif
 302
 303 /* The worst case length of the handler is around 18 instructions for
 304  * R3000-style TLBs and up to 63 instructions for R4000-style TLBs.
 305  * Maximum space available is 32 instructions for R3000 and 64
 306  * instructions for R4000.
 307  *
 308  * We deliberately chose a buffer size of 128, so we won't scribble
 309  * over anything important on overflow before we panic.
 310  */
 311 static u32 tlb_handler[128];
 312
 313 /* simply assume worst case size for labels and relocs */
 314 static struct uasm_label labels[128];
 315 static struct uasm_reloc relocs[128];
 316
 317 static int check_for_high_segbits;
 318 static bool fill_includes_sw_bits;
 319
 320 static unsigned int kscratch_used_mask;
 321
 322 static inline int __maybe_unused c0_kscratch(void)
 323 {
 324         switch (current_cpu_type()) {
 325         case CPU_XLP:
 326         case CPU_XLR:
 327                 return 22;
 328         default:
 329                 return 31;
 330         }
 331 }
 332
 333 static int allocate_kscratch(void)
 334 {
 335         int r;
 336         unsigned int a = cpu_data[0].kscratch_mask & ~kscratch_used_mask;
 337
 338         r = ffs(a);
 339
 340         if (r == 0)
 341                 return -1;
 342
 343         r--; /* make it zero based */
 344
 345         kscratch_used_mask |= (1 << r);
 346
 347         return r;
 348 }
 349
 350 static int scratch_reg;
 351 int pgd_reg;
 352 EXPORT_SYMBOL_GPL(pgd_reg);
 353 enum vmalloc64_mode {not_refill, refill_scratch, refill_noscratch};
 354
 355 static struct work_registers build_get_work_registers(u32 **p)
 356 {
 357         struct work_registers r;
 358
 359         if (scratch_reg >= 0) {
 360                 /* Save in CPU local C0_KScratch? */
 361                 UASM_i_MTC0(p, 1, c0_kscratch(), scratch_reg);
 362                 r.r1 = K0;
 363                 r.r2 = K1;
 364                 r.r3 = 1;
 365                 return r;
 366         }
 367
 368         if (num_possible_cpus() > 1) {
 369                 /* Get smp_processor_id */
 370                 UASM_i_CPUID_MFC0(p, K0, SMP_CPUID_REG);
 371                 UASM_i_SRL_SAFE(p, K0, K0, SMP_CPUID_REGSHIFT);
 372
 373                 /* handler_reg_save index in K0 */
 374                 UASM_i_SLL(p, K0, K0, ilog2(sizeof(struct tlb_reg_save)));
 375
 376                 UASM_i_LA(p, K1, (long)&handler_reg_save);
 377                 UASM_i_ADDU(p, K0, K0, K1);
 378         } else {
 379                 UASM_i_LA(p, K0, (long)&handler_reg_save);
 380         }
 381         /* K0 now points to save area, save $1 and $2  */
 382         UASM_i_SW(p, 1, offsetof(struct tlb_reg_save, a), K0);
 383         UASM_i_SW(p, 2, offsetof(struct tlb_reg_save, b), K0);
 384
 385         r.r1 = K1;
 386         r.r2 = 1;
 387         r.r3 = 2;
 388         return r;
 389 }
 390
 391 static void build_restore_work_registers(u32 **p)
 392 {
 393         if (scratch_reg >= 0) {
 394                 UASM_i_MFC0(p, 1, c0_kscratch(), scratch_reg);
 395                 return;
 396         }
 397         /* K0 already points to save area, restore $1 and $2  */
 398         UASM_i_LW(p, 1, offsetof(struct tlb_reg_save, a), K0);
 399         UASM_i_LW(p, 2, offsetof(struct tlb_reg_save, b), K0);
 400 }
 401
 402 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
 403
 404 /*
 405  * CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT implies 64 bit and lack of pgd_current,
 406  * we cannot do r3000 under these circumstances.
 407  *
 408  * The R3000 TLB handler is simple.
 409  */
 410 static void build_r3000_tlb_refill_handler(void)
 411 {
 412         long pgdc = (long)pgd_current;
 413         u32 *p;
 414
 415         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
 416         p = tlb_handler;
 417
 418         uasm_i_mfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
 419         uasm_i_lui(&p, K1, uasm_rel_hi(pgdc)); /* cp0 delay */
 420         uasm_i_lw(&p, K1, uasm_rel_lo(pgdc), K1);
 421         uasm_i_srl(&p, K0, K0, 22); /* load delay */
 422         uasm_i_sll(&p, K0, K0, 2);
 423         uasm_i_addu(&p, K1, K1, K0);
 424         uasm_i_mfc0(&p, K0, C0_CONTEXT);
 425         uasm_i_lw(&p, K1, 0, K1); /* cp0 delay */
 426         uasm_i_andi(&p, K0, K0, 0xffc); /* load delay */
 427         uasm_i_addu(&p, K1, K1, K0);
 428         uasm_i_lw(&p, K0, 0, K1);
 429         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
 430         uasm_i_mtc0(&p, K0, C0_ENTRYLO0);
 431         uasm_i_mfc0(&p, K1, C0_EPC); /* cp0 delay */
 432         uasm_i_tlbwr(&p); /* cp0 delay */
 433         uasm_i_jr(&p, K1);
 434         uasm_i_rfe(&p); /* branch delay */
 435
 436         if (p > tlb_handler + 32)
 437                 panic("TLB refill handler space exceeded");
 438
 439         pr_debug("Wrote TLB refill handler (%u instructions).\n",
 440                  (unsigned int)(p - tlb_handler));
 441
 442         memcpy((void *)ebase, tlb_handler, 0x80);
 443         local_flush_icache_range(ebase, ebase + 0x80);
 444         dump_handler("r3000_tlb_refill", (u32 *)ebase, (u32 *)(ebase + 0x80));
 445 }
 446 #endif /* CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT */
 447
 448 /*
 449  * The R4000 TLB handler is much more complicated. We have two
 450  * consecutive handler areas with 32 instructions space each.
 451  * Since they aren't used at the same time, we can overflow in the
 452  * other one.To keep things simple, we first assume linear space,
 453  * then we relocate it to the final handler layout as needed.
 454  */
 455 static u32 final_handler[64];
 456
 457 /*
 458  * Hazards
 459  *
 460  * From the IDT errata for the QED RM5230 (Nevada), processor revision 1.0:
 461  * 2. A timing hazard exists for the TLBP instruction.
 462  *
 463  *      stalling_instruction
 464  *      TLBP
 465  *
 466  * The JTLB is being read for the TLBP throughout the stall generated by the
 467  * previous instruction. This is not really correct as the stalling instruction
 468  * can modify the address used to access the JTLB.  The failure symptom is that
 469  * the TLBP instruction will use an address created for the stalling instruction
 470  * and not the address held in C0_ENHI and thus report the wrong results.
 471  *
 472  * The software work-around is to not allow the instruction preceding the TLBP
 473  * to stall - make it an NOP or some other instruction guaranteed not to stall.
 474  *
 475  * Errata 2 will not be fixed.  This errata is also on the R5000.
 476  *
 477  * As if we MIPS hackers wouldn't know how to nop pipelines happy ...
 478  */
 479 static void __maybe_unused build_tlb_probe_entry(u32 **p)
 480 {
 481         switch (current_cpu_type()) {
 482         /* Found by experiment: R4600 v2.0/R4700 needs this, too.  */
 483         case CPU_R4600:
 484         case CPU_R4700:
 485         case CPU_R5000:
 486         case CPU_NEVADA:
 487                 uasm_i_nop(p);
 488                 uasm_i_tlbp(p);
 489                 break;
 490
 491         default:
 492                 uasm_i_tlbp(p);
 493                 break;
 494         }
 495 }
 496
 497 void build_tlb_write_entry(u32 **p, struct uasm_label **l,
 498                            struct uasm_reloc **r,
 499                            enum tlb_write_entry wmode)
 500 {
 501         void(*tlbw)(u32 **) = NULL;
 502
 503         switch (wmode) {
 504         case tlb_random: tlbw = uasm_i_tlbwr; break;
 505         case tlb_indexed: tlbw = uasm_i_tlbwi; break;
 506         }
 507
 508         if (cpu_has_mips_r2_r6) {
 509                 if (cpu_has_mips_r2_exec_hazard)
 510                         uasm_i_ehb(p);
 511                 tlbw(p);
 512                 return;
 513         }
 514
 515         switch (current_cpu_type()) {
 516         case CPU_R4000PC:
 517         case CPU_R4000SC:
 518         case CPU_R4000MC:
 519         case CPU_R4400PC:
 520         case CPU_R4400SC:
 521         case CPU_R4400MC:
 522                 /*
 523                  * This branch uses up a mtc0 hazard nop slot and saves
 524                  * two nops after the tlbw instruction.
 525                  */
 526                 uasm_bgezl_hazard(p, r, hazard_instance);
 527                 tlbw(p);
 528                 uasm_bgezl_label(l, p, hazard_instance);
 529                 hazard_instance++;
 530                 uasm_i_nop(p);
 531                 break;
 532
 533         case CPU_R4600:
 534         case CPU_R4700:
 535                 uasm_i_nop(p);
 536                 tlbw(p);
 537                 uasm_i_nop(p);
 538                 break;
 539
 540         case CPU_R5000:
 541         case CPU_NEVADA:
 542                 uasm_i_nop(p); /* QED specifies 2 nops hazard */
 543                 uasm_i_nop(p); /* QED specifies 2 nops hazard */
 544                 tlbw(p);
 545                 break;
 546
 547         case CPU_R4300:
 548         case CPU_5KC:
 549         case CPU_TX49XX:
 550         case CPU_PR4450:
 551         case CPU_XLR:
 552                 uasm_i_nop(p);
 553                 tlbw(p);
 554                 break;
 555
 556         case CPU_R10000:
 557         case CPU_R12000:
 558         case CPU_R14000:
 559         case CPU_R16000:
 560         case CPU_4KC:
 561         case CPU_4KEC:
 562         case CPU_M14KC:
 563         case CPU_M14KEC:
 564         case CPU_SB1:
 565         case CPU_SB1A:
 566         case CPU_4KSC:
 567         case CPU_20KC:
 568         case CPU_25KF:
 569         case CPU_BMIPS32:
 570         case CPU_BMIPS3300:
 571         case CPU_BMIPS4350:
 572         case CPU_BMIPS4380:
 573         case CPU_BMIPS5000:
 574         case CPU_LOONGSON2:
 575         case CPU_LOONGSON3:
 576         case CPU_R5500:
 577                 if (m4kc_tlbp_war())
 578                         uasm_i_nop(p);
 579                 /* fall through */
 580         case CPU_ALCHEMY:
 581                 tlbw(p);
 582                 break;
 583
 584         case CPU_RM7000:
 585                 uasm_i_nop(p);
 586                 uasm_i_nop(p);
 587                 uasm_i_nop(p);
 588                 uasm_i_nop(p);
 589                 tlbw(p);
 590                 break;
 591
 592         case CPU_VR4111:
 593         case CPU_VR4121:
 594         case CPU_VR4122:
 595         case CPU_VR4181:
 596         case CPU_VR4181A:
 597                 uasm_i_nop(p);
 598                 uasm_i_nop(p);
 599                 tlbw(p);
 600                 uasm_i_nop(p);
 601                 uasm_i_nop(p);
 602                 break;
 603
 604         case CPU_VR4131:
 605         case CPU_VR4133:
 606         case CPU_R5432:
 607                 uasm_i_nop(p);
 608                 uasm_i_nop(p);
 609                 tlbw(p);
 610                 break;
 611
 612         case CPU_JZRISC:
 613                 tlbw(p);
 614                 uasm_i_nop(p);
 615                 break;
 616
 617         default:
 618                 panic("No TLB refill handler yet (CPU type: %d)",
 619                       current_cpu_type());
 620                 break;
 621         }
 622 }
 623 EXPORT_SYMBOL_GPL(build_tlb_write_entry);
 624
 625 static __maybe_unused void build_convert_pte_to_entrylo(u32 **p,
 626                                                         unsigned int reg)
 627 {
 628         if (_PAGE_GLOBAL_SHIFT == 0) {
 629                 /* pte_t is already in EntryLo format */
 630                 return;
 631         }
 632
 633         if (cpu_has_rixi && _PAGE_NO_EXEC) {
 634                 if (fill_includes_sw_bits) {
 635                         UASM_i_ROTR(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
 636                 } else {
 637                         UASM_i_SRL(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_NO_EXEC));
 638                         UASM_i_ROTR(p, reg, reg,
 639                                     ilog2(_PAGE_GLOBAL) - ilog2(_PAGE_NO_EXEC));
 640                 }
 641         } else {
 642 #ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
 643                 uasm_i_dsrl_safe(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
 644 #else
 645                 UASM_i_SRL(p, reg, reg, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
 646 #endif
 647         }
 648 }
 649
 650 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
 651
 652 static void build_restore_pagemask(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
 653                                    unsigned int tmp, enum label_id lid,
 654                                    int restore_scratch)
 655 {
 656         if (restore_scratch) {
 657                 /* Reset default page size */
 658                 if (PM_DEFAULT_MASK >> 16) {
 659                         uasm_i_lui(p, tmp, PM_DEFAULT_MASK >> 16);
 660                         uasm_i_ori(p, tmp, tmp, PM_DEFAULT_MASK & 0xffff);
 661                         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
 662                         uasm_il_b(p, r, lid);
 663                 } else if (PM_DEFAULT_MASK) {
 664                         uasm_i_ori(p, tmp, 0, PM_DEFAULT_MASK);
 665                         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
 666                         uasm_il_b(p, r, lid);
 667                 } else {
 668                         uasm_i_mtc0(p, 0, C0_PAGEMASK);
 669                         uasm_il_b(p, r, lid);
 670                 }
 671                 if (scratch_reg >= 0)
 672                         UASM_i_MFC0(p, 1, c0_kscratch(), scratch_reg);
 673                 else
 674                         UASM_i_LW(p, 1, scratchpad_offset(0), 0);
 675         } else {
 676                 /* Reset default page size */
 677                 if (PM_DEFAULT_MASK >> 16) {
 678                         uasm_i_lui(p, tmp, PM_DEFAULT_MASK >> 16);
 679                         uasm_i_ori(p, tmp, tmp, PM_DEFAULT_MASK & 0xffff);
 680                         uasm_il_b(p, r, lid);
 681                         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
 682                 } else if (PM_DEFAULT_MASK) {
 683                         uasm_i_ori(p, tmp, 0, PM_DEFAULT_MASK);
 684                         uasm_il_b(p, r, lid);
 685                         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
 686                 } else {
 687                         uasm_il_b(p, r, lid);
 688                         uasm_i_mtc0(p, 0, C0_PAGEMASK);
 689                 }
 690         }
 691 }
 692
 693 static void build_huge_tlb_write_entry(u32 **p, struct uasm_label **l,
 694                                        struct uasm_reloc **r,
 695                                        unsigned int tmp,
 696                                        enum tlb_write_entry wmode,
 697                                        int restore_scratch)
 698 {
 699         /* Set huge page tlb entry size */
 700         uasm_i_lui(p, tmp, PM_HUGE_MASK >> 16);
 701         uasm_i_ori(p, tmp, tmp, PM_HUGE_MASK & 0xffff);
 702         uasm_i_mtc0(p, tmp, C0_PAGEMASK);
 703
 704         build_tlb_write_entry(p, l, r, wmode);
 705
 706         build_restore_pagemask(p, r, tmp, label_leave, restore_scratch);
 707 }
 708
 709 /*
 710  * Check if Huge PTE is present, if so then jump to LABEL.
 711  */
 712 static void
 713 build_is_huge_pte(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int tmp,
 714                   unsigned int pmd, int lid)
 715 {
 716         UASM_i_LW(p, tmp, 0, pmd);
 717         if (use_bbit_insns()) {
 718                 uasm_il_bbit1(p, r, tmp, ilog2(_PAGE_HUGE), lid);
 719         } else {
 720                 uasm_i_andi(p, tmp, tmp, _PAGE_HUGE);
 721                 uasm_il_bnez(p, r, tmp, lid);
 722         }
 723 }
 724
 725 static void build_huge_update_entries(u32 **p, unsigned int pte,
 726                                       unsigned int tmp)
 727 {
 728         int small_sequence;
 729
 730         /*
 731          * A huge PTE describes an area the size of the
 732          * configured huge page size. This is twice the
 733          * of the large TLB entry size we intend to use.
 734          * A TLB entry half the size of the configured
 735          * huge page size is configured into entrylo0
 736          * and entrylo1 to cover the contiguous huge PTE
 737          * address space.
 738          */
 739         small_sequence = (HPAGE_SIZE >> 7) < 0x10000;
 740
 741         /* We can clobber tmp.  It isn't used after this.*/
 742         if (!small_sequence)
 743                 uasm_i_lui(p, tmp, HPAGE_SIZE >> (7 + 16));
 744
 745         build_convert_pte_to_entrylo(p, pte);
 746         UASM_i_MTC0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* load it */
 747         /* convert to entrylo1 */
 748         if (small_sequence)
 749                 UASM_i_ADDIU(p, pte, pte, HPAGE_SIZE >> 7);
 750         else
 751                 UASM_i_ADDU(p, pte, pte, tmp);
 752
 753         UASM_i_MTC0(p, pte, C0_ENTRYLO1); /* load it */
 754 }
 755
 756 static void build_huge_handler_tail(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
 757                                     struct uasm_label **l,
 758                                     unsigned int pte,
 759                                     unsigned int ptr,
 760                                     unsigned int flush)
 761 {
 762 #ifdef CONFIG_SMP
 763         UASM_i_SC(p, pte, 0, ptr);
 764         uasm_il_beqz(p, r, pte, label_tlb_huge_update);
 765         UASM_i_LW(p, pte, 0, ptr); /* Needed because SC killed our PTE */
 766 #else
 767         UASM_i_SW(p, pte, 0, ptr);
 768 #endif
 769         if (cpu_has_ftlb && flush) {
 770                 BUG_ON(!cpu_has_tlbinv);
 771
 772                 UASM_i_MFC0(p, ptr, C0_ENTRYHI);
 773                 uasm_i_ori(p, ptr, ptr, MIPS_ENTRYHI_EHINV);
 774                 UASM_i_MTC0(p, ptr, C0_ENTRYHI);
 775                 build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_indexed);
 776
 777                 uasm_i_xori(p, ptr, ptr, MIPS_ENTRYHI_EHINV);
 778                 UASM_i_MTC0(p, ptr, C0_ENTRYHI);
 779                 build_huge_update_entries(p, pte, ptr);
 780                 build_huge_tlb_write_entry(p, l, r, pte, tlb_random, 0);
 781
 782                 return;
 783         }
 784
 785         build_huge_update_entries(p, pte, ptr);
 786         build_huge_tlb_write_entry(p, l, r, pte, tlb_indexed, 0);
 787 }
 788 #endif /* CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT */
 789
 790 #ifdef CONFIG_64BIT
 791 /*
 792  * TMP and PTR are scratch.
 793  * TMP will be clobbered, PTR will hold the pmd entry.
 794  */
 795 void build_get_pmde64(u32 **p, struct uasm_label **l, struct uasm_reloc **r,
 796                       unsigned int tmp, unsigned int ptr)
 797 {
 798 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
 799         long pgdc = (long)pgd_current;
 800 #endif
 801         /*
 802          * The vmalloc handling is not in the hotpath.
 803          */
 804         uasm_i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR);
 805
 806         if (check_for_high_segbits) {
 807                 /*
 808                  * The kernel currently implicitely assumes that the
 809                  * MIPS SEGBITS parameter for the processor is
 810                  * (PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS) or less, and will never
 811                  * allocate virtual addresses outside the maximum
 812                  * range for SEGBITS = (PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS). But
 813                  * that doesn't prevent user code from accessing the
 814                  * higher xuseg addresses.  Here, we make sure that
 815                  * everything but the lower xuseg addresses goes down
 816                  * the module_alloc/vmalloc path.
 817                  */
 818                 uasm_i_dsrl_safe(p, ptr, tmp, PGDIR_SHIFT + PGD_ORDER + PAGE_SHIFT - 3);
 819                 uasm_il_bnez(p, r, ptr, label_vmalloc);
 820         } else {
 821                 uasm_il_bltz(p, r, tmp, label_vmalloc);
 822         }
 823         /* No uasm_i_nop needed here, since the next insn doesn't touch TMP. */
 824
 825         if (pgd_reg != -1) {
 826                 /* pgd is in pgd_reg */
 827                 if (cpu_has_ldpte)
 828                         UASM_i_MFC0(p, ptr, C0_PWBASE);
 829                 else
 830                         UASM_i_MFC0(p, ptr, c0_kscratch(), pgd_reg);
 831         } else {
 832 #if defined(CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT)
 833                 /*
 834                  * &pgd << 11 stored in CONTEXT [23..63].
 835                  */
 836                 UASM_i_MFC0(p, ptr, C0_CONTEXT);
 837
 838                 /* Clear lower 23 bits of context. */
 839                 uasm_i_dins(p, ptr, 0, 0, 23);
 840
 841                 /* 1 0  1 0 1  << 6  xkphys cached */
 842                 uasm_i_ori(p, ptr, ptr, 0x540);
 843                 uasm_i_drotr(p, ptr, ptr, 11);
 844 #elif defined(CONFIG_SMP)
 845                 UASM_i_CPUID_MFC0(p, ptr, SMP_CPUID_REG);
 846                 uasm_i_dsrl_safe(p, ptr, ptr, SMP_CPUID_PTRSHIFT);
 847                 UASM_i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
 848                 uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, tmp);
 849                 uasm_i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR);
 850                 uasm_i_ld(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
 851 #else
 852                 UASM_i_LA_mostly(p, ptr, pgdc);
 853                 uasm_i_ld(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
 854 #endif
 855         }
 856
 857         uasm_l_vmalloc_done(l, *p);
 858
 859         /* get pgd offset in bytes */
 860         uasm_i_dsrl_safe(p, tmp, tmp, PGDIR_SHIFT - 3);
 861
 862         uasm_i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PGD - 1)<<3);
 863         uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pgd offset */
 864 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
 865         uasm_i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
 866         uasm_i_ld(p, ptr, 0, ptr); /* get pud pointer */
 867         uasm_i_dsrl_safe(p, tmp, tmp, PUD_SHIFT - 3); /* get pud offset in bytes */
 868         uasm_i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PUD - 1) << 3);
 869         uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pud offset */
 870 #endif
 871 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
 872         uasm_i_dmfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
 873         uasm_i_ld(p, ptr, 0, ptr); /* get pmd pointer */
 874         uasm_i_dsrl_safe(p, tmp, tmp, PMD_SHIFT-3); /* get pmd offset in bytes */
 875         uasm_i_andi(p, tmp, tmp, (PTRS_PER_PMD - 1)<<3);
 876         uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pmd offset */
 877 #endif
 878 }
 879 EXPORT_SYMBOL_GPL(build_get_pmde64);
 880
 881 /*
 882  * BVADDR is the faulting address, PTR is scratch.
 883  * PTR will hold the pgd for vmalloc.
 884  */
 885 static void
 886 build_get_pgd_vmalloc64(u32 **p, struct uasm_label **l, struct uasm_reloc **r,
 887                         unsigned int bvaddr, unsigned int ptr,
 888                         enum vmalloc64_mode mode)
 889 {
 890         long swpd = (long)swapper_pg_dir;
 891         int single_insn_swpd;
 892         int did_vmalloc_branch = 0;
 893
 894         single_insn_swpd = uasm_in_compat_space_p(swpd) && !uasm_rel_lo(swpd);
 895
 896         uasm_l_vmalloc(l, *p);
 897
 898         if (mode != not_refill && check_for_high_segbits) {
 899                 if (single_insn_swpd) {
 900                         uasm_il_bltz(p, r, bvaddr, label_vmalloc_done);
 901                         uasm_i_lui(p, ptr, uasm_rel_hi(swpd));
 902                         did_vmalloc_branch = 1;
 903                         /* fall through */
 904                 } else {
 905                         uasm_il_bgez(p, r, bvaddr, label_large_segbits_fault);
 906                 }
 907         }
 908         if (!did_vmalloc_branch) {
 909                 if (single_insn_swpd) {
 910                         uasm_il_b(p, r, label_vmalloc_done);
 911                         uasm_i_lui(p, ptr, uasm_rel_hi(swpd));
 912                 } else {
 913                         UASM_i_LA_mostly(p, ptr, swpd);
 914                         uasm_il_b(p, r, label_vmalloc_done);
 915                         if (uasm_in_compat_space_p(swpd))
 916                                 uasm_i_addiu(p, ptr, ptr, uasm_rel_lo(swpd));
 917                         else
 918                                 uasm_i_daddiu(p, ptr, ptr, uasm_rel_lo(swpd));
 919                 }
 920         }
 921         if (mode != not_refill && check_for_high_segbits) {
 922                 uasm_l_large_segbits_fault(l, *p);
 923                 /*
 924                  * We get here if we are an xsseg address, or if we are
 925                  * an xuseg address above (PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS) boundary.
 926                  *
 927                  * Ignoring xsseg (assume disabled so would generate
 928                  * (address errors?), the only remaining possibility
 929                  * is the upper xuseg addresses.  On processors with
 930                  * TLB_SEGBITS <= PGDIR_SHIFT+PGDIR_BITS, these
 931                  * addresses would have taken an address error. We try
 932                  * to mimic that here by taking a load/istream page
 933                  * fault.
 934                  */
 935                 if (IS_ENABLED(CONFIG_CPU_LOONGSON3_WORKAROUNDS))
 936                         uasm_i_sync(p, 0);
 937                 UASM_i_LA(p, ptr, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0);
 938                 uasm_i_jr(p, ptr);
 939
 940                 if (mode == refill_scratch) {
 941                         if (scratch_reg >= 0)
 942                                 UASM_i_MFC0(p, 1, c0_kscratch(), scratch_reg);
 943                         else
 944                                 UASM_i_LW(p, 1, scratchpad_offset(0), 0);
 945                 } else {
 946                         uasm_i_nop(p);
 947                 }
 948         }
 949 }
 950
 951 #else /* !CONFIG_64BIT */
 952
 953 /*
 954  * TMP and PTR are scratch.
 955  * TMP will be clobbered, PTR will hold the pgd entry.
 956  */
 957 void build_get_pgde32(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptr)
 958 {
 959         if (pgd_reg != -1) {
 960                 /* pgd is in pgd_reg */
 961                 uasm_i_mfc0(p, ptr, c0_kscratch(), pgd_reg);
 962                 uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
 963         } else {
 964                 long pgdc = (long)pgd_current;
 965
 966                 /* 32 bit SMP has smp_processor_id() stored in CONTEXT. */
 967 #ifdef CONFIG_SMP
 968                 uasm_i_mfc0(p, ptr, SMP_CPUID_REG);
 969                 UASM_i_LA_mostly(p, tmp, pgdc);
 970                 uasm_i_srl(p, ptr, ptr, SMP_CPUID_PTRSHIFT);
 971                 uasm_i_addu(p, ptr, tmp, ptr);
 972 #else
 973                 UASM_i_LA_mostly(p, ptr, pgdc);
 974 #endif
 975                 uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_BADVADDR); /* get faulting address */
 976                 uasm_i_lw(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
 977         }
 978         uasm_i_srl(p, tmp, tmp, PGDIR_SHIFT); /* get pgd only bits */
 979         uasm_i_sll(p, tmp, tmp, PGD_T_LOG2);
 980         uasm_i_addu(p, ptr, ptr, tmp); /* add in pgd offset */
 981 }
 982 EXPORT_SYMBOL_GPL(build_get_pgde32);
 983
 984 #endif /* !CONFIG_64BIT */
 985
 986 static void build_adjust_context(u32 **p, unsigned int ctx)
 987 {
 988         unsigned int shift = 4 - (PTE_T_LOG2 + 1) + PAGE_SHIFT - 12;
 989         unsigned int mask = (PTRS_PER_PTE / 2 - 1) << (PTE_T_LOG2 + 1);
 990
 991         switch (current_cpu_type()) {
 992         case CPU_VR41XX:
 993         case CPU_VR4111:
 994         case CPU_VR4121:
 995         case CPU_VR4122:
 996         case CPU_VR4131:
 997         case CPU_VR4181:
 998         case CPU_VR4181A:
 999         case CPU_VR4133:
1000                 shift += 2;
1001                 break;
1002
1003         default:
1004                 break;
1005         }
1006
1007         if (shift)
1008                 UASM_i_SRL(p, ctx, ctx, shift);
1009         uasm_i_andi(p, ctx, ctx, mask);
1010 }
1011
1012 void build_get_ptep(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptr)
1013 {
1014         /*
1015          * Bug workaround for the Nevada. It seems as if under certain
1016          * circumstances the move from cp0_context might produce a
1017          * bogus result when the mfc0 instruction and its consumer are
1018          * in a different cacheline or a load instruction, probably any
1019          * memory reference, is between them.
1020          */
1021         switch (current_cpu_type()) {
1022         case CPU_NEVADA:
1023                 UASM_i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1024                 GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1025                 break;
1026
1027         default:
1028                 GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1029                 UASM_i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1030                 break;
1031         }
1032
1033         build_adjust_context(p, tmp);
1034         UASM_i_ADDU(p, ptr, ptr, tmp); /* add in offset */
1035 }
1036 EXPORT_SYMBOL_GPL(build_get_ptep);
1037
1038 void build_update_entries(u32 **p, unsigned int tmp, unsigned int ptep)
1039 {
1040         int pte_off_even = 0;
1041         int pte_off_odd = sizeof(pte_t);
1042
1043 #if defined(CONFIG_CPU_MIPS32) && defined(CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT)
1044         /* The low 32 bits of EntryLo is stored in pte_high */
1045         pte_off_even += offsetof(pte_t, pte_high);
1046         pte_off_odd += offsetof(pte_t, pte_high);
1047 #endif
1048
1049         if (IS_ENABLED(CONFIG_XPA)) {
1050                 uasm_i_lw(p, tmp, pte_off_even, ptep); /* even pte */
1051                 UASM_i_ROTR(p, tmp, tmp, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1052                 UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO0);
1053
1054                 if (cpu_has_xpa && !mips_xpa_disabled) {
1055                         uasm_i_lw(p, tmp, 0, ptep);
1056                         uasm_i_ext(p, tmp, tmp, 0, 24);
1057                         uasm_i_mthc0(p, tmp, C0_ENTRYLO0);
1058                 }
1059
1060                 uasm_i_lw(p, tmp, pte_off_odd, ptep); /* odd pte */
1061                 UASM_i_ROTR(p, tmp, tmp, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1062                 UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO1);
1063
1064                 if (cpu_has_xpa && !mips_xpa_disabled) {
1065                         uasm_i_lw(p, tmp, sizeof(pte_t), ptep);
1066                         uasm_i_ext(p, tmp, tmp, 0, 24);
1067                         uasm_i_mthc0(p, tmp, C0_ENTRYLO1);
1068                 }
1069                 return;
1070         }
1071
1072         UASM_i_LW(p, tmp, pte_off_even, ptep); /* get even pte */
1073         UASM_i_LW(p, ptep, pte_off_odd, ptep); /* get odd pte */
1074         if (r45k_bvahwbug())
1075                 build_tlb_probe_entry(p);
1076         build_convert_pte_to_entrylo(p, tmp);
1077         if (r4k_250MHZhwbug())
1078                 UASM_i_MTC0(p, 0, C0_ENTRYLO0);
1079         UASM_i_MTC0(p, tmp, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1080         build_convert_pte_to_entrylo(p, ptep);
1081         if (r45k_bvahwbug())
1082                 uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_INDEX);
1083         if (r4k_250MHZhwbug())
1084                 UASM_i_MTC0(p, 0, C0_ENTRYLO1);
1085         UASM_i_MTC0(p, ptep, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1086 }
1087 EXPORT_SYMBOL_GPL(build_update_entries);
1088
1089 struct mips_huge_tlb_info {
1090         int huge_pte;
1091         int restore_scratch;
1092         bool need_reload_pte;
1093 };
1094
1095 static struct mips_huge_tlb_info
1096 build_fast_tlb_refill_handler (u32 **p, struct uasm_label **l,
1097                                struct uasm_reloc **r, unsigned int tmp,
1098                                unsigned int ptr, int c0_scratch_reg)
1099 {
1100         struct mips_huge_tlb_info rv;
1101         unsigned int even, odd;
1102         int vmalloc_branch_delay_filled = 0;
1103         const int scratch = 1; /* Our extra working register */
1104
1105         rv.huge_pte = scratch;
1106         rv.restore_scratch = 0;
1107         rv.need_reload_pte = false;
1108
1109         if (check_for_high_segbits) {
1110                 UASM_i_MFC0(p, tmp, C0_BADVADDR);
1111
1112                 if (pgd_reg != -1)
1113                         UASM_i_MFC0(p, ptr, c0_kscratch(), pgd_reg);
1114                 else
1115                         UASM_i_MFC0(p, ptr, C0_CONTEXT);
1116
1117                 if (c0_scratch_reg >= 0)
1118                         UASM_i_MTC0(p, scratch, c0_kscratch(), c0_scratch_reg);
1119                 else
1120                         UASM_i_SW(p, scratch, scratchpad_offset(0), 0);
1121
1122                 uasm_i_dsrl_safe(p, scratch, tmp,
1123                                  PGDIR_SHIFT + PGD_ORDER + PAGE_SHIFT - 3);
1124                 uasm_il_bnez(p, r, scratch, label_vmalloc);
1125
1126                 if (pgd_reg == -1) {
1127                         vmalloc_branch_delay_filled = 1;
1128                         /* Clear lower 23 bits of context. */
1129                         uasm_i_dins(p, ptr, 0, 0, 23);
1130                 }
1131         } else {
1132                 if (pgd_reg != -1)
1133                         UASM_i_MFC0(p, ptr, c0_kscratch(), pgd_reg);
1134                 else
1135                         UASM_i_MFC0(p, ptr, C0_CONTEXT);
1136
1137                 UASM_i_MFC0(p, tmp, C0_BADVADDR);
1138
1139                 if (c0_scratch_reg >= 0)
1140                         UASM_i_MTC0(p, scratch, c0_kscratch(), c0_scratch_reg);
1141                 else
1142                         UASM_i_SW(p, scratch, scratchpad_offset(0), 0);
1143
1144                 if (pgd_reg == -1)
1145                         /* Clear lower 23 bits of context. */
1146                         uasm_i_dins(p, ptr, 0, 0, 23);
1147
1148                 uasm_il_bltz(p, r, tmp, label_vmalloc);
1149         }
1150
1151         if (pgd_reg == -1) {
1152                 vmalloc_branch_delay_filled = 1;
1153                 /* 1 0  1 0 1  << 6  xkphys cached */
1154                 uasm_i_ori(p, ptr, ptr, 0x540);
1155                 uasm_i_drotr(p, ptr, ptr, 11);
1156         }
1157
1158 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1159 #define LOC_PTEP scratch
1160 #else
1161 #define LOC_PTEP ptr
1162 #endif
1163
1164         if (!vmalloc_branch_delay_filled)
1165                 /* get pgd offset in bytes */
1166                 uasm_i_dsrl_safe(p, scratch, tmp, PGDIR_SHIFT - 3);
1167
1168         uasm_l_vmalloc_done(l, *p);
1169
1170         /*
1171          *                         tmp          ptr
1172          * fall-through case =   badvaddr  *pgd_current
1173          * vmalloc case      =   badvaddr  swapper_pg_dir
1174          */
1175
1176         if (vmalloc_branch_delay_filled)
1177                 /* get pgd offset in bytes */
1178                 uasm_i_dsrl_safe(p, scratch, tmp, PGDIR_SHIFT - 3);
1179
1180 #ifdef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1181         GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1182 #endif
1183         uasm_i_andi(p, scratch, scratch, (PTRS_PER_PGD - 1) << 3);
1184
1185         if (use_lwx_insns()) {
1186                 UASM_i_LWX(p, LOC_PTEP, scratch, ptr);
1187         } else {
1188                 uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, scratch); /* add in pgd offset */
1189                 uasm_i_ld(p, LOC_PTEP, 0, ptr); /* get pmd pointer */
1190         }
1191
1192 #ifndef __PAGETABLE_PUD_FOLDED
1193         /* get pud offset in bytes */
1194         uasm_i_dsrl_safe(p, scratch, tmp, PUD_SHIFT - 3);
1195         uasm_i_andi(p, scratch, scratch, (PTRS_PER_PUD - 1) << 3);
1196
1197         if (use_lwx_insns()) {
1198                 UASM_i_LWX(p, ptr, scratch, ptr);
1199         } else {
1200                 uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, scratch); /* add in pmd offset */
1201                 UASM_i_LW(p, ptr, 0, ptr);
1202         }
1203         /* ptr contains a pointer to PMD entry */
1204         /* tmp contains the address */
1205 #endif
1206
1207 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1208         /* get pmd offset in bytes */
1209         uasm_i_dsrl_safe(p, scratch, tmp, PMD_SHIFT - 3);
1210         uasm_i_andi(p, scratch, scratch, (PTRS_PER_PMD - 1) << 3);
1211         GET_CONTEXT(p, tmp); /* get context reg */
1212
1213         if (use_lwx_insns()) {
1214                 UASM_i_LWX(p, scratch, scratch, ptr);
1215         } else {
1216                 uasm_i_daddu(p, ptr, ptr, scratch); /* add in pmd offset */
1217                 UASM_i_LW(p, scratch, 0, ptr);
1218         }
1219 #endif
1220         /* Adjust the context during the load latency. */
1221         build_adjust_context(p, tmp);
1222
1223 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1224         uasm_il_bbit1(p, r, scratch, ilog2(_PAGE_HUGE), label_tlb_huge_update);
1225         /*
1226          * The in the LWX case we don't want to do the load in the
1227          * delay slot.  It cannot issue in the same cycle and may be
1228          * speculative and unneeded.
1229          */
1230         if (use_lwx_insns())
1231                 uasm_i_nop(p);
1232 #endif /* CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT */
1233
1234
1235         /* build_update_entries */
1236         if (use_lwx_insns()) {
1237                 even = ptr;
1238                 odd = tmp;
1239                 UASM_i_LWX(p, even, scratch, tmp);
1240                 UASM_i_ADDIU(p, tmp, tmp, sizeof(pte_t));
1241                 UASM_i_LWX(p, odd, scratch, tmp);
1242         } else {
1243                 UASM_i_ADDU(p, ptr, scratch, tmp); /* add in offset */
1244                 even = tmp;
1245                 odd = ptr;
1246                 UASM_i_LW(p, even, 0, ptr); /* get even pte */
1247                 UASM_i_LW(p, odd, sizeof(pte_t), ptr); /* get odd pte */
1248         }
1249         if (cpu_has_rixi) {
1250                 uasm_i_drotr(p, even, even, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1251                 UASM_i_MTC0(p, even, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1252                 uasm_i_drotr(p, odd, odd, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1253         } else {
1254                 uasm_i_dsrl_safe(p, even, even, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1255                 UASM_i_MTC0(p, even, C0_ENTRYLO0); /* load it */
1256                 uasm_i_dsrl_safe(p, odd, odd, ilog2(_PAGE_GLOBAL));
1257         }
1258         UASM_i_MTC0(p, odd, C0_ENTRYLO1); /* load it */
1259
1260         if (c0_scratch_reg >= 0) {
1261                 UASM_i_MFC0(p, scratch, c0_kscratch(), c0_scratch_reg);
1262                 build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_random);
1263                 uasm_l_leave(l, *p);
1264                 rv.restore_scratch = 1;
1265         } else if (PAGE_SHIFT == 14 || PAGE_SHIFT == 13)  {
1266                 build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_random);
1267                 uasm_l_leave(l, *p);
1268                 UASM_i_LW(p, scratch, scratchpad_offset(0), 0);
1269         } else {
1270                 UASM_i_LW(p, scratch, scratchpad_offset(0), 0);
1271                 build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_random);
1272                 uasm_l_leave(l, *p);
1273                 rv.restore_scratch = 1;
1274         }
1275
1276         uasm_i_eret(p); /* return from trap */
1277
1278         return rv;
1279 }
1280
1281 /*
1282  * For a 64-bit kernel, we are using the 64-bit XTLB refill exception
1283  * because EXL == 0.  If we wrap, we can also use the 32 instruction
1284  * slots before the XTLB refill exception handler which belong to the
1285  * unused TLB refill exception.
1286  */
1287 #define MIPS64_REFILL_INSNS 32
1288
1289 static void build_r4000_tlb_refill_handler(void)
1290 {
1291         u32 *p = tlb_handler;
1292         struct uasm_label *l = labels;
1293         struct uasm_reloc *r = relocs;
1294         u32 *f;
1295         unsigned int final_len;
1296         struct mips_huge_tlb_info htlb_info __maybe_unused;
1297         enum vmalloc64_mode vmalloc_mode __maybe_unused;
1298
1299         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
1300         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1301         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1302         memset(final_handler, 0, sizeof(final_handler));
1303
1304         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT) && (scratch_reg >= 0 || scratchpad_available()) && use_bbit_insns()) {
1305                 htlb_info = build_fast_tlb_refill_handler(&p, &l, &r, K0, K1,
1306                                                           scratch_reg);
1307                 vmalloc_mode = refill_scratch;
1308         } else {
1309                 htlb_info.huge_pte = K0;
1310                 htlb_info.restore_scratch = 0;
1311                 htlb_info.need_reload_pte = true;
1312                 vmalloc_mode = refill_noscratch;
1313                 /*
1314                  * create the plain linear handler
1315                  */
1316                 if (bcm1250_m3_war()) {
1317                         unsigned int segbits = 44;
1318
1319                         uasm_i_dmfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
1320                         uasm_i_dmfc0(&p, K1, C0_ENTRYHI);
1321                         uasm_i_xor(&p, K0, K0, K1);
1322                         uasm_i_dsrl_safe(&p, K1, K0, 62);
1323                         uasm_i_dsrl_safe(&p, K0, K0, 12 + 1);
1324                         uasm_i_dsll_safe(&p, K0, K0, 64 + 12 + 1 - segbits);
1325                         uasm_i_or(&p, K0, K0, K1);
1326                         uasm_il_bnez(&p, &r, K0, label_leave);
1327                         /* No need for uasm_i_nop */
1328                 }
1329
1330 #ifdef CONFIG_64BIT
1331                 build_get_pmde64(&p, &l, &r, K0, K1); /* get pmd in K1 */
1332 #else
1333                 build_get_pgde32(&p, K0, K1); /* get pgd in K1 */
1334 #endif
1335
1336 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1337                 build_is_huge_pte(&p, &r, K0, K1, label_tlb_huge_update);
1338 #endif
1339
1340                 build_get_ptep(&p, K0, K1);
1341                 build_update_entries(&p, K0, K1);
1342                 build_tlb_write_entry(&p, &l, &r, tlb_random);
1343                 uasm_l_leave(&l, p);
1344                 uasm_i_eret(&p); /* return from trap */
1345         }
1346 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1347         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
1348         if (htlb_info.need_reload_pte)
1349                 UASM_i_LW(&p, htlb_info.huge_pte, 0, K1);
1350         build_huge_update_entries(&p, htlb_info.huge_pte, K1);
1351         build_huge_tlb_write_entry(&p, &l, &r, K0, tlb_random,
1352                                    htlb_info.restore_scratch);
1353 #endif
1354
1355 #ifdef CONFIG_64BIT
1356         build_get_pgd_vmalloc64(&p, &l, &r, K0, K1, vmalloc_mode);
1357 #endif
1358
1359         /*
1360          * Overflow check: For the 64bit handler, we need at least one
1361          * free instruction slot for the wrap-around branch. In worst
1362          * case, if the intended insertion point is a delay slot, we
1363          * need three, with the second nop'ed and the third being
1364          * unused.
1365          */
1366         switch (boot_cpu_type()) {
1367         default:
1368                 if (sizeof(long) == 4) {
1369         case CPU_LOONGSON2:
1370                 /* Loongson2 ebase is different than r4k, we have more space */
1371                         if ((p - tlb_handler) > 64)
1372                                 panic("TLB refill handler space exceeded");
1373                         /*
1374                          * Now fold the handler in the TLB refill handler space.
1375                          */
1376                         f = final_handler;
1377                         /* Simplest case, just copy the handler. */
1378                         uasm_copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, p, f);
1379                         final_len = p - tlb_handler;
1380                         break;
1381                 } else {
1382                         if (((p - tlb_handler) > (MIPS64_REFILL_INSNS * 2) - 1)
1383                             || (((p - tlb_handler) > (MIPS64_REFILL_INSNS * 2) - 3)
1384                                 && uasm_insn_has_bdelay(relocs,
1385                                                         tlb_handler + MIPS64_REFILL_INSNS - 3)))
1386                                 panic("TLB refill handler space exceeded");
1387                         /*
1388                          * Now fold the handler in the TLB refill handler space.
1389                          */
1390                         f = final_handler + MIPS64_REFILL_INSNS;
1391                         if ((p - tlb_handler) <= MIPS64_REFILL_INSNS) {
1392                                 /* Just copy the handler. */
1393                                 uasm_copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, p, f);
1394                                 final_len = p - tlb_handler;
1395                         } else {
1396 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1397                                 const enum label_id ls = label_tlb_huge_update;
1398 #else
1399                                 const enum label_id ls = label_vmalloc;
1400 #endif
1401                                 u32 *split;
1402                                 int ov = 0;
1403                                 int i;
1404
1405                                 for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(labels) && labels[i].lab != ls; i++)
1406                                         ;
1407                                 BUG_ON(i == ARRAY_SIZE(labels));
1408                                 split = labels[i].addr;
1409
1410                                 /*
1411                                  * See if we have overflown one way or the other.
1412                                  */
1413                                 if (split > tlb_handler + MIPS64_REFILL_INSNS ||
1414                                     split < p - MIPS64_REFILL_INSNS)
1415                                         ov = 1;
1416
1417                                 if (ov) {
1418                                         /*
1419                                          * Split two instructions before the end.  One
1420                                          * for the branch and one for the instruction
1421                                          * in the delay slot.
1422                                          */
1423                                         split = tlb_handler + MIPS64_REFILL_INSNS - 2;
1424
1425                                         /*
1426                                          * If the branch would fall in a delay slot,
1427                                          * we must back up an additional instruction
1428                                          * so that it is no longer in a delay slot.
1429                                          */
1430                                         if (uasm_insn_has_bdelay(relocs, split - 1))
1431                                                 split--;
1432                                 }
1433                                 /* Copy first part of the handler. */
1434                                 uasm_copy_handler(relocs, labels, tlb_handler, split, f);
1435                                 f += split - tlb_handler;
1436
1437                                 if (ov) {
1438                                         /* Insert branch. */
1439                                         uasm_l_split(&l, final_handler);
1440                                         uasm_il_b(&f, &r, label_split);
1441                                         if (uasm_insn_has_bdelay(relocs, split))
1442                                                 uasm_i_nop(&f);
1443                                         else {
1444                                                 uasm_copy_handler(relocs, labels,
1445                                                                   split, split + 1, f);
1446                                                 uasm_move_labels(labels, f, f + 1, -1);
1447                                                 f++;
1448                                                 split++;
1449                                         }
1450                                 }
1451
1452                                 /* Copy the rest of the handler. */
1453                                 uasm_copy_handler(relocs, labels, split, p, final_handler);
1454                                 final_len = (f - (final_handler + MIPS64_REFILL_INSNS)) +
1455                                             (p - split);
1456                         }
1457                 }
1458                 break;
1459         }
1460
1461         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1462         pr_debug("Wrote TLB refill handler (%u instructions).\n",
1463                  final_len);
1464
1465         memcpy((void *)ebase, final_handler, 0x100);
1466         local_flush_icache_range(ebase, ebase + 0x100);
1467         dump_handler("r4000_tlb_refill", (u32 *)ebase, (u32 *)(ebase + 0x100));
1468 }
1469
1470 static void setup_pw(void)
1471 {
1472         unsigned long pgd_i, pgd_w;
1473 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1474         unsigned long pmd_i, pmd_w;
1475 #endif
1476         unsigned long pt_i, pt_w;
1477         unsigned long pte_i, pte_w;
1478 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1479         unsigned long psn;
1480
1481         psn = ilog2(_PAGE_HUGE);     /* bit used to indicate huge page */
1482 #endif
1483         pgd_i = PGDIR_SHIFT;  /* 1st level PGD */
1484 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1485         pgd_w = PGDIR_SHIFT - PMD_SHIFT + PGD_ORDER;
1486
1487         pmd_i = PMD_SHIFT;    /* 2nd level PMD */
1488         pmd_w = PMD_SHIFT - PAGE_SHIFT;
1489 #else
1490         pgd_w = PGDIR_SHIFT - PAGE_SHIFT + PGD_ORDER;
1491 #endif
1492
1493         pt_i  = PAGE_SHIFT;    /* 3rd level PTE */
1494         pt_w  = PAGE_SHIFT - 3;
1495
1496         pte_i = ilog2(_PAGE_GLOBAL);
1497         pte_w = 0;
1498
1499 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1500         write_c0_pwfield(pgd_i << 24 | pmd_i << 12 | pt_i << 6 | pte_i);
1501         write_c0_pwsize(1 << 30 | pgd_w << 24 | pmd_w << 12 | pt_w << 6 | pte_w);
1502 #else
1503         write_c0_pwfield(pgd_i << 24 | pt_i << 6 | pte_i);
1504         write_c0_pwsize(1 << 30 | pgd_w << 24 | pt_w << 6 | pte_w);
1505 #endif
1506
1507 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
1508         write_c0_pwctl(1 << 6 | psn);
1509 #endif
1510         write_c0_kpgd((long)swapper_pg_dir);
1511         kscratch_used_mask |= (1 << 7); /* KScratch6 is used for KPGD */
1512 }
1513
1514 static void build_loongson3_tlb_refill_handler(void)
1515 {
1516         u32 *p = tlb_handler;
1517         struct uasm_label *l = labels;
1518         struct uasm_reloc *r = relocs;
1519
1520         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1521         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1522         memset(tlb_handler, 0, sizeof(tlb_handler));
1523
1524         if (check_for_high_segbits) {
1525                 uasm_i_dmfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
1526                 uasm_i_dsrl_safe(&p, K1, K0, PGDIR_SHIFT + PGD_ORDER + PAGE_SHIFT - 3);
1527                 uasm_il_beqz(&p, &r, K1, label_vmalloc);
1528                 uasm_i_nop(&p);
1529
1530                 uasm_il_bgez(&p, &r, K0, label_large_segbits_fault);
1531                 uasm_i_nop(&p);
1532                 uasm_l_vmalloc(&l, p);
1533         }
1534
1535         uasm_i_dmfc0(&p, K1, C0_PGD);
1536
1537         uasm_i_lddir(&p, K0, K1, 3);  /* global page dir */
1538 #ifndef __PAGETABLE_PMD_FOLDED
1539         uasm_i_lddir(&p, K1, K0, 1);  /* middle page dir */
1540 #endif
1541         uasm_i_ldpte(&p, K1, 0);      /* even */
1542         uasm_i_ldpte(&p, K1, 1);      /* odd */
1543         uasm_i_tlbwr(&p);
1544
1545         /* restore page mask */
1546         if (PM_DEFAULT_MASK >> 16) {
1547                 uasm_i_lui(&p, K0, PM_DEFAULT_MASK >> 16);
1548                 uasm_i_ori(&p, K0, K0, PM_DEFAULT_MASK & 0xffff);
1549                 uasm_i_mtc0(&p, K0, C0_PAGEMASK);
1550         } else if (PM_DEFAULT_MASK) {
1551                 uasm_i_ori(&p, K0, 0, PM_DEFAULT_MASK);
1552                 uasm_i_mtc0(&p, K0, C0_PAGEMASK);
1553         } else {
1554                 uasm_i_mtc0(&p, 0, C0_PAGEMASK);
1555         }
1556
1557         uasm_i_eret(&p);
1558
1559         if (check_for_high_segbits) {
1560                 uasm_l_large_segbits_fault(&l, p);
1561                 UASM_i_LA(&p, K1, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0);
1562                 uasm_i_jr(&p, K1);
1563                 uasm_i_nop(&p);
1564         }
1565
1566         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1567         memcpy((void *)(ebase + 0x80), tlb_handler, 0x80);
1568         local_flush_icache_range(ebase + 0x80, ebase + 0x100);
1569         dump_handler("loongson3_tlb_refill",
1570                      (u32 *)(ebase + 0x80), (u32 *)(ebase + 0x100));
1571 }
1572
1573 static void build_setup_pgd(void)
1574 {
1575         const int a0 = 4;
1576         const int __maybe_unused a1 = 5;
1577         const int __maybe_unused a2 = 6;
1578         u32 *p = (u32 *)msk_isa16_mode((ulong)tlbmiss_handler_setup_pgd);
1579 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
1580         long pgdc = (long)pgd_current;
1581 #endif
1582
1583         memset(p, 0, tlbmiss_handler_setup_pgd_end - (char *)p);
1584         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1585         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1586         pgd_reg = allocate_kscratch();
1587 #ifdef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
1588         if (pgd_reg == -1) {
1589                 struct uasm_label *l = labels;
1590                 struct uasm_reloc *r = relocs;
1591
1592                 /* PGD << 11 in c0_Context */
1593                 /*
1594                  * If it is a ckseg0 address, convert to a physical
1595                  * address.  Shifting right by 29 and adding 4 will
1596                  * result in zero for these addresses.
1597                  *
1598                  */
1599                 UASM_i_SRA(&p, a1, a0, 29);
1600                 UASM_i_ADDIU(&p, a1, a1, 4);
1601                 uasm_il_bnez(&p, &r, a1, label_tlbl_goaround1);
1602                 uasm_i_nop(&p);
1603                 uasm_i_dinsm(&p, a0, 0, 29, 64 - 29);
1604                 uasm_l_tlbl_goaround1(&l, p);
1605                 UASM_i_SLL(&p, a0, a0, 11);
1606                 uasm_i_jr(&p, 31);
1607                 UASM_i_MTC0(&p, a0, C0_CONTEXT);
1608         } else {
1609                 /* PGD in c0_KScratch */
1610                 uasm_i_jr(&p, 31);
1611                 if (cpu_has_ldpte)
1612                         UASM_i_MTC0(&p, a0, C0_PWBASE);
1613                 else
1614                         UASM_i_MTC0(&p, a0, c0_kscratch(), pgd_reg);
1615         }
1616 #else
1617 #ifdef CONFIG_SMP
1618         /* Save PGD to pgd_current[smp_processor_id()] */
1619         UASM_i_CPUID_MFC0(&p, a1, SMP_CPUID_REG);
1620         UASM_i_SRL_SAFE(&p, a1, a1, SMP_CPUID_PTRSHIFT);
1621         UASM_i_LA_mostly(&p, a2, pgdc);
1622         UASM_i_ADDU(&p, a2, a2, a1);
1623         UASM_i_SW(&p, a0, uasm_rel_lo(pgdc), a2);
1624 #else
1625         UASM_i_LA_mostly(&p, a2, pgdc);
1626         UASM_i_SW(&p, a0, uasm_rel_lo(pgdc), a2);
1627 #endif /* SMP */
1628         uasm_i_jr(&p, 31);
1629
1630         /* if pgd_reg is allocated, save PGD also to scratch register */
1631         if (pgd_reg != -1)
1632                 UASM_i_MTC0(&p, a0, c0_kscratch(), pgd_reg);
1633         else
1634                 uasm_i_nop(&p);
1635 #endif
1636         if (p >= (u32 *)tlbmiss_handler_setup_pgd_end)
1637                 panic("tlbmiss_handler_setup_pgd space exceeded");
1638
1639         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1640         pr_debug("Wrote tlbmiss_handler_setup_pgd (%u instructions).\n",
1641                  (unsigned int)(p - (u32 *)tlbmiss_handler_setup_pgd));
1642
1643         dump_handler("tlbmiss_handler", tlbmiss_handler_setup_pgd,
1644                                         tlbmiss_handler_setup_pgd_end);
1645 }
1646
1647 static void
1648 iPTE_LW(u32 **p, unsigned int pte, unsigned int ptr)
1649 {
1650 #ifdef CONFIG_SMP
1651         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPU_LOONGSON3_WORKAROUNDS))
1652                 uasm_i_sync(p, 0);
1653 # ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1654         if (cpu_has_64bits)
1655                 uasm_i_lld(p, pte, 0, ptr);
1656         else
1657 # endif
1658                 UASM_i_LL(p, pte, 0, ptr);
1659 #else
1660 # ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1661         if (cpu_has_64bits)
1662                 uasm_i_ld(p, pte, 0, ptr);
1663         else
1664 # endif
1665                 UASM_i_LW(p, pte, 0, ptr);
1666 #endif
1667 }
1668
1669 static void
1670 iPTE_SW(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int pte, unsigned int ptr,
1671         unsigned int mode, unsigned int scratch)
1672 {
1673         unsigned int hwmode = mode & (_PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
1674         unsigned int swmode = mode & ~hwmode;
1675
1676         if (IS_ENABLED(CONFIG_XPA) && !cpu_has_64bits) {
1677                 uasm_i_lui(p, scratch, swmode >> 16);
1678                 uasm_i_or(p, pte, pte, scratch);
1679                 BUG_ON(swmode & 0xffff);
1680         } else {
1681                 uasm_i_ori(p, pte, pte, mode);
1682         }
1683
1684 #ifdef CONFIG_SMP
1685 # ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1686         if (cpu_has_64bits)
1687                 uasm_i_scd(p, pte, 0, ptr);
1688         else
1689 # endif
1690                 UASM_i_SC(p, pte, 0, ptr);
1691
1692         if (r10000_llsc_war())
1693                 uasm_il_beqzl(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1694         else
1695                 uasm_il_beqz(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1696
1697 # ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1698         if (!cpu_has_64bits) {
1699                 /* no uasm_i_nop needed */
1700                 uasm_i_ll(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1701                 uasm_i_ori(p, pte, pte, hwmode);
1702                 BUG_ON(hwmode & ~0xffff);
1703                 uasm_i_sc(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1704                 uasm_il_beqz(p, r, pte, label_smp_pgtable_change);
1705                 /* no uasm_i_nop needed */
1706                 uasm_i_lw(p, pte, 0, ptr);
1707         } else
1708                 uasm_i_nop(p);
1709 # else
1710         uasm_i_nop(p);
1711 # endif
1712 #else
1713 # ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1714         if (cpu_has_64bits)
1715                 uasm_i_sd(p, pte, 0, ptr);
1716         else
1717 # endif
1718                 UASM_i_SW(p, pte, 0, ptr);
1719
1720 # ifdef CONFIG_PHYS_ADDR_T_64BIT
1721         if (!cpu_has_64bits) {
1722                 uasm_i_lw(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1723                 uasm_i_ori(p, pte, pte, hwmode);
1724                 BUG_ON(hwmode & ~0xffff);
1725                 uasm_i_sw(p, pte, sizeof(pte_t) / 2, ptr);
1726                 uasm_i_lw(p, pte, 0, ptr);
1727         }
1728 # endif
1729 #endif
1730 }
1731
1732 /*
1733  * Check if PTE is present, if not then jump to LABEL. PTR points to
1734  * the page table where this PTE is located, PTE will be re-loaded
1735  * with it's original value.
1736  */
1737 static void
1738 build_pte_present(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
1739                   int pte, int ptr, int scratch, enum label_id lid)
1740 {
1741         int t = scratch >= 0 ? scratch : pte;
1742         int cur = pte;
1743
1744         if (cpu_has_rixi) {
1745                 if (use_bbit_insns()) {
1746                         uasm_il_bbit0(p, r, pte, ilog2(_PAGE_PRESENT), lid);
1747                         uasm_i_nop(p);
1748                 } else {
1749                         if (_PAGE_PRESENT_SHIFT) {
1750                                 uasm_i_srl(p, t, cur, _PAGE_PRESENT_SHIFT);
1751                                 cur = t;
1752                         }
1753                         uasm_i_andi(p, t, cur, 1);
1754                         uasm_il_beqz(p, r, t, lid);
1755                         if (pte == t)
1756                                 /* You lose the SMP race :-(*/
1757                                 iPTE_LW(p, pte, ptr);
1758                 }
1759         } else {
1760                 if (_PAGE_PRESENT_SHIFT) {
1761                         uasm_i_srl(p, t, cur, _PAGE_PRESENT_SHIFT);
1762                         cur = t;
1763                 }
1764                 uasm_i_andi(p, t, cur,
1765                         (_PAGE_PRESENT | _PAGE_NO_READ) >> _PAGE_PRESENT_SHIFT);
1766                 uasm_i_xori(p, t, t, _PAGE_PRESENT >> _PAGE_PRESENT_SHIFT);
1767                 uasm_il_bnez(p, r, t, lid);
1768                 if (pte == t)
1769                         /* You lose the SMP race :-(*/
1770                         iPTE_LW(p, pte, ptr);
1771         }
1772 }
1773
1774 /* Make PTE valid, store result in PTR. */
1775 static void
1776 build_make_valid(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int pte,
1777                  unsigned int ptr, unsigned int scratch)
1778 {
1779         unsigned int mode = _PAGE_VALID | _PAGE_ACCESSED;
1780
1781         iPTE_SW(p, r, pte, ptr, mode, scratch);
1782 }
1783
1784 /*
1785  * Check if PTE can be written to, if not branch to LABEL. Regardless
1786  * restore PTE with value from PTR when done.
1787  */
1788 static void
1789 build_pte_writable(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
1790                    unsigned int pte, unsigned int ptr, int scratch,
1791                    enum label_id lid)
1792 {
1793         int t = scratch >= 0 ? scratch : pte;
1794         int cur = pte;
1795
1796         if (_PAGE_PRESENT_SHIFT) {
1797                 uasm_i_srl(p, t, cur, _PAGE_PRESENT_SHIFT);
1798                 cur = t;
1799         }
1800         uasm_i_andi(p, t, cur,
1801                     (_PAGE_PRESENT | _PAGE_WRITE) >> _PAGE_PRESENT_SHIFT);
1802         uasm_i_xori(p, t, t,
1803                     (_PAGE_PRESENT | _PAGE_WRITE) >> _PAGE_PRESENT_SHIFT);
1804         uasm_il_bnez(p, r, t, lid);
1805         if (pte == t)
1806                 /* You lose the SMP race :-(*/
1807                 iPTE_LW(p, pte, ptr);
1808         else
1809                 uasm_i_nop(p);
1810 }
1811
1812 /* Make PTE writable, update software status bits as well, then store
1813  * at PTR.
1814  */
1815 static void
1816 build_make_write(u32 **p, struct uasm_reloc **r, unsigned int pte,
1817                  unsigned int ptr, unsigned int scratch)
1818 {
1819         unsigned int mode = (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID
1820                              | _PAGE_DIRTY);
1821
1822         iPTE_SW(p, r, pte, ptr, mode, scratch);
1823 }
1824
1825 /*
1826  * Check if PTE can be modified, if not branch to LABEL. Regardless
1827  * restore PTE with value from PTR when done.
1828  */
1829 static void
1830 build_pte_modifiable(u32 **p, struct uasm_reloc **r,
1831                      unsigned int pte, unsigned int ptr, int scratch,
1832                      enum label_id lid)
1833 {
1834         if (use_bbit_insns()) {
1835                 uasm_il_bbit0(p, r, pte, ilog2(_PAGE_WRITE), lid);
1836                 uasm_i_nop(p);
1837         } else {
1838                 int t = scratch >= 0 ? scratch : pte;
1839                 uasm_i_srl(p, t, pte, _PAGE_WRITE_SHIFT);
1840                 uasm_i_andi(p, t, t, 1);
1841                 uasm_il_beqz(p, r, t, lid);
1842                 if (pte == t)
1843                         /* You lose the SMP race :-(*/
1844                         iPTE_LW(p, pte, ptr);
1845         }
1846 }
1847
1848 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
1849
1850
1851 /*
1852  * R3000 style TLB load/store/modify handlers.
1853  */
1854
1855 /*
1856  * This places the pte into ENTRYLO0 and writes it with tlbwi.
1857  * Then it returns.
1858  */
1859 static void
1860 build_r3000_pte_reload_tlbwi(u32 **p, unsigned int pte, unsigned int tmp)
1861 {
1862         uasm_i_mtc0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* cp0 delay */
1863         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_EPC); /* cp0 delay */
1864         uasm_i_tlbwi(p);
1865         uasm_i_jr(p, tmp);
1866         uasm_i_rfe(p); /* branch delay */
1867 }
1868
1869 /*
1870  * This places the pte into ENTRYLO0 and writes it with tlbwi
1871  * or tlbwr as appropriate.  This is because the index register
1872  * may have the probe fail bit set as a result of a trap on a
1873  * kseg2 access, i.e. without refill.  Then it returns.
1874  */
1875 static void
1876 build_r3000_tlb_reload_write(u32 **p, struct uasm_label **l,
1877                              struct uasm_reloc **r, unsigned int pte,
1878                              unsigned int tmp)
1879 {
1880         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_INDEX);
1881         uasm_i_mtc0(p, pte, C0_ENTRYLO0); /* cp0 delay */
1882         uasm_il_bltz(p, r, tmp, label_r3000_write_probe_fail); /* cp0 delay */
1883         uasm_i_mfc0(p, tmp, C0_EPC); /* branch delay */
1884         uasm_i_tlbwi(p); /* cp0 delay */
1885         uasm_i_jr(p, tmp);
1886         uasm_i_rfe(p); /* branch delay */
1887         uasm_l_r3000_write_probe_fail(l, *p);
1888         uasm_i_tlbwr(p); /* cp0 delay */
1889         uasm_i_jr(p, tmp);
1890         uasm_i_rfe(p); /* branch delay */
1891 }
1892
1893 static void
1894 build_r3000_tlbchange_handler_head(u32 **p, unsigned int pte,
1895                                    unsigned int ptr)
1896 {
1897         long pgdc = (long)pgd_current;
1898
1899         uasm_i_mfc0(p, pte, C0_BADVADDR);
1900         uasm_i_lui(p, ptr, uasm_rel_hi(pgdc)); /* cp0 delay */
1901         uasm_i_lw(p, ptr, uasm_rel_lo(pgdc), ptr);
1902         uasm_i_srl(p, pte, pte, 22); /* load delay */
1903         uasm_i_sll(p, pte, pte, 2);
1904         uasm_i_addu(p, ptr, ptr, pte);
1905         uasm_i_mfc0(p, pte, C0_CONTEXT);
1906         uasm_i_lw(p, ptr, 0, ptr); /* cp0 delay */
1907         uasm_i_andi(p, pte, pte, 0xffc); /* load delay */
1908         uasm_i_addu(p, ptr, ptr, pte);
1909         uasm_i_lw(p, pte, 0, ptr);
1910         uasm_i_tlbp(p); /* load delay */
1911 }
1912
1913 static void build_r3000_tlb_load_handler(void)
1914 {
1915         u32 *p = (u32 *)handle_tlbl;
1916         struct uasm_label *l = labels;
1917         struct uasm_reloc *r = relocs;
1918
1919         memset(p, 0, handle_tlbl_end - (char *)p);
1920         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1921         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1922
1923         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1924         build_pte_present(&p, &r, K0, K1, -1, label_nopage_tlbl);
1925         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
1926         build_make_valid(&p, &r, K0, K1, -1);
1927         build_r3000_tlb_reload_write(&p, &l, &r, K0, K1);
1928
1929         uasm_l_nopage_tlbl(&l, p);
1930         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 0x0fffffff);
1931         uasm_i_nop(&p);
1932
1933         if (p >= (u32 *)handle_tlbl_end)
1934                 panic("TLB load handler fastpath space exceeded");
1935
1936         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1937         pr_debug("Wrote TLB load handler fastpath (%u instructions).\n",
1938                  (unsigned int)(p - (u32 *)handle_tlbl));
1939
1940         dump_handler("r3000_tlb_load", handle_tlbl, handle_tlbl_end);
1941 }
1942
1943 static void build_r3000_tlb_store_handler(void)
1944 {
1945         u32 *p = (u32 *)handle_tlbs;
1946         struct uasm_label *l = labels;
1947         struct uasm_reloc *r = relocs;
1948
1949         memset(p, 0, handle_tlbs_end - (char *)p);
1950         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1951         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1952
1953         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1954         build_pte_writable(&p, &r, K0, K1, -1, label_nopage_tlbs);
1955         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
1956         build_make_write(&p, &r, K0, K1, -1);
1957         build_r3000_tlb_reload_write(&p, &l, &r, K0, K1);
1958
1959         uasm_l_nopage_tlbs(&l, p);
1960         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1961         uasm_i_nop(&p);
1962
1963         if (p >= (u32 *)handle_tlbs_end)
1964                 panic("TLB store handler fastpath space exceeded");
1965
1966         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1967         pr_debug("Wrote TLB store handler fastpath (%u instructions).\n",
1968                  (unsigned int)(p - (u32 *)handle_tlbs));
1969
1970         dump_handler("r3000_tlb_store", handle_tlbs, handle_tlbs_end);
1971 }
1972
1973 static void build_r3000_tlb_modify_handler(void)
1974 {
1975         u32 *p = (u32 *)handle_tlbm;
1976         struct uasm_label *l = labels;
1977         struct uasm_reloc *r = relocs;
1978
1979         memset(p, 0, handle_tlbm_end - (char *)p);
1980         memset(labels, 0, sizeof(labels));
1981         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
1982
1983         build_r3000_tlbchange_handler_head(&p, K0, K1);
1984         build_pte_modifiable(&p, &r, K0, K1,  -1, label_nopage_tlbm);
1985         uasm_i_nop(&p); /* load delay */
1986         build_make_write(&p, &r, K0, K1, -1);
1987         build_r3000_pte_reload_tlbwi(&p, K0, K1);
1988
1989         uasm_l_nopage_tlbm(&l, p);
1990         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
1991         uasm_i_nop(&p);
1992
1993         if (p >= (u32 *)handle_tlbm_end)
1994                 panic("TLB modify handler fastpath space exceeded");
1995
1996         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
1997         pr_debug("Wrote TLB modify handler fastpath (%u instructions).\n",
1998                  (unsigned int)(p - (u32 *)handle_tlbm));
1999
2000         dump_handler("r3000_tlb_modify", handle_tlbm, handle_tlbm_end);
2001 }
2002 #endif /* CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT */
2003
2004 static bool cpu_has_tlbex_tlbp_race(void)
2005 {
2006         /*
2007          * When a Hardware Table Walker is running it can replace TLB entries
2008          * at any time, leading to a race between it & the CPU.
2009          */
2010         if (cpu_has_htw)
2011                 return true;
2012
2013         /*
2014          * If the CPU shares FTLB RAM with its siblings then our entry may be
2015          * replaced at any time by a sibling performing a write to the FTLB.
2016          */
2017         if (cpu_has_shared_ftlb_ram)
2018                 return true;
2019
2020         /* In all other cases there ought to be no race condition to handle */
2021         return false;
2022 }
2023
2024 /*
2025  * R4000 style TLB load/store/modify handlers.
2026  */
2027 static struct work_registers
2028 build_r4000_tlbchange_handler_head(u32 **p, struct uasm_label **l,
2029                                    struct uasm_reloc **r)
2030 {
2031         struct work_registers wr = build_get_work_registers(p);
2032
2033 #ifdef CONFIG_64BIT
2034         build_get_pmde64(p, l, r, wr.r1, wr.r2); /* get pmd in ptr */
2035 #else
2036         build_get_pgde32(p, wr.r1, wr.r2); /* get pgd in ptr */
2037 #endif
2038
2039 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
2040         /*
2041          * For huge tlb entries, pmd doesn't contain an address but
2042          * instead contains the tlb pte. Check the PAGE_HUGE bit and
2043          * see if we need to jump to huge tlb processing.
2044          */
2045         build_is_huge_pte(p, r, wr.r1, wr.r2, label_tlb_huge_update);
2046 #endif
2047
2048         UASM_i_MFC0(p, wr.r1, C0_BADVADDR);
2049         UASM_i_LW(p, wr.r2, 0, wr.r2);
2050         UASM_i_SRL(p, wr.r1, wr.r1, PAGE_SHIFT + PTE_ORDER - PTE_T_LOG2);
2051         uasm_i_andi(p, wr.r1, wr.r1, (PTRS_PER_PTE - 1) << PTE_T_LOG2);
2052         UASM_i_ADDU(p, wr.r2, wr.r2, wr.r1);
2053
2054 #ifdef CONFIG_SMP
2055         uasm_l_smp_pgtable_change(l, *p);
2056 #endif
2057         iPTE_LW(p, wr.r1, wr.r2); /* get even pte */
2058         if (!m4kc_tlbp_war()) {
2059                 build_tlb_probe_entry(p);
2060                 if (cpu_has_tlbex_tlbp_race()) {
2061                         /* race condition happens, leaving */
2062                         uasm_i_ehb(p);
2063                         uasm_i_mfc0(p, wr.r3, C0_INDEX);
2064                         uasm_il_bltz(p, r, wr.r3, label_leave);
2065                         uasm_i_nop(p);
2066                 }
2067         }
2068         return wr;
2069 }
2070
2071 static void
2072 build_r4000_tlbchange_handler_tail(u32 **p, struct uasm_label **l,
2073                                    struct uasm_reloc **r, unsigned int tmp,
2074                                    unsigned int ptr)
2075 {
2076         uasm_i_ori(p, ptr, ptr, sizeof(pte_t));
2077         uasm_i_xori(p, ptr, ptr, sizeof(pte_t));
2078         build_update_entries(p, tmp, ptr);
2079         build_tlb_write_entry(p, l, r, tlb_indexed);
2080         uasm_l_leave(l, *p);
2081         build_restore_work_registers(p);
2082         uasm_i_eret(p); /* return from trap */
2083
2084 #ifdef CONFIG_64BIT
2085         build_get_pgd_vmalloc64(p, l, r, tmp, ptr, not_refill);
2086 #endif
2087 }
2088
2089 static void build_r4000_tlb_load_handler(void)
2090 {
2091         u32 *p = (u32 *)msk_isa16_mode((ulong)handle_tlbl);
2092         struct uasm_label *l = labels;
2093         struct uasm_reloc *r = relocs;
2094         struct work_registers wr;
2095
2096         memset(p, 0, handle_tlbl_end - (char *)p);
2097         memset(labels, 0, sizeof(labels));
2098         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
2099
2100         if (bcm1250_m3_war()) {
2101                 unsigned int segbits = 44;
2102
2103                 uasm_i_dmfc0(&p, K0, C0_BADVADDR);
2104                 uasm_i_dmfc0(&p, K1, C0_ENTRYHI);
2105                 uasm_i_xor(&p, K0, K0, K1);
2106                 uasm_i_dsrl_safe(&p, K1, K0, 62);
2107                 uasm_i_dsrl_safe(&p, K0, K0, 12 + 1);
2108                 uasm_i_dsll_safe(&p, K0, K0, 64 + 12 + 1 - segbits);
2109                 uasm_i_or(&p, K0, K0, K1);
2110                 uasm_il_bnez(&p, &r, K0, label_leave);
2111                 /* No need for uasm_i_nop */
2112         }
2113
2114         wr = build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r);
2115         build_pte_present(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbl);
2116         if (m4kc_tlbp_war())
2117                 build_tlb_probe_entry(&p);
2118
2119         if (cpu_has_rixi && !cpu_has_rixiex) {
2120                 /*
2121                  * If the page is not _PAGE_VALID, RI or XI could not
2122                  * have triggered it.  Skip the expensive test..
2123                  */
2124                 if (use_bbit_insns()) {
2125                         uasm_il_bbit0(&p, &r, wr.r1, ilog2(_PAGE_VALID),
2126                                       label_tlbl_goaround1);
2127                 } else {
2128                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r1, _PAGE_VALID);
2129                         uasm_il_beqz(&p, &r, wr.r3, label_tlbl_goaround1);
2130                 }
2131                 uasm_i_nop(&p);
2132
2133                 /*
2134                  * Warn if something may race with us & replace the TLB entry
2135                  * before we read it here. Everything with such races should
2136                  * also have dedicated RiXi exception handlers, so this
2137                  * shouldn't be hit.
2138                  */
2139                 WARN(cpu_has_tlbex_tlbp_race(), "Unhandled race in RiXi path");
2140
2141                 uasm_i_tlbr(&p);
2142
2143                 switch (current_cpu_type()) {
2144                 default:
2145                         if (cpu_has_mips_r2_exec_hazard) {
2146                                 uasm_i_ehb(&p);
2147
2148                 case CPU_CAVIUM_OCTEON:
2149                 case CPU_CAVIUM_OCTEON_PLUS:
2150                 case CPU_CAVIUM_OCTEON2:
2151                                 break;
2152                         }
2153                 }
2154
2155                 /* Examine  entrylo 0 or 1 based on ptr. */
2156                 if (use_bbit_insns()) {
2157                         uasm_i_bbit0(&p, wr.r2, ilog2(sizeof(pte_t)), 8);
2158                 } else {
2159                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r2, sizeof(pte_t));
2160                         uasm_i_beqz(&p, wr.r3, 8);
2161                 }
2162                 /* load it in the delay slot*/
2163                 UASM_i_MFC0(&p, wr.r3, C0_ENTRYLO0);
2164                 /* load it if ptr is odd */
2165                 UASM_i_MFC0(&p, wr.r3, C0_ENTRYLO1);
2166                 /*
2167                  * If the entryLo (now in wr.r3) is valid (bit 1), RI or
2168                  * XI must have triggered it.
2169                  */
2170                 if (use_bbit_insns()) {
2171                         uasm_il_bbit1(&p, &r, wr.r3, 1, label_nopage_tlbl);
2172                         uasm_i_nop(&p);
2173                         uasm_l_tlbl_goaround1(&l, p);
2174                 } else {
2175                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r3, 2);
2176                         uasm_il_bnez(&p, &r, wr.r3, label_nopage_tlbl);
2177                         uasm_i_nop(&p);
2178                 }
2179                 uasm_l_tlbl_goaround1(&l, p);
2180         }
2181         build_make_valid(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3);
2182         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, wr.r1, wr.r2);
2183
2184 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
2185         /*
2186          * This is the entry point when build_r4000_tlbchange_handler_head
2187          * spots a huge page.
2188          */
2189         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
2190         iPTE_LW(&p, wr.r1, wr.r2);
2191         build_pte_present(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbl);
2192         build_tlb_probe_entry(&p);
2193
2194         if (cpu_has_rixi && !cpu_has_rixiex) {
2195                 /*
2196                  * If the page is not _PAGE_VALID, RI or XI could not
2197                  * have triggered it.  Skip the expensive test..
2198                  */
2199                 if (use_bbit_insns()) {
2200                         uasm_il_bbit0(&p, &r, wr.r1, ilog2(_PAGE_VALID),
2201                                       label_tlbl_goaround2);
2202                 } else {
2203                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r1, _PAGE_VALID);
2204                         uasm_il_beqz(&p, &r, wr.r3, label_tlbl_goaround2);
2205                 }
2206                 uasm_i_nop(&p);
2207
2208                 /*
2209                  * Warn if something may race with us & replace the TLB entry
2210                  * before we read it here. Everything with such races should
2211                  * also have dedicated RiXi exception handlers, so this
2212                  * shouldn't be hit.
2213                  */
2214                 WARN(cpu_has_tlbex_tlbp_race(), "Unhandled race in RiXi path");
2215
2216                 uasm_i_tlbr(&p);
2217
2218                 switch (current_cpu_type()) {
2219                 default:
2220                         if (cpu_has_mips_r2_exec_hazard) {
2221                                 uasm_i_ehb(&p);
2222
2223                 case CPU_CAVIUM_OCTEON:
2224                 case CPU_CAVIUM_OCTEON_PLUS:
2225                 case CPU_CAVIUM_OCTEON2:
2226                                 break;
2227                         }
2228                 }
2229
2230                 /* Examine  entrylo 0 or 1 based on ptr. */
2231                 if (use_bbit_insns()) {
2232                         uasm_i_bbit0(&p, wr.r2, ilog2(sizeof(pte_t)), 8);
2233                 } else {
2234                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r2, sizeof(pte_t));
2235                         uasm_i_beqz(&p, wr.r3, 8);
2236                 }
2237                 /* load it in the delay slot*/
2238                 UASM_i_MFC0(&p, wr.r3, C0_ENTRYLO0);
2239                 /* load it if ptr is odd */
2240                 UASM_i_MFC0(&p, wr.r3, C0_ENTRYLO1);
2241                 /*
2242                  * If the entryLo (now in wr.r3) is valid (bit 1), RI or
2243                  * XI must have triggered it.
2244                  */
2245                 if (use_bbit_insns()) {
2246                         uasm_il_bbit0(&p, &r, wr.r3, 1, label_tlbl_goaround2);
2247                 } else {
2248                         uasm_i_andi(&p, wr.r3, wr.r3, 2);
2249                         uasm_il_beqz(&p, &r, wr.r3, label_tlbl_goaround2);
2250                 }
2251                 if (PM_DEFAULT_MASK == 0)
2252                         uasm_i_nop(&p);
2253                 /*
2254                  * We clobbered C0_PAGEMASK, restore it.  On the other branch
2255                  * it is restored in build_huge_tlb_write_entry.
2256                  */
2257                 build_restore_pagemask(&p, &r, wr.r3, label_nopage_tlbl, 0);
2258
2259                 uasm_l_tlbl_goaround2(&l, p);
2260         }
2261         uasm_i_ori(&p, wr.r1, wr.r1, (_PAGE_ACCESSED | _PAGE_VALID));
2262         build_huge_handler_tail(&p, &r, &l, wr.r1, wr.r2, 1);
2263 #endif
2264
2265         uasm_l_nopage_tlbl(&l, p);
2266         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPU_LOONGSON3_WORKAROUNDS))
2267                 uasm_i_sync(&p, 0);
2268         build_restore_work_registers(&p);
2269 #ifdef CONFIG_CPU_MICROMIPS
2270         if ((unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 1) {
2271                 uasm_i_lui(&p, K0, uasm_rel_hi((long)tlb_do_page_fault_0));
2272                 uasm_i_addiu(&p, K0, K0, uasm_rel_lo((long)tlb_do_page_fault_0));
2273                 uasm_i_jr(&p, K0);
2274         } else
2275 #endif
2276         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_0 & 0x0fffffff);
2277         uasm_i_nop(&p);
2278
2279         if (p >= (u32 *)handle_tlbl_end)
2280                 panic("TLB load handler fastpath space exceeded");
2281
2282         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
2283         pr_debug("Wrote TLB load handler fastpath (%u instructions).\n",
2284                  (unsigned int)(p - (u32 *)handle_tlbl));
2285
2286         dump_handler("r4000_tlb_load", handle_tlbl, handle_tlbl_end);
2287 }
2288
2289 static void build_r4000_tlb_store_handler(void)
2290 {
2291         u32 *p = (u32 *)msk_isa16_mode((ulong)handle_tlbs);
2292         struct uasm_label *l = labels;
2293         struct uasm_reloc *r = relocs;
2294         struct work_registers wr;
2295
2296         memset(p, 0, handle_tlbs_end - (char *)p);
2297         memset(labels, 0, sizeof(labels));
2298         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
2299
2300         wr = build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r);
2301         build_pte_writable(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbs);
2302         if (m4kc_tlbp_war())
2303                 build_tlb_probe_entry(&p);
2304         build_make_write(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3);
2305         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, wr.r1, wr.r2);
2306
2307 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
2308         /*
2309          * This is the entry point when
2310          * build_r4000_tlbchange_handler_head spots a huge page.
2311          */
2312         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
2313         iPTE_LW(&p, wr.r1, wr.r2);
2314         build_pte_writable(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbs);
2315         build_tlb_probe_entry(&p);
2316         uasm_i_ori(&p, wr.r1, wr.r1,
2317                    _PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
2318         build_huge_handler_tail(&p, &r, &l, wr.r1, wr.r2, 1);
2319 #endif
2320
2321         uasm_l_nopage_tlbs(&l, p);
2322         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPU_LOONGSON3_WORKAROUNDS))
2323                 uasm_i_sync(&p, 0);
2324         build_restore_work_registers(&p);
2325 #ifdef CONFIG_CPU_MICROMIPS
2326         if ((unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 1) {
2327                 uasm_i_lui(&p, K0, uasm_rel_hi((long)tlb_do_page_fault_1));
2328                 uasm_i_addiu(&p, K0, K0, uasm_rel_lo((long)tlb_do_page_fault_1));
2329                 uasm_i_jr(&p, K0);
2330         } else
2331 #endif
2332         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
2333         uasm_i_nop(&p);
2334
2335         if (p >= (u32 *)handle_tlbs_end)
2336                 panic("TLB store handler fastpath space exceeded");
2337
2338         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
2339         pr_debug("Wrote TLB store handler fastpath (%u instructions).\n",
2340                  (unsigned int)(p - (u32 *)handle_tlbs));
2341
2342         dump_handler("r4000_tlb_store", handle_tlbs, handle_tlbs_end);
2343 }
2344
2345 static void build_r4000_tlb_modify_handler(void)
2346 {
2347         u32 *p = (u32 *)msk_isa16_mode((ulong)handle_tlbm);
2348         struct uasm_label *l = labels;
2349         struct uasm_reloc *r = relocs;
2350         struct work_registers wr;
2351
2352         memset(p, 0, handle_tlbm_end - (char *)p);
2353         memset(labels, 0, sizeof(labels));
2354         memset(relocs, 0, sizeof(relocs));
2355
2356         wr = build_r4000_tlbchange_handler_head(&p, &l, &r);
2357         build_pte_modifiable(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3, label_nopage_tlbm);
2358         if (m4kc_tlbp_war())
2359                 build_tlb_probe_entry(&p);
2360         /* Present and writable bits set, set accessed and dirty bits. */
2361         build_make_write(&p, &r, wr.r1, wr.r2, wr.r3);
2362         build_r4000_tlbchange_handler_tail(&p, &l, &r, wr.r1, wr.r2);
2363
2364 #ifdef CONFIG_MIPS_HUGE_TLB_SUPPORT
2365         /*
2366          * This is the entry point when
2367          * build_r4000_tlbchange_handler_head spots a huge page.
2368          */
2369         uasm_l_tlb_huge_update(&l, p);
2370         iPTE_LW(&p, wr.r1, wr.r2);
2371         build_pte_modifiable(&p, &r, wr.r1, wr.r2,  wr.r3, label_nopage_tlbm);
2372         build_tlb_probe_entry(&p);
2373         uasm_i_ori(&p, wr.r1, wr.r1,
2374                    _PAGE_ACCESSED | _PAGE_MODIFIED | _PAGE_VALID | _PAGE_DIRTY);
2375         build_huge_handler_tail(&p, &r, &l, wr.r1, wr.r2, 0);
2376 #endif
2377
2378         uasm_l_nopage_tlbm(&l, p);
2379         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPU_LOONGSON3_WORKAROUNDS))
2380                 uasm_i_sync(&p, 0);
2381         build_restore_work_registers(&p);
2382 #ifdef CONFIG_CPU_MICROMIPS
2383         if ((unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 1) {
2384                 uasm_i_lui(&p, K0, uasm_rel_hi((long)tlb_do_page_fault_1));
2385                 uasm_i_addiu(&p, K0, K0, uasm_rel_lo((long)tlb_do_page_fault_1));
2386                 uasm_i_jr(&p, K0);
2387         } else
2388 #endif
2389         uasm_i_j(&p, (unsigned long)tlb_do_page_fault_1 & 0x0fffffff);
2390         uasm_i_nop(&p);
2391
2392         if (p >= (u32 *)handle_tlbm_end)
2393                 panic("TLB modify handler fastpath space exceeded");
2394
2395         uasm_resolve_relocs(relocs, labels);
2396         pr_debug("Wrote TLB modify handler fastpath (%u instructions).\n",
2397                  (unsigned int)(p - (u32 *)handle_tlbm));
2398
2399         dump_handler("r4000_tlb_modify", handle_tlbm, handle_tlbm_end);
2400 }
2401
2402 static void flush_tlb_handlers(void)
2403 {
2404         local_flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbl,
2405                            (unsigned long)handle_tlbl_end);
2406         local_flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbs,
2407                            (unsigned long)handle_tlbs_end);
2408         local_flush_icache_range((unsigned long)handle_tlbm,
2409                            (unsigned long)handle_tlbm_end);
2410         local_flush_icache_range((unsigned long)tlbmiss_handler_setup_pgd,
2411                            (unsigned long)tlbmiss_handler_setup_pgd_end);
2412 }
2413
2414 static void print_htw_config(void)
2415 {
2416         unsigned long config;
2417         unsigned int pwctl;
2418         const int field = 2 * sizeof(unsigned long);
2419
2420         config = read_c0_pwfield();
2421         pr_debug("PWField (0x%0*lx): GDI: 0x%02lx  UDI: 0x%02lx  MDI: 0x%02lx  PTI: 0x%02lx  PTEI: 0x%02lx\n",
2422                 field, config,
2423                 (config & MIPS_PWFIELD_GDI_MASK) >> MIPS_PWFIELD_GDI_SHIFT,
2424                 (config & MIPS_PWFIELD_UDI_MASK) >> MIPS_PWFIELD_UDI_SHIFT,
2425                 (config & MIPS_PWFIELD_MDI_MASK) >> MIPS_PWFIELD_MDI_SHIFT,
2426                 (config & MIPS_PWFIELD_PTI_MASK) >> MIPS_PWFIELD_PTI_SHIFT,
2427                 (config & MIPS_PWFIELD_PTEI_MASK) >> MIPS_PWFIELD_PTEI_SHIFT);
2428
2429         config = read_c0_pwsize();
2430         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",
2431                 field, config,
2432                 (config & MIPS_PWSIZE_PS_MASK) >> MIPS_PWSIZE_PS_SHIFT,
2433                 (config & MIPS_PWSIZE_GDW_MASK) >> MIPS_PWSIZE_GDW_SHIFT,
2434                 (config & MIPS_PWSIZE_UDW_MASK) >> MIPS_PWSIZE_UDW_SHIFT,
2435                 (config & MIPS_PWSIZE_MDW_MASK) >> MIPS_PWSIZE_MDW_SHIFT,
2436                 (config & MIPS_PWSIZE_PTW_MASK) >> MIPS_PWSIZE_PTW_SHIFT,
2437                 (config & MIPS_PWSIZE_PTEW_MASK) >> MIPS_PWSIZE_PTEW_SHIFT);
2438
2439         pwctl = read_c0_pwctl();
2440         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",
2441                 pwctl,
2442                 (pwctl & MIPS_PWCTL_PWEN_MASK) >> MIPS_PWCTL_PWEN_SHIFT,
2443                 (pwctl & MIPS_PWCTL_XK_MASK) >> MIPS_PWCTL_XK_SHIFT,
2444                 (pwctl & MIPS_PWCTL_XS_MASK) >> MIPS_PWCTL_XS_SHIFT,
2445                 (pwctl & MIPS_PWCTL_XU_MASK) >> MIPS_PWCTL_XU_SHIFT,
2446                 (pwctl & MIPS_PWCTL_DPH_MASK) >> MIPS_PWCTL_DPH_SHIFT,
2447                 (pwctl & MIPS_PWCTL_HUGEPG_MASK) >> MIPS_PWCTL_HUGEPG_SHIFT,
2448                 (pwctl & MIPS_PWCTL_PSN_MASK) >> MIPS_PWCTL_PSN_SHIFT);
2449 }
2450
2451 static void config_htw_params(void)
2452 {
2453         unsigned long pwfield, pwsize, ptei;
2454         unsigned int config;
2455
2456         /*
2457          * We are using 2-level page tables, so we only need to
2458          * setup GDW and PTW appropriately. UDW and MDW will remain 0.
2459          * The default value of GDI/UDI/MDI/PTI is 0xc. It is illegal to
2460          * write values less than 0xc in these fields because the entire
2461          * write will be dropped. As a result of which, we must preserve
2462          * the original reset values and overwrite only what we really want.
2463          */
2464
2465         pwfield = read_c0_pwfield();
2466         /* re-initialize the GDI field */
2467         pwfield &= ~MIPS_PWFIELD_GDI_MASK;
2468         pwfield |= PGDIR_SHIFT << MIPS_PWFIELD_GDI_SHIFT;
2469         /* re-initialize the PTI field including the even/odd bit */
2470         pwfield &= ~MIPS_PWFIELD_PTI_MASK;
2471         pwfield |= PAGE_SHIFT << MIPS_PWFIELD_PTI_SHIFT;
2472         if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 3) {
2473                 pwfield &= ~MIPS_PWFIELD_MDI_MASK;
2474                 pwfield |= PMD_SHIFT << MIPS_PWFIELD_MDI_SHIFT;
2475         }
2476         /* Set the PTEI right shift */
2477         ptei = _PAGE_GLOBAL_SHIFT << MIPS_PWFIELD_PTEI_SHIFT;
2478         pwfield |= ptei;
2479         write_c0_pwfield(pwfield);
2480         /* Check whether the PTEI value is supported */
2481         back_to_back_c0_hazard();
2482         pwfield = read_c0_pwfield();
2483         if (((pwfield & MIPS_PWFIELD_PTEI_MASK) << MIPS_PWFIELD_PTEI_SHIFT)
2484                 != ptei) {
2485                 pr_warn("Unsupported PTEI field value: 0x%lx. HTW will not be enabled",
2486                         ptei);
2487                 /*
2488                  * Drop option to avoid HTW being enabled via another path
2489                  * (eg htw_reset())
2490                  */
2491                 current_cpu_data.options &= ~MIPS_CPU_HTW;
2492                 return;
2493         }
2494
2495         pwsize = ilog2(PTRS_PER_PGD) << MIPS_PWSIZE_GDW_SHIFT;
2496         pwsize |= ilog2(PTRS_PER_PTE) << MIPS_PWSIZE_PTW_SHIFT;
2497         if (CONFIG_PGTABLE_LEVELS >= 3)
2498                 pwsize |= ilog2(PTRS_PER_PMD) << MIPS_PWSIZE_MDW_SHIFT;
2499
2500         /* Set pointer size to size of directory pointers */
2501         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
2502                 pwsize |= MIPS_PWSIZE_PS_MASK;
2503         /* PTEs may be multiple pointers long (e.g. with XPA) */
2504         pwsize |= ((PTE_T_LOG2 - PGD_T_LOG2) << MIPS_PWSIZE_PTEW_SHIFT)
2505                         & MIPS_PWSIZE_PTEW_MASK;
2506
2507         write_c0_pwsize(pwsize);
2508
2509         /* Make sure everything is set before we enable the HTW */
2510         back_to_back_c0_hazard();
2511
2512         /*
2513          * Enable HTW (and only for XUSeg on 64-bit), and disable the rest of
2514          * the pwctl fields.
2515          */
2516         config = 1 << MIPS_PWCTL_PWEN_SHIFT;
2517         if (IS_ENABLED(CONFIG_64BIT))
2518                 config |= MIPS_PWCTL_XU_MASK;
2519         write_c0_pwctl(config);
2520         pr_info("Hardware Page Table Walker enabled\n");
2521
2522         print_htw_config();
2523 }
2524
2525 static void config_xpa_params(void)
2526 {
2527 #ifdef CONFIG_XPA
2528         unsigned int pagegrain;
2529
2530         if (mips_xpa_disabled) {
2531                 pr_info("Extended Physical Addressing (XPA) disabled\n");
2532                 return;
2533         }
2534
2535         pagegrain = read_c0_pagegrain();
2536         write_c0_pagegrain(pagegrain | PG_ELPA);
2537         back_to_back_c0_hazard();
2538         pagegrain = read_c0_pagegrain();
2539
2540         if (pagegrain & PG_ELPA)
2541                 pr_info("Extended Physical Addressing (XPA) enabled\n");
2542         else
2543                 panic("Extended Physical Addressing (XPA) disabled");
2544 #endif
2545 }
2546
2547 static void check_pabits(void)
2548 {
2549         unsigned long entry;
2550         unsigned pabits, fillbits;
2551
2552         if (!cpu_has_rixi || !_PAGE_NO_EXEC) {
2553                 /*
2554                  * We'll only be making use of the fact that we can rotate bits
2555                  * into the fill if the CPU supports RIXI, so don't bother
2556                  * probing this for CPUs which don't.
2557                  */
2558                 return;
2559         }
2560
2561         write_c0_entrylo0(~0ul);
2562         back_to_back_c0_hazard();
2563         entry = read_c0_entrylo0();
2564
2565         /* clear all non-PFN bits */
2566         entry &= ~((1 << MIPS_ENTRYLO_PFN_SHIFT) - 1);
2567         entry &= ~(MIPS_ENTRYLO_RI | MIPS_ENTRYLO_XI);
2568
2569         /* find a lower bound on PABITS, and upper bound on fill bits */
2570         pabits = fls_long(entry) + 6;
2571         fillbits = max_t(int, (int)BITS_PER_LONG - pabits, 0);
2572
2573         /* minus the RI & XI bits */
2574         fillbits -= min_t(unsigned, fillbits, 2);
2575
2576         if (fillbits >= ilog2(_PAGE_NO_EXEC))
2577                 fill_includes_sw_bits = true;
2578
2579         pr_debug("Entry* registers contain %u fill bits\n", fillbits);
2580 }
2581
2582 void build_tlb_refill_handler(void)
2583 {
2584         /*
2585          * The refill handler is generated per-CPU, multi-node systems
2586          * may have local storage for it. The other handlers are only
2587          * needed once.
2588          */
2589         static int run_once = 0;
2590
2591         if (IS_ENABLED(CONFIG_XPA) && !cpu_has_rixi)
2592                 panic("Kernels supporting XPA currently require CPUs with RIXI");
2593
2594         output_pgtable_bits_defines();
2595         check_pabits();
2596
2597 #ifdef CONFIG_64BIT
2598         check_for_high_segbits = current_cpu_data.vmbits > (PGDIR_SHIFT + PGD_ORDER + PAGE_SHIFT - 3);
2599 #endif
2600
2601         switch (current_cpu_type()) {
2602         case CPU_R2000:
2603         case CPU_R3000:
2604         case CPU_R3000A:
2605         case CPU_R3081E:
2606         case CPU_TX3912:
2607         case CPU_TX3922:
2608         case CPU_TX3927:
2609 #ifndef CONFIG_MIPS_PGD_C0_CONTEXT
2610                 if (cpu_has_local_ebase)
2611                         build_r3000_tlb_refill_handler();
2612                 if (!run_once) {
2613                         if (!cpu_has_local_ebase)
2614                                 build_r3000_tlb_refill_handler();
2615                         build_setup_pgd();
2616                         build_r3000_tlb_load_handler();
2617                         build_r3000_tlb_store_handler();
2618                         build_r3000_tlb_modify_handler();
2619                         flush_tlb_handlers();
2620                         run_once++;
2621                 }
2622 #else
2623                 panic("No R3000 TLB refill handler");
2624 #endif
2625                 break;
2626
2627         case CPU_R8000:
2628                 panic("No R8000 TLB refill handler yet");
2629                 break;
2630
2631         default:
2632                 if (cpu_has_ldpte)
2633                         setup_pw();
2634
2635                 if (!run_once) {
2636                         scratch_reg = allocate_kscratch();
2637                         build_setup_pgd();
2638                         build_r4000_tlb_load_handler();
2639                         build_r4000_tlb_store_handler();
2640                         build_r4000_tlb_modify_handler();
2641                         if (cpu_has_ldpte)
2642                                 build_loongson3_tlb_refill_handler();
2643                         else if (!cpu_has_local_ebase)
2644                                 build_r4000_tlb_refill_handler();
2645                         flush_tlb_handlers();
2646                         run_once++;
2647                 }
2648                 if (cpu_has_local_ebase)
2649                         build_r4000_tlb_refill_handler();
2650                 if (cpu_has_xpa)
2651                         config_xpa_params();
2652                 if (cpu_has_htw)
2653                         config_htw_params();
2654         }
2655 }