kernel/arch/xtensa/kernel/entry.S

   1 /*
   2  * arch/xtensa/kernel/entry.S
   3  *
   4  * Low-level exception handling
   5  *
   6  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
   7  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
   8  * for more details.
   9  *
  10  * Copyright (C) 2004 - 2008 by Tensilica Inc.
  11  *
  12  * Chris Zankel <chris@zankel.net>
  13  *
  14  */
  15
  16 #include <linux/linkage.h>
  17 #include <asm/asm-offsets.h>
  18 #include <asm/processor.h>
  19 #include <asm/coprocessor.h>
  20 #include <asm/thread_info.h>
  21 #include <asm/uaccess.h>
  22 #include <asm/unistd.h>
  23 #include <asm/ptrace.h>
  24 #include <asm/current.h>
  25 #include <asm/pgtable.h>
  26 #include <asm/page.h>
  27 #include <asm/signal.h>
  28 #include <asm/tlbflush.h>
  29 #include <variant/tie-asm.h>
  30
  31 /* Unimplemented features. */
  32
  33 #undef KERNEL_STACK_OVERFLOW_CHECK
  34
  35 /* Not well tested.
  36  *
  37  * - fast_coprocessor
  38  */
  39
  40 /*
  41  * Macro to find first bit set in WINDOWBASE from the left + 1
  42  *
  43  * 100....0 -> 1
  44  * 010....0 -> 2
  45  * 000....1 -> WSBITS
  46  */
  47
  48         .macro ffs_ws bit mask
  49
  50 #if XCHAL_HAVE_NSA
  51         nsau    \bit, \mask                     # 32-WSBITS ... 31 (32 iff 0)
  52         addi    \bit, \bit, WSBITS - 32 + 1     # uppest bit set -> return 1
  53 #else
  54         movi    \bit, WSBITS
  55 #if WSBITS > 16
  56         _bltui  \mask, 0x10000, 99f
  57         addi    \bit, \bit, -16
  58         extui   \mask, \mask, 16, 16
  59 #endif
  60 #if WSBITS > 8
  61 99:     _bltui  \mask, 0x100, 99f
  62         addi    \bit, \bit, -8
  63         srli    \mask, \mask, 8
  64 #endif
  65 99:     _bltui  \mask, 0x10, 99f
  66         addi    \bit, \bit, -4
  67         srli    \mask, \mask, 4
  68 99:     _bltui  \mask, 0x4, 99f
  69         addi    \bit, \bit, -2
  70         srli    \mask, \mask, 2
  71 99:     _bltui  \mask, 0x2, 99f
  72         addi    \bit, \bit, -1
  73 99:
  74
  75 #endif
  76         .endm
  77
  78 /* ----------------- DEFAULT FIRST LEVEL EXCEPTION HANDLERS ----------------- */
  79
  80 /*
  81  * First-level exception handler for user exceptions.
  82  * Save some special registers, extra states and all registers in the AR
  83  * register file that were in use in the user task, and jump to the common
  84  * exception code.
  85  * We save SAR (used to calculate WMASK), and WB and WS (we don't have to
  86  * save them for kernel exceptions).
  87  *
  88  * Entry condition for user_exception:
  89  *
  90  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
  91  *   a1:        a1
  92  *   a2:        new stack pointer, original value in depc
  93  *   a3:        a3
  94  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
  95  *   excsave1:  dispatch table
  96  *
  97  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
  98  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
  99  *
 100  * Entry condition for _user_exception:
 101  *
 102  *   a0-a3 and depc have been saved to PT_AREG0...PT_AREG3 and PT_DEPC
 103  *   excsave has been restored, and
 104  *   stack pointer (a1) has been set.
 105  *
 106  * Note: _user_exception might be at an odd address. Don't use call0..call12
 107  */
 108
 109 ENTRY(user_exception)
 110
 111         /* Save a1, a2, a3, and set SP. */
 112
 113         rsr     a0, depc
 114         s32i    a1, a2, PT_AREG1
 115         s32i    a0, a2, PT_AREG2
 116         s32i    a3, a2, PT_AREG3
 117         mov     a1, a2
 118
 119         .globl _user_exception
 120 _user_exception:
 121
 122         /* Save SAR and turn off single stepping */
 123
 124         movi    a2, 0
 125         rsr     a3, sar
 126         xsr     a2, icountlevel
 127         s32i    a3, a1, PT_SAR
 128         s32i    a2, a1, PT_ICOUNTLEVEL
 129
 130 #if XCHAL_HAVE_THREADPTR
 131         rur     a2, threadptr
 132         s32i    a2, a1, PT_THREADPTR
 133 #endif
 134
 135         /* Rotate ws so that the current windowbase is at bit0. */
 136         /* Assume ws = xxwww1yyyy. Rotate ws right, so that a2 = yyyyxxwww1 */
 137
 138         rsr     a2, windowbase
 139         rsr     a3, windowstart
 140         ssr     a2
 141         s32i    a2, a1, PT_WINDOWBASE
 142         s32i    a3, a1, PT_WINDOWSTART
 143         slli    a2, a3, 32-WSBITS
 144         src     a2, a3, a2
 145         srli    a2, a2, 32-WSBITS
 146         s32i    a2, a1, PT_WMASK        # needed for restoring registers
 147
 148         /* Save only live registers. */
 149
 150         _bbsi.l a2, 1, 1f
 151         s32i    a4, a1, PT_AREG4
 152         s32i    a5, a1, PT_AREG5
 153         s32i    a6, a1, PT_AREG6
 154         s32i    a7, a1, PT_AREG7
 155         _bbsi.l a2, 2, 1f
 156         s32i    a8, a1, PT_AREG8
 157         s32i    a9, a1, PT_AREG9
 158         s32i    a10, a1, PT_AREG10
 159         s32i    a11, a1, PT_AREG11
 160         _bbsi.l a2, 3, 1f
 161         s32i    a12, a1, PT_AREG12
 162         s32i    a13, a1, PT_AREG13
 163         s32i    a14, a1, PT_AREG14
 164         s32i    a15, a1, PT_AREG15
 165         _bnei   a2, 1, 1f               # only one valid frame?
 166
 167         /* Only one valid frame, skip saving regs. */
 168
 169         j       2f
 170
 171         /* Save the remaining registers.
 172          * We have to save all registers up to the first '1' from
 173          * the right, except the current frame (bit 0).
 174          * Assume a2 is:  001001000110001
 175          * All register frames starting from the top field to the marked '1'
 176          * must be saved.
 177          */
 178
 179 1:      addi    a3, a2, -1              # eliminate '1' in bit 0: yyyyxxww0
 180         neg     a3, a3                  # yyyyxxww0 -> YYYYXXWW1+1
 181         and     a3, a3, a2              # max. only one bit is set
 182
 183         /* Find number of frames to save */
 184
 185         ffs_ws  a0, a3                  # number of frames to the '1' from left
 186
 187         /* Store information into WMASK:
 188          * bits 0..3: xxx1 masked lower 4 bits of the rotated windowstart,
 189          * bits 4...: number of valid 4-register frames
 190          */
 191
 192         slli    a3, a0, 4               # number of frames to save in bits 8..4
 193         extui   a2, a2, 0, 4            # mask for the first 16 registers
 194         or      a2, a3, a2
 195         s32i    a2, a1, PT_WMASK        # needed when we restore the reg-file
 196
 197         /* Save 4 registers at a time */
 198
 199 1:      rotw    -1
 200         s32i    a0, a5, PT_AREG_END - 16
 201         s32i    a1, a5, PT_AREG_END - 12
 202         s32i    a2, a5, PT_AREG_END - 8
 203         s32i    a3, a5, PT_AREG_END - 4
 204         addi    a0, a4, -1
 205         addi    a1, a5, -16
 206         _bnez   a0, 1b
 207
 208         /* WINDOWBASE still in SAR! */
 209
 210         rsr     a2, sar                 # original WINDOWBASE
 211         movi    a3, 1
 212         ssl     a2
 213         sll     a3, a3
 214         wsr     a3, windowstart         # set corresponding WINDOWSTART bit
 215         wsr     a2, windowbase          # and WINDOWSTART
 216         rsync
 217
 218         /* We are back to the original stack pointer (a1) */
 219
 220 2:      /* Now, jump to the common exception handler. */
 221
 222         j       common_exception
 223
 224 ENDPROC(user_exception)
 225
 226 /*
 227  * First-level exit handler for kernel exceptions
 228  * Save special registers and the live window frame.
 229  * Note: Even though we changes the stack pointer, we don't have to do a
 230  *       MOVSP here, as we do that when we return from the exception.
 231  *       (See comment in the kernel exception exit code)
 232  *
 233  * Entry condition for kernel_exception:
 234  *
 235  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
 236  *   a1:        a1
 237  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
 238  *   a3:        a3
 239  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
 240  *   excsave_1: dispatch table
 241  *
 242  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
 243  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
 244  *
 245  * Entry condition for _kernel_exception:
 246  *
 247  *   a0-a3 and depc have been saved to PT_AREG0...PT_AREG3 and PT_DEPC
 248  *   excsave has been restored, and
 249  *   stack pointer (a1) has been set.
 250  *
 251  * Note: _kernel_exception might be at an odd address. Don't use call0..call12
 252  */
 253
 254 ENTRY(kernel_exception)
 255
 256         /* Save a1, a2, a3, and set SP. */
 257
 258         rsr     a0, depc                # get a2
 259         s32i    a1, a2, PT_AREG1
 260         s32i    a0, a2, PT_AREG2
 261         s32i    a3, a2, PT_AREG3
 262         mov     a1, a2
 263
 264         .globl _kernel_exception
 265 _kernel_exception:
 266
 267         /* Save SAR and turn off single stepping */
 268
 269         movi    a2, 0
 270         rsr     a3, sar
 271         xsr     a2, icountlevel
 272         s32i    a3, a1, PT_SAR
 273         s32i    a2, a1, PT_ICOUNTLEVEL
 274
 275         /* Rotate ws so that the current windowbase is at bit0. */
 276         /* Assume ws = xxwww1yyyy. Rotate ws right, so that a2 = yyyyxxwww1 */
 277
 278         rsr     a2, windowbase          # don't need to save these, we only
 279         rsr     a3, windowstart         # need shifted windowstart: windowmask
 280         ssr     a2
 281         slli    a2, a3, 32-WSBITS
 282         src     a2, a3, a2
 283         srli    a2, a2, 32-WSBITS
 284         s32i    a2, a1, PT_WMASK        # needed for kernel_exception_exit
 285
 286         /* Save only the live window-frame */
 287
 288         _bbsi.l a2, 1, 1f
 289         s32i    a4, a1, PT_AREG4
 290         s32i    a5, a1, PT_AREG5
 291         s32i    a6, a1, PT_AREG6
 292         s32i    a7, a1, PT_AREG7
 293         _bbsi.l a2, 2, 1f
 294         s32i    a8, a1, PT_AREG8
 295         s32i    a9, a1, PT_AREG9
 296         s32i    a10, a1, PT_AREG10
 297         s32i    a11, a1, PT_AREG11
 298         _bbsi.l a2, 3, 1f
 299         s32i    a12, a1, PT_AREG12
 300         s32i    a13, a1, PT_AREG13
 301         s32i    a14, a1, PT_AREG14
 302         s32i    a15, a1, PT_AREG15
 303
 304 1:
 305
 306 #ifdef KERNEL_STACK_OVERFLOW_CHECK
 307
 308         /*  Stack overflow check, for debugging  */
 309         extui   a2, a1, TASK_SIZE_BITS,XX
 310         movi    a3, SIZE??
 311         _bge    a2, a3, out_of_stack_panic
 312
 313 #endif
 314
 315 /*
 316  * This is the common exception handler.
 317  * We get here from the user exception handler or simply by falling through
 318  * from the kernel exception handler.
 319  * Save the remaining special registers, switch to kernel mode, and jump
 320  * to the second-level exception handler.
 321  *
 322  */
 323
 324 common_exception:
 325
 326         /* Save some registers, disable loops and clear the syscall flag. */
 327
 328         rsr     a2, debugcause
 329         rsr     a3, epc1
 330         s32i    a2, a1, PT_DEBUGCAUSE
 331         s32i    a3, a1, PT_PC
 332
 333         movi    a2, -1
 334         rsr     a3, excvaddr
 335         s32i    a2, a1, PT_SYSCALL
 336         movi    a2, 0
 337         s32i    a3, a1, PT_EXCVADDR
 338         xsr     a2, lcount
 339         s32i    a2, a1, PT_LCOUNT
 340
 341         /* It is now save to restore the EXC_TABLE_FIXUP variable. */
 342
 343         rsr     a0, exccause
 344         movi    a3, 0
 345         rsr     a2, excsave1
 346         s32i    a0, a1, PT_EXCCAUSE
 347         s32i    a3, a2, EXC_TABLE_FIXUP
 348
 349         /* All unrecoverable states are saved on stack, now, and a1 is valid,
 350          * so we can allow exceptions and interrupts (*) again.
 351          * Set PS(EXCM = 0, UM = 0, RING = 0, OWB = 0, WOE = 1, INTLEVEL = X)
 352          *
 353          * (*) We only allow interrupts if they were previously enabled and
 354          *     we're not handling an IRQ
 355          */
 356
 357         rsr     a3, ps
 358         addi    a0, a0, -EXCCAUSE_LEVEL1_INTERRUPT
 359         movi    a2, LOCKLEVEL
 360         extui   a3, a3, PS_INTLEVEL_SHIFT, PS_INTLEVEL_WIDTH
 361                                         # a3 = PS.INTLEVEL
 362         moveqz  a3, a2, a0              # a3 = LOCKLEVEL iff interrupt
 363         movi    a2, 1 << PS_WOE_BIT
 364         or      a3, a3, a2
 365         rsr     a0, exccause
 366         xsr     a3, ps
 367
 368         s32i    a3, a1, PT_PS           # save ps
 369
 370         /* Save lbeg, lend */
 371
 372         rsr     a2, lbeg
 373         rsr     a3, lend
 374         s32i    a2, a1, PT_LBEG
 375         s32i    a3, a1, PT_LEND
 376
 377         /* Save SCOMPARE1 */
 378
 379 #if XCHAL_HAVE_S32C1I
 380         rsr     a2, scompare1
 381         s32i    a2, a1, PT_SCOMPARE1
 382 #endif
 383
 384         /* Save optional registers. */
 385
 386         save_xtregs_opt a1 a2 a4 a5 a6 a7 PT_XTREGS_OPT
 387
 388 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
 389         l32i    a4, a1, PT_DEPC
 390         /* Double exception means we came here with an exception
 391          * while PS.EXCM was set, i.e. interrupts disabled.
 392          */
 393         bgeui   a4, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 1f
 394         l32i    a4, a1, PT_EXCCAUSE
 395         bnei    a4, EXCCAUSE_LEVEL1_INTERRUPT, 1f
 396         /* We came here with an interrupt means interrupts were enabled
 397          * and we've just disabled them.
 398          */
 399         movi    a4, trace_hardirqs_off
 400         callx4  a4
 401 1:
 402 #endif
 403
 404         /* Go to second-level dispatcher. Set up parameters to pass to the
 405          * exception handler and call the exception handler.
 406          */
 407
 408         rsr     a4, excsave1
 409         mov     a6, a1                  # pass stack frame
 410         mov     a7, a0                  # pass EXCCAUSE
 411         addx4   a4, a0, a4
 412         l32i    a4, a4, EXC_TABLE_DEFAULT               # load handler
 413
 414         /* Call the second-level handler */
 415
 416         callx4  a4
 417
 418         /* Jump here for exception exit */
 419         .global common_exception_return
 420 common_exception_return:
 421
 422 1:
 423         rsil    a2, LOCKLEVEL
 424
 425         /* Jump if we are returning from kernel exceptions. */
 426
 427         l32i    a3, a1, PT_PS
 428         GET_THREAD_INFO(a2, a1)
 429         l32i    a4, a2, TI_FLAGS
 430         _bbci.l a3, PS_UM_BIT, 6f
 431
 432         /* Specific to a user exception exit:
 433          * We need to check some flags for signal handling and rescheduling,
 434          * and have to restore WB and WS, extra states, and all registers
 435          * in the register file that were in use in the user task.
 436          * Note that we don't disable interrupts here.
 437          */
 438
 439         _bbsi.l a4, TIF_NEED_RESCHED, 3f
 440         _bbsi.l a4, TIF_NOTIFY_RESUME, 2f
 441         _bbci.l a4, TIF_SIGPENDING, 5f
 442
 443 2:      l32i    a4, a1, PT_DEPC
 444         bgeui   a4, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 4f
 445
 446         /* Call do_signal() */
 447
 448         rsil    a2, 0
 449         movi    a4, do_notify_resume    # int do_notify_resume(struct pt_regs*)
 450         mov     a6, a1
 451         callx4  a4
 452         j       1b
 453
 454 3:      /* Reschedule */
 455
 456         rsil    a2, 0
 457         movi    a4, schedule    # void schedule (void)
 458         callx4  a4
 459         j       1b
 460
 461 #ifdef CONFIG_PREEMPT
 462 6:
 463         _bbci.l a4, TIF_NEED_RESCHED, 4f
 464
 465         /* Check current_thread_info->preempt_count */
 466
 467         l32i    a4, a2, TI_PRE_COUNT
 468         bnez    a4, 4f
 469         movi    a4, preempt_schedule_irq
 470         callx4  a4
 471         j       1b
 472 #endif
 473
 474 5:
 475 #ifdef CONFIG_DEBUG_TLB_SANITY
 476         l32i    a4, a1, PT_DEPC
 477         bgeui   a4, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 4f
 478         movi    a4, check_tlb_sanity
 479         callx4  a4
 480 #endif
 481 6:
 482 4:
 483 #ifdef CONFIG_TRACE_IRQFLAGS
 484         l32i    a4, a1, PT_DEPC
 485         /* Double exception means we came here with an exception
 486          * while PS.EXCM was set, i.e. interrupts disabled.
 487          */
 488         bgeui   a4, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 1f
 489         l32i    a4, a1, PT_EXCCAUSE
 490         bnei    a4, EXCCAUSE_LEVEL1_INTERRUPT, 1f
 491         /* We came here with an interrupt means interrupts were enabled
 492          * and we'll reenable them on return.
 493          */
 494         movi    a4, trace_hardirqs_on
 495         callx4  a4
 496 1:
 497 #endif
 498         /* Restore optional registers. */
 499
 500         load_xtregs_opt a1 a2 a4 a5 a6 a7 PT_XTREGS_OPT
 501
 502         /* Restore SCOMPARE1 */
 503
 504 #if XCHAL_HAVE_S32C1I
 505         l32i    a2, a1, PT_SCOMPARE1
 506         wsr     a2, scompare1
 507 #endif
 508         wsr     a3, ps          /* disable interrupts */
 509
 510         _bbci.l a3, PS_UM_BIT, kernel_exception_exit
 511
 512 user_exception_exit:
 513
 514         /* Restore the state of the task and return from the exception. */
 515
 516         /* Switch to the user thread WINDOWBASE. Save SP temporarily in DEPC */
 517
 518         l32i    a2, a1, PT_WINDOWBASE
 519         l32i    a3, a1, PT_WINDOWSTART
 520         wsr     a1, depc                # use DEPC as temp storage
 521         wsr     a3, windowstart         # restore WINDOWSTART
 522         ssr     a2                      # preserve user's WB in the SAR
 523         wsr     a2, windowbase          # switch to user's saved WB
 524         rsync
 525         rsr     a1, depc                # restore stack pointer
 526         l32i    a2, a1, PT_WMASK        # register frames saved (in bits 4...9)
 527         rotw    -1                      # we restore a4..a7
 528         _bltui  a6, 16, 1f              # only have to restore current window?
 529
 530         /* The working registers are a0 and a3.  We are restoring to
 531          * a4..a7.  Be careful not to destroy what we have just restored.
 532          * Note: wmask has the format YYYYM:
 533          *       Y: number of registers saved in groups of 4
 534          *       M: 4 bit mask of first 16 registers
 535          */
 536
 537         mov     a2, a6
 538         mov     a3, a5
 539
 540 2:      rotw    -1                      # a0..a3 become a4..a7
 541         addi    a3, a7, -4*4            # next iteration
 542         addi    a2, a6, -16             # decrementing Y in WMASK
 543         l32i    a4, a3, PT_AREG_END + 0
 544         l32i    a5, a3, PT_AREG_END + 4
 545         l32i    a6, a3, PT_AREG_END + 8
 546         l32i    a7, a3, PT_AREG_END + 12
 547         _bgeui  a2, 16, 2b
 548
 549         /* Clear unrestored registers (don't leak anything to user-land */
 550
 551 1:      rsr     a0, windowbase
 552         rsr     a3, sar
 553         sub     a3, a0, a3
 554         beqz    a3, 2f
 555         extui   a3, a3, 0, WBBITS
 556
 557 1:      rotw    -1
 558         addi    a3, a7, -1
 559         movi    a4, 0
 560         movi    a5, 0
 561         movi    a6, 0
 562         movi    a7, 0
 563         bgei    a3, 1, 1b
 564
 565         /* We are back were we were when we started.
 566          * Note: a2 still contains WMASK (if we've returned to the original
 567          *       frame where we had loaded a2), or at least the lower 4 bits
 568          *       (if we have restored WSBITS-1 frames).
 569          */
 570
 571 2:
 572 #if XCHAL_HAVE_THREADPTR
 573         l32i    a3, a1, PT_THREADPTR
 574         wur     a3, threadptr
 575 #endif
 576
 577         j       common_exception_exit
 578
 579         /* This is the kernel exception exit.
 580          * We avoided to do a MOVSP when we entered the exception, but we
 581          * have to do it here.
 582          */
 583
 584 kernel_exception_exit:
 585
 586         /* Check if we have to do a movsp.
 587          *
 588          * We only have to do a movsp if the previous window-frame has
 589          * been spilled to the *temporary* exception stack instead of the
 590          * task's stack. This is the case if the corresponding bit in
 591          * WINDOWSTART for the previous window-frame was set before
 592          * (not spilled) but is zero now (spilled).
 593          * If this bit is zero, all other bits except the one for the
 594          * current window frame are also zero. So, we can use a simple test:
 595          * 'and' WINDOWSTART and WINDOWSTART-1:
 596          *
 597          *  (XXXXXX1[0]* - 1) AND XXXXXX1[0]* = XXXXXX0[0]*
 598          *
 599          * The result is zero only if one bit was set.
 600          *
 601          * (Note: We might have gone through several task switches before
 602          *        we come back to the current task, so WINDOWBASE might be
 603          *        different from the time the exception occurred.)
 604          */
 605
 606         /* Test WINDOWSTART before and after the exception.
 607          * We actually have WMASK, so we only have to test if it is 1 or not.
 608          */
 609
 610         l32i    a2, a1, PT_WMASK
 611         _beqi   a2, 1, common_exception_exit    # Spilled before exception,jump
 612
 613         /* Test WINDOWSTART now. If spilled, do the movsp */
 614
 615         rsr     a3, windowstart
 616         addi    a0, a3, -1
 617         and     a3, a3, a0
 618         _bnez   a3, common_exception_exit
 619
 620         /* Do a movsp (we returned from a call4, so we have at least a0..a7) */
 621
 622         addi    a0, a1, -16
 623         l32i    a3, a0, 0
 624         l32i    a4, a0, 4
 625         s32i    a3, a1, PT_SIZE+0
 626         s32i    a4, a1, PT_SIZE+4
 627         l32i    a3, a0, 8
 628         l32i    a4, a0, 12
 629         s32i    a3, a1, PT_SIZE+8
 630         s32i    a4, a1, PT_SIZE+12
 631
 632         /* Common exception exit.
 633          * We restore the special register and the current window frame, and
 634          * return from the exception.
 635          *
 636          * Note: We expect a2 to hold PT_WMASK
 637          */
 638
 639 common_exception_exit:
 640
 641         /* Restore address registers. */
 642
 643         _bbsi.l a2, 1, 1f
 644         l32i    a4,  a1, PT_AREG4
 645         l32i    a5,  a1, PT_AREG5
 646         l32i    a6,  a1, PT_AREG6
 647         l32i    a7,  a1, PT_AREG7
 648         _bbsi.l a2, 2, 1f
 649         l32i    a8,  a1, PT_AREG8
 650         l32i    a9,  a1, PT_AREG9
 651         l32i    a10, a1, PT_AREG10
 652         l32i    a11, a1, PT_AREG11
 653         _bbsi.l a2, 3, 1f
 654         l32i    a12, a1, PT_AREG12
 655         l32i    a13, a1, PT_AREG13
 656         l32i    a14, a1, PT_AREG14
 657         l32i    a15, a1, PT_AREG15
 658
 659         /* Restore PC, SAR */
 660
 661 1:      l32i    a2, a1, PT_PC
 662         l32i    a3, a1, PT_SAR
 663         wsr     a2, epc1
 664         wsr     a3, sar
 665
 666         /* Restore LBEG, LEND, LCOUNT */
 667
 668         l32i    a2, a1, PT_LBEG
 669         l32i    a3, a1, PT_LEND
 670         wsr     a2, lbeg
 671         l32i    a2, a1, PT_LCOUNT
 672         wsr     a3, lend
 673         wsr     a2, lcount
 674
 675         /* We control single stepping through the ICOUNTLEVEL register. */
 676
 677         l32i    a2, a1, PT_ICOUNTLEVEL
 678         movi    a3, -2
 679         wsr     a2, icountlevel
 680         wsr     a3, icount
 681
 682         /* Check if it was double exception. */
 683
 684         l32i    a0, a1, PT_DEPC
 685         l32i    a3, a1, PT_AREG3
 686         l32i    a2, a1, PT_AREG2
 687         _bgeui  a0, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 1f
 688
 689         /* Restore a0...a3 and return */
 690
 691         l32i    a0, a1, PT_AREG0
 692         l32i    a1, a1, PT_AREG1
 693         rfe
 694
 695 1:      wsr     a0, depc
 696         l32i    a0, a1, PT_AREG0
 697         l32i    a1, a1, PT_AREG1
 698         rfde
 699
 700 ENDPROC(kernel_exception)
 701
 702 /*
 703  * Debug exception handler.
 704  *
 705  * Currently, we don't support KGDB, so only user application can be debugged.
 706  *
 707  * When we get here,  a0 is trashed and saved to excsave[debuglevel]
 708  */
 709
 710 ENTRY(debug_exception)
 711
 712         rsr     a0, SREG_EPS + XCHAL_DEBUGLEVEL
 713         bbsi.l  a0, PS_EXCM_BIT, 1f     # exception mode
 714
 715         /* Set EPC1 and EXCCAUSE */
 716
 717         wsr     a2, depc                # save a2 temporarily
 718         rsr     a2, SREG_EPC + XCHAL_DEBUGLEVEL
 719         wsr     a2, epc1
 720
 721         movi    a2, EXCCAUSE_MAPPED_DEBUG
 722         wsr     a2, exccause
 723
 724         /* Restore PS to the value before the debug exc but with PS.EXCM set.*/
 725
 726         movi    a2, 1 << PS_EXCM_BIT
 727         or      a2, a0, a2
 728         movi    a0, debug_exception     # restore a3, debug jump vector
 729         wsr     a2, ps
 730         xsr     a0, SREG_EXCSAVE + XCHAL_DEBUGLEVEL
 731
 732         /* Switch to kernel/user stack, restore jump vector, and save a0 */
 733
 734         bbsi.l  a2, PS_UM_BIT, 2f       # jump if user mode
 735
 736         addi    a2, a1, -16-PT_SIZE     # assume kernel stack
 737         s32i    a0, a2, PT_AREG0
 738         movi    a0, 0
 739         s32i    a1, a2, PT_AREG1
 740         s32i    a0, a2, PT_DEPC         # mark it as a regular exception
 741         xsr     a0, depc
 742         s32i    a3, a2, PT_AREG3
 743         s32i    a0, a2, PT_AREG2
 744         mov     a1, a2
 745         j       _kernel_exception
 746
 747 2:      rsr     a2, excsave1
 748         l32i    a2, a2, EXC_TABLE_KSTK  # load kernel stack pointer
 749         s32i    a0, a2, PT_AREG0
 750         movi    a0, 0
 751         s32i    a1, a2, PT_AREG1
 752         s32i    a0, a2, PT_DEPC
 753         xsr     a0, depc
 754         s32i    a3, a2, PT_AREG3
 755         s32i    a0, a2, PT_AREG2
 756         mov     a1, a2
 757         j       _user_exception
 758
 759         /* Debug exception while in exception mode. */
 760 1:      j       1b      // FIXME!!
 761
 762 ENDPROC(debug_exception)
 763
 764 /*
 765  * We get here in case of an unrecoverable exception.
 766  * The only thing we can do is to be nice and print a panic message.
 767  * We only produce a single stack frame for panic, so ???
 768  *
 769  *
 770  * Entry conditions:
 771  *
 772  *   - a0 contains the caller address; original value saved in excsave1.
 773  *   - the original a0 contains a valid return address (backtrace) or 0.
 774  *   - a2 contains a valid stackpointer
 775  *
 776  * Notes:
 777  *
 778  *   - If the stack pointer could be invalid, the caller has to setup a
 779  *     dummy stack pointer (e.g. the stack of the init_task)
 780  *
 781  *   - If the return address could be invalid, the caller has to set it
 782  *     to 0, so the backtrace would stop.
 783  *
 784  */
 785         .align 4
 786 unrecoverable_text:
 787         .ascii "Unrecoverable error in exception handler\0"
 788
 789 ENTRY(unrecoverable_exception)
 790
 791         movi    a0, 1
 792         movi    a1, 0
 793
 794         wsr     a0, windowstart
 795         wsr     a1, windowbase
 796         rsync
 797
 798         movi    a1, (1 << PS_WOE_BIT) | LOCKLEVEL
 799         wsr     a1, ps
 800         rsync
 801
 802         movi    a1, init_task
 803         movi    a0, 0
 804         addi    a1, a1, PT_REGS_OFFSET
 805
 806         movi    a4, panic
 807         movi    a6, unrecoverable_text
 808
 809         callx4  a4
 810
 811 1:      j       1b
 812
 813 ENDPROC(unrecoverable_exception)
 814
 815 /* -------------------------- FAST EXCEPTION HANDLERS ----------------------- */
 816
 817 /*
 818  * Fast-handler for alloca exceptions
 819  *
 820  *  The ALLOCA handler is entered when user code executes the MOVSP
 821  *  instruction and the caller's frame is not in the register file.
 822  *
 823  * This algorithm was taken from the Ross Morley's RTOS Porting Layer:
 824  *
 825  *    /home/ross/rtos/porting/XtensaRTOS-PortingLayer-20090507/xtensa_vectors.S
 826  *
 827  * It leverages the existing window spill/fill routines and their support for
 828  * double exceptions. The 'movsp' instruction will only cause an exception if
 829  * the next window needs to be loaded. In fact this ALLOCA exception may be
 830  * replaced at some point by changing the hardware to do a underflow exception
 831  * of the proper size instead.
 832  *
 833  * This algorithm simply backs out the register changes started by the user
 834  * excpetion handler, makes it appear that we have started a window underflow
 835  * by rotating the window back and then setting the old window base (OWB) in
 836  * the 'ps' register with the rolled back window base. The 'movsp' instruction
 837  * will be re-executed and this time since the next window frames is in the
 838  * active AR registers it won't cause an exception.
 839  *
 840  * If the WindowUnderflow code gets a TLB miss the page will get mapped
 841  * the the partial windeowUnderflow will be handeled in the double exception
 842  * handler.
 843  *
 844  * Entry condition:
 845  *
 846  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
 847  *   a1:        a1
 848  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
 849  *   a3:        a3
 850  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
 851  *   excsave_1: dispatch table
 852  *
 853  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
 854  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
 855  */
 856
 857 ENTRY(fast_alloca)
 858         rsr     a0, windowbase
 859         rotw    -1
 860         rsr     a2, ps
 861         extui   a3, a2, PS_OWB_SHIFT, PS_OWB_WIDTH
 862         xor     a3, a3, a4
 863         l32i    a4, a6, PT_AREG0
 864         l32i    a1, a6, PT_DEPC
 865         rsr     a6, depc
 866         wsr     a1, depc
 867         slli    a3, a3, PS_OWB_SHIFT
 868         xor     a2, a2, a3
 869         wsr     a2, ps
 870         rsync
 871
 872         _bbci.l a4, 31, 4f
 873         rotw    -1
 874         _bbci.l a8, 30, 8f
 875         rotw    -1
 876         j       _WindowUnderflow12
 877 8:      j       _WindowUnderflow8
 878 4:      j       _WindowUnderflow4
 879 ENDPROC(fast_alloca)
 880
 881 /*
 882  * fast system calls.
 883  *
 884  * WARNING:  The kernel doesn't save the entire user context before
 885  * handling a fast system call.  These functions are small and short,
 886  * usually offering some functionality not available to user tasks.
 887  *
 888  * BE CAREFUL TO PRESERVE THE USER'S CONTEXT.
 889  *
 890  * Entry condition:
 891  *
 892  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
 893  *   a1:        a1
 894  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
 895  *   a3:        a3
 896  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
 897  *   excsave_1: dispatch table
 898  */
 899
 900 ENTRY(fast_syscall_kernel)
 901
 902         /* Skip syscall. */
 903
 904         rsr     a0, epc1
 905         addi    a0, a0, 3
 906         wsr     a0, epc1
 907
 908         l32i    a0, a2, PT_DEPC
 909         bgeui   a0, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, fast_syscall_unrecoverable
 910
 911         rsr     a0, depc                        # get syscall-nr
 912         _beqz   a0, fast_syscall_spill_registers
 913         _beqi   a0, __NR_xtensa, fast_syscall_xtensa
 914
 915         j       kernel_exception
 916
 917 ENDPROC(fast_syscall_kernel)
 918
 919 ENTRY(fast_syscall_user)
 920
 921         /* Skip syscall. */
 922
 923         rsr     a0, epc1
 924         addi    a0, a0, 3
 925         wsr     a0, epc1
 926
 927         l32i    a0, a2, PT_DEPC
 928         bgeui   a0, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, fast_syscall_unrecoverable
 929
 930         rsr     a0, depc                        # get syscall-nr
 931         _beqz   a0, fast_syscall_spill_registers
 932         _beqi   a0, __NR_xtensa, fast_syscall_xtensa
 933
 934         j       user_exception
 935
 936 ENDPROC(fast_syscall_user)
 937
 938 ENTRY(fast_syscall_unrecoverable)
 939
 940         /* Restore all states. */
 941
 942         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
 943         xsr     a2, depc                # restore a2, depc
 944
 945         wsr     a0, excsave1
 946         movi    a0, unrecoverable_exception
 947         callx0  a0
 948
 949 ENDPROC(fast_syscall_unrecoverable)
 950
 951 /*
 952  * sysxtensa syscall handler
 953  *
 954  * int sysxtensa (SYS_XTENSA_ATOMIC_SET,     ptr, val,    unused);
 955  * int sysxtensa (SYS_XTENSA_ATOMIC_ADD,     ptr, val,    unused);
 956  * int sysxtensa (SYS_XTENSA_ATOMIC_EXG_ADD, ptr, val,    unused);
 957  * int sysxtensa (SYS_XTENSA_ATOMIC_CMP_SWP, ptr, oldval, newval);
 958  *        a2            a6                   a3    a4      a5
 959  *
 960  * Entry condition:
 961  *
 962  *   a0:        a2 (syscall-nr), original value saved on stack (PT_AREG0)
 963  *   a1:        a1
 964  *   a2:        new stack pointer, original in a0 and DEPC
 965  *   a3:        a3
 966  *   a4..a15:   unchanged
 967  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
 968  *   excsave_1: dispatch table
 969  *
 970  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
 971  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
 972  *
 973  * Note: we don't have to save a2; a2 holds the return value
 974  *
 975  * We use the two macros TRY and CATCH:
 976  *
 977  * TRY   adds an entry to the __ex_table fixup table for the immediately
 978  *       following instruction.
 979  *
 980  * CATCH catches any exception that occurred at one of the preceding TRY
 981  *       statements and continues from there
 982  *
 983  * Usage TRY    l32i    a0, a1, 0
 984  *              <other code>
 985  *       done:  rfe
 986  *       CATCH  <set return code>
 987  *              j done
 988  */
 989
 990 #ifdef CONFIG_FAST_SYSCALL_XTENSA
 991
 992 #define TRY                                                             \
 993         .section __ex_table, "a";                                       \
 994         .word   66f, 67f;                                               \
 995         .text;                                                          \
 996 66:
 997
 998 #define CATCH                                                           \
 999 67:
1000
1001 ENTRY(fast_syscall_xtensa)
1002
1003         s32i    a7, a2, PT_AREG7        # we need an additional register
1004         movi    a7, 4                   # sizeof(unsigned int)
1005         access_ok a3, a7, a0, a2, .Leac # a0: scratch reg, a2: sp
1006
1007         _bgeui  a6, SYS_XTENSA_COUNT, .Lill
1008         _bnei   a6, SYS_XTENSA_ATOMIC_CMP_SWP, .Lnswp
1009
1010         /* Fall through for ATOMIC_CMP_SWP. */
1011
1012 .Lswp:  /* Atomic compare and swap */
1013
1014 TRY     l32i    a0, a3, 0               # read old value
1015         bne     a0, a4, 1f              # same as old value? jump
1016 TRY     s32i    a5, a3, 0               # different, modify value
1017         l32i    a7, a2, PT_AREG7        # restore a7
1018         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1019         movi    a2, 1                   # and return 1
1020         rfe
1021
1022 1:      l32i    a7, a2, PT_AREG7        # restore a7
1023         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1024         movi    a2, 0                   # return 0 (note that we cannot set
1025         rfe
1026
1027 .Lnswp: /* Atomic set, add, and exg_add. */
1028
1029 TRY     l32i    a7, a3, 0               # orig
1030         addi    a6, a6, -SYS_XTENSA_ATOMIC_SET
1031         add     a0, a4, a7              # + arg
1032         moveqz  a0, a4, a6              # set
1033         addi    a6, a6, SYS_XTENSA_ATOMIC_SET
1034 TRY     s32i    a0, a3, 0               # write new value
1035
1036         mov     a0, a2
1037         mov     a2, a7
1038         l32i    a7, a0, PT_AREG7        # restore a7
1039         l32i    a0, a0, PT_AREG0        # restore a0
1040         rfe
1041
1042 CATCH
1043 .Leac:  l32i    a7, a2, PT_AREG7        # restore a7
1044         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1045         movi    a2, -EFAULT
1046         rfe
1047
1048 .Lill:  l32i    a7, a2, PT_AREG7        # restore a7
1049         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1050         movi    a2, -EINVAL
1051         rfe
1052
1053 ENDPROC(fast_syscall_xtensa)
1054
1055 #else /* CONFIG_FAST_SYSCALL_XTENSA */
1056
1057 ENTRY(fast_syscall_xtensa)
1058
1059         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1060         movi    a2, -ENOSYS
1061         rfe
1062
1063 ENDPROC(fast_syscall_xtensa)
1064
1065 #endif /* CONFIG_FAST_SYSCALL_XTENSA */
1066
1067
1068 /* fast_syscall_spill_registers.
1069  *
1070  * Entry condition:
1071  *
1072  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
1073  *   a1:        a1
1074  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
1075  *   a3:        a3
1076  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
1077  *   excsave_1: dispatch table
1078  *
1079  * Note: We assume the stack pointer is EXC_TABLE_KSTK in the fixup handler.
1080  */
1081
1082 #ifdef CONFIG_FAST_SYSCALL_SPILL_REGISTERS
1083
1084 ENTRY(fast_syscall_spill_registers)
1085
1086         /* Register a FIXUP handler (pass current wb as a parameter) */
1087
1088         xsr     a3, excsave1
1089         movi    a0, fast_syscall_spill_registers_fixup
1090         s32i    a0, a3, EXC_TABLE_FIXUP
1091         rsr     a0, windowbase
1092         s32i    a0, a3, EXC_TABLE_PARAM
1093         xsr     a3, excsave1            # restore a3 and excsave_1
1094
1095         /* Save a3, a4 and SAR on stack. */
1096
1097         rsr     a0, sar
1098         s32i    a3, a2, PT_AREG3
1099         s32i    a0, a2, PT_SAR
1100
1101         /* The spill routine might clobber a4, a7, a8, a11, a12, and a15. */
1102
1103         s32i    a4, a2, PT_AREG4
1104         s32i    a7, a2, PT_AREG7
1105         s32i    a8, a2, PT_AREG8
1106         s32i    a11, a2, PT_AREG11
1107         s32i    a12, a2, PT_AREG12
1108         s32i    a15, a2, PT_AREG15
1109
1110         /*
1111          * Rotate ws so that the current windowbase is at bit 0.
1112          * Assume ws = xxxwww1yy (www1 current window frame).
1113          * Rotate ws right so that a4 = yyxxxwww1.
1114          */
1115
1116         rsr     a0, windowbase
1117         rsr     a3, windowstart         # a3 = xxxwww1yy
1118         ssr     a0                      # holds WB
1119         slli    a0, a3, WSBITS
1120         or      a3, a3, a0              # a3 = xxxwww1yyxxxwww1yy
1121         srl     a3, a3                  # a3 = 00xxxwww1yyxxxwww1
1122
1123         /* We are done if there are no more than the current register frame. */
1124
1125         extui   a3, a3, 1, WSBITS-1     # a3 = 0yyxxxwww
1126         movi    a0, (1 << (WSBITS-1))
1127         _beqz   a3, .Lnospill           # only one active frame? jump
1128
1129         /* We want 1 at the top, so that we return to the current windowbase */
1130
1131         or      a3, a3, a0              # 1yyxxxwww
1132
1133         /* Skip empty frames - get 'oldest' WINDOWSTART-bit. */
1134
1135         wsr     a3, windowstart         # save shifted windowstart
1136         neg     a0, a3
1137         and     a3, a0, a3              # first bit set from right: 000010000
1138
1139         ffs_ws  a0, a3                  # a0: shifts to skip empty frames
1140         movi    a3, WSBITS
1141         sub     a0, a3, a0              # WSBITS-a0:number of 0-bits from right
1142         ssr     a0                      # save in SAR for later.
1143
1144         rsr     a3, windowbase
1145         add     a3, a3, a0
1146         wsr     a3, windowbase
1147         rsync
1148
1149         rsr     a3, windowstart
1150         srl     a3, a3                  # shift windowstart
1151
1152         /* WB is now just one frame below the oldest frame in the register
1153            window. WS is shifted so the oldest frame is in bit 0, thus, WB
1154            and WS differ by one 4-register frame. */
1155
1156         /* Save frames. Depending what call was used (call4, call8, call12),
1157          * we have to save 4,8. or 12 registers.
1158          */
1159
1160
1161 .Lloop: _bbsi.l a3, 1, .Lc4
1162         _bbci.l a3, 2, .Lc12
1163
1164 .Lc8:   s32e    a4, a13, -16
1165         l32e    a4, a5, -12
1166         s32e    a8, a4, -32
1167         s32e    a5, a13, -12
1168         s32e    a6, a13, -8
1169         s32e    a7, a13, -4
1170         s32e    a9, a4, -28
1171         s32e    a10, a4, -24
1172         s32e    a11, a4, -20
1173         srli    a11, a3, 2              # shift windowbase by 2
1174         rotw    2
1175         _bnei   a3, 1, .Lloop
1176         j       .Lexit
1177
1178 .Lc4:   s32e    a4, a9, -16
1179         s32e    a5, a9, -12
1180         s32e    a6, a9, -8
1181         s32e    a7, a9, -4
1182
1183         srli    a7, a3, 1
1184         rotw    1
1185         _bnei   a3, 1, .Lloop
1186         j       .Lexit
1187
1188 .Lc12:  _bbci.l a3, 3, .Linvalid_mask   # bit 2 shouldn't be zero!
1189
1190         /* 12-register frame (call12) */
1191
1192         l32e    a0, a5, -12
1193         s32e    a8, a0, -48
1194         mov     a8, a0
1195
1196         s32e    a9, a8, -44
1197         s32e    a10, a8, -40
1198         s32e    a11, a8, -36
1199         s32e    a12, a8, -32
1200         s32e    a13, a8, -28
1201         s32e    a14, a8, -24
1202         s32e    a15, a8, -20
1203         srli    a15, a3, 3
1204
1205         /* The stack pointer for a4..a7 is out of reach, so we rotate the
1206          * window, grab the stackpointer, and rotate back.
1207          * Alternatively, we could also use the following approach, but that
1208          * makes the fixup routine much more complicated:
1209          * rotw 1
1210          * s32e a0, a13, -16
1211          * ...
1212          * rotw 2
1213          */
1214
1215         rotw    1
1216         mov     a4, a13
1217         rotw    -1
1218
1219         s32e    a4, a8, -16
1220         s32e    a5, a8, -12
1221         s32e    a6, a8, -8
1222         s32e    a7, a8, -4
1223
1224         rotw    3
1225
1226         _beqi   a3, 1, .Lexit
1227         j       .Lloop
1228
1229 .Lexit:
1230
1231         /* Done. Do the final rotation and set WS */
1232
1233         rotw    1
1234         rsr     a3, windowbase
1235         ssl     a3
1236         movi    a3, 1
1237         sll     a3, a3
1238         wsr     a3, windowstart
1239 .Lnospill:
1240
1241         /* Advance PC, restore registers and SAR, and return from exception. */
1242
1243         l32i    a3, a2, PT_SAR
1244         l32i    a0, a2, PT_AREG0
1245         wsr     a3, sar
1246         l32i    a3, a2, PT_AREG3
1247
1248         /* Restore clobbered registers. */
1249
1250         l32i    a4, a2, PT_AREG4
1251         l32i    a7, a2, PT_AREG7
1252         l32i    a8, a2, PT_AREG8
1253         l32i    a11, a2, PT_AREG11
1254         l32i    a12, a2, PT_AREG12
1255         l32i    a15, a2, PT_AREG15
1256
1257         movi    a2, 0
1258         rfe
1259
1260 .Linvalid_mask:
1261
1262         /* We get here because of an unrecoverable error in the window
1263          * registers, so set up a dummy frame and kill the user application.
1264          * Note: We assume EXC_TABLE_KSTK contains a valid stack pointer.
1265          */
1266
1267         movi    a0, 1
1268         movi    a1, 0
1269
1270         wsr     a0, windowstart
1271         wsr     a1, windowbase
1272         rsync
1273
1274         movi    a0, 0
1275
1276         rsr     a3, excsave1
1277         l32i    a1, a3, EXC_TABLE_KSTK
1278
1279         movi    a4, (1 << PS_WOE_BIT) | LOCKLEVEL
1280         wsr     a4, ps
1281         rsync
1282
1283         movi    a6, SIGSEGV
1284         movi    a4, do_exit
1285         callx4  a4
1286
1287         /* shouldn't return, so panic */
1288
1289         wsr     a0, excsave1
1290         movi    a0, unrecoverable_exception
1291         callx0  a0              # should not return
1292 1:      j       1b
1293
1294
1295 ENDPROC(fast_syscall_spill_registers)
1296
1297 /* Fixup handler.
1298  *
1299  * We get here if the spill routine causes an exception, e.g. tlb miss.
1300  * We basically restore WINDOWBASE and WINDOWSTART to the condition when
1301  * we entered the spill routine and jump to the user exception handler.
1302  *
1303  * Note that we only need to restore the bits in windowstart that have not
1304  * been spilled yet by the _spill_register routine. Luckily, a3 contains a
1305  * rotated windowstart with only those bits set for frames that haven't been
1306  * spilled yet. Because a3 is rotated such that bit 0 represents the register
1307  * frame for the current windowbase - 1, we need to rotate a3 left by the
1308  * value of the current windowbase + 1 and move it to windowstart.
1309  *
1310  * a0: value of depc, original value in depc
1311  * a2: trashed, original value in EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE
1312  * a3: exctable, original value in excsave1
1313  */
1314
1315 ENTRY(fast_syscall_spill_registers_fixup)
1316
1317         rsr     a2, windowbase  # get current windowbase (a2 is saved)
1318         xsr     a0, depc        # restore depc and a0
1319         ssl     a2              # set shift (32 - WB)
1320
1321         /* We need to make sure the current registers (a0-a3) are preserved.
1322          * To do this, we simply set the bit for the current window frame
1323          * in WS, so that the exception handlers save them to the task stack.
1324          *
1325          * Note: we use a3 to set the windowbase, so we take a special care
1326          * of it, saving it in the original _spill_registers frame across
1327          * the exception handler call.
1328          */
1329
1330         xsr     a3, excsave1    # get spill-mask
1331         slli    a3, a3, 1       # shift left by one
1332         addi    a3, a3, 1       # set the bit for the current window frame
1333
1334         slli    a2, a3, 32-WSBITS
1335         src     a2, a3, a2      # a2 = xxwww1yyxxxwww1yy......
1336         wsr     a2, windowstart # set corrected windowstart
1337
1338         srli    a3, a3, 1
1339         rsr     a2, excsave1
1340         l32i    a2, a2, EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE   # restore a2
1341         xsr     a2, excsave1
1342         s32i    a3, a2, EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE   # save a3
1343         l32i    a3, a2, EXC_TABLE_PARAM # original WB (in user task)
1344         xsr     a2, excsave1
1345
1346         /* Return to the original (user task) WINDOWBASE.
1347          * We leave the following frame behind:
1348          * a0, a1, a2   same
1349          * a3:          trashed (saved in EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE)
1350          * depc:        depc (we have to return to that address)
1351          * excsave_1:   exctable
1352          */
1353
1354         wsr     a3, windowbase
1355         rsync
1356
1357         /* We are now in the original frame when we entered _spill_registers:
1358          *  a0: return address
1359          *  a1: used, stack pointer
1360          *  a2: kernel stack pointer
1361          *  a3: available
1362          *  depc: exception address
1363          *  excsave: exctable
1364          * Note: This frame might be the same as above.
1365          */
1366
1367         /* Setup stack pointer. */
1368
1369         addi    a2, a2, -PT_USER_SIZE
1370         s32i    a0, a2, PT_AREG0
1371
1372         /* Make sure we return to this fixup handler. */
1373
1374         movi    a3, fast_syscall_spill_registers_fixup_return
1375         s32i    a3, a2, PT_DEPC         # setup depc
1376
1377         /* Jump to the exception handler. */
1378
1379         rsr     a3, excsave1
1380         rsr     a0, exccause
1381         addx4   a0, a0, a3                      # find entry in table
1382         l32i    a0, a0, EXC_TABLE_FAST_USER     # load handler
1383         l32i    a3, a3, EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE
1384         jx      a0
1385
1386 ENDPROC(fast_syscall_spill_registers_fixup)
1387
1388 ENTRY(fast_syscall_spill_registers_fixup_return)
1389
1390         /* When we return here, all registers have been restored (a2: DEPC) */
1391
1392         wsr     a2, depc                # exception address
1393
1394         /* Restore fixup handler. */
1395
1396         rsr     a2, excsave1
1397         s32i    a3, a2, EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE
1398         movi    a3, fast_syscall_spill_registers_fixup
1399         s32i    a3, a2, EXC_TABLE_FIXUP
1400         rsr     a3, windowbase
1401         s32i    a3, a2, EXC_TABLE_PARAM
1402         l32i    a2, a2, EXC_TABLE_KSTK
1403
1404         /* Load WB at the time the exception occurred. */
1405
1406         rsr     a3, sar                 # WB is still in SAR
1407         neg     a3, a3
1408         wsr     a3, windowbase
1409         rsync
1410
1411         rsr     a3, excsave1
1412         l32i    a3, a3, EXC_TABLE_DOUBLE_SAVE
1413
1414         rfde
1415
1416 ENDPROC(fast_syscall_spill_registers_fixup_return)
1417
1418 #else /* CONFIG_FAST_SYSCALL_SPILL_REGISTERS */
1419
1420 ENTRY(fast_syscall_spill_registers)
1421
1422         l32i    a0, a2, PT_AREG0        # restore a0
1423         movi    a2, -ENOSYS
1424         rfe
1425
1426 ENDPROC(fast_syscall_spill_registers)
1427
1428 #endif /* CONFIG_FAST_SYSCALL_SPILL_REGISTERS */
1429
1430 #ifdef CONFIG_MMU
1431 /*
1432  * We should never get here. Bail out!
1433  */
1434
1435 ENTRY(fast_second_level_miss_double_kernel)
1436
1437 1:      movi    a0, unrecoverable_exception
1438         callx0  a0              # should not return
1439 1:      j       1b
1440
1441 ENDPROC(fast_second_level_miss_double_kernel)
1442
1443 /* First-level entry handler for user, kernel, and double 2nd-level
1444  * TLB miss exceptions.  Note that for now, user and kernel miss
1445  * exceptions share the same entry point and are handled identically.
1446  *
1447  * An old, less-efficient C version of this function used to exist.
1448  * We include it below, interleaved as comments, for reference.
1449  *
1450  * Entry condition:
1451  *
1452  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
1453  *   a1:        a1
1454  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
1455  *   a3:        a3
1456  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
1457  *   excsave_1: dispatch table
1458  *
1459  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
1460  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
1461  */
1462
1463 ENTRY(fast_second_level_miss)
1464
1465         /* Save a1 and a3. Note: we don't expect a double exception. */
1466
1467         s32i    a1, a2, PT_AREG1
1468         s32i    a3, a2, PT_AREG3
1469
1470         /* We need to map the page of PTEs for the user task.  Find
1471          * the pointer to that page.  Also, it's possible for tsk->mm
1472          * to be NULL while tsk->active_mm is nonzero if we faulted on
1473          * a vmalloc address.  In that rare case, we must use
1474          * active_mm instead to avoid a fault in this handler.  See
1475          *
1476          * http://mail.nl.linux.org/linux-mm/2002-08/msg00258.html
1477          *   (or search Internet on "mm vs. active_mm")
1478          *
1479          *      if (!mm)
1480          *              mm = tsk->active_mm;
1481          *      pgd = pgd_offset (mm, regs->excvaddr);
1482          *      pmd = pmd_offset (pgd, regs->excvaddr);
1483          *      pmdval = *pmd;
1484          */
1485
1486         GET_CURRENT(a1,a2)
1487         l32i    a0, a1, TASK_MM         # tsk->mm
1488         beqz    a0, 9f
1489
1490 8:      rsr     a3, excvaddr            # fault address
1491         _PGD_OFFSET(a0, a3, a1)
1492         l32i    a0, a0, 0               # read pmdval
1493         beqz    a0, 2f
1494
1495         /* Read ptevaddr and convert to top of page-table page.
1496          *
1497          *      vpnval = read_ptevaddr_register() & PAGE_MASK;
1498          *      vpnval += DTLB_WAY_PGTABLE;
1499          *      pteval = mk_pte (virt_to_page(pmd_val(pmdval)), PAGE_KERNEL);
1500          *      write_dtlb_entry (pteval, vpnval);
1501          *
1502          * The messy computation for 'pteval' above really simplifies
1503          * into the following:
1504          *
1505          * pteval = ((pmdval - PAGE_OFFSET) & PAGE_MASK) | PAGE_DIRECTORY
1506          */
1507
1508         movi    a1, (-PAGE_OFFSET) & 0xffffffff
1509         add     a0, a0, a1              # pmdval - PAGE_OFFSET
1510         extui   a1, a0, 0, PAGE_SHIFT   # ... & PAGE_MASK
1511         xor     a0, a0, a1
1512
1513         movi    a1, _PAGE_DIRECTORY
1514         or      a0, a0, a1              # ... | PAGE_DIRECTORY
1515
1516         /*
1517          * We utilize all three wired-ways (7-9) to hold pmd translations.
1518          * Memory regions are mapped to the DTLBs according to bits 28 and 29.
1519          * This allows to map the three most common regions to three different
1520          * DTLBs:
1521          *  0,1 -> way 7        program (0040.0000) and virtual (c000.0000)
1522          *  2   -> way 8        shared libaries (2000.0000)
1523          *  3   -> way 0        stack (3000.0000)
1524          */
1525
1526         extui   a3, a3, 28, 2           # addr. bit 28 and 29   0,1,2,3
1527         rsr     a1, ptevaddr
1528         addx2   a3, a3, a3              # ->                    0,3,6,9
1529         srli    a1, a1, PAGE_SHIFT
1530         extui   a3, a3, 2, 2            # ->                    0,0,1,2
1531         slli    a1, a1, PAGE_SHIFT      # ptevaddr & PAGE_MASK
1532         addi    a3, a3, DTLB_WAY_PGD
1533         add     a1, a1, a3              # ... + way_number
1534
1535 3:      wdtlb   a0, a1
1536         dsync
1537
1538         /* Exit critical section. */
1539
1540 4:      rsr     a3, excsave1
1541         movi    a0, 0
1542         s32i    a0, a3, EXC_TABLE_FIXUP
1543
1544         /* Restore the working registers, and return. */
1545
1546         l32i    a0, a2, PT_AREG0
1547         l32i    a1, a2, PT_AREG1
1548         l32i    a3, a2, PT_AREG3
1549         l32i    a2, a2, PT_DEPC
1550
1551         bgeui   a2, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 1f
1552
1553         /* Restore excsave1 and return. */
1554
1555         rsr     a2, depc
1556         rfe
1557
1558         /* Return from double exception. */
1559
1560 1:      xsr     a2, depc
1561         esync
1562         rfde
1563
1564 9:      l32i    a0, a1, TASK_ACTIVE_MM  # unlikely case mm == 0
1565         j       8b
1566
1567 #if (DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE)
1568
1569 2:      /* Special case for cache aliasing.
1570          * We (should) only get here if a clear_user_page, copy_user_page
1571          * or the aliased cache flush functions got preemptively interrupted
1572          * by another task. Re-establish temporary mapping to the
1573          * TLBTEMP_BASE areas.
1574          */
1575
1576         /* We shouldn't be in a double exception */
1577
1578         l32i    a0, a2, PT_DEPC
1579         bgeui   a0, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 2f
1580
1581         /* Make sure the exception originated in the special functions */
1582
1583         movi    a0, __tlbtemp_mapping_start
1584         rsr     a3, epc1
1585         bltu    a3, a0, 2f
1586         movi    a0, __tlbtemp_mapping_end
1587         bgeu    a3, a0, 2f
1588
1589         /* Check if excvaddr was in one of the TLBTEMP_BASE areas. */
1590
1591         movi    a3, TLBTEMP_BASE_1
1592         rsr     a0, excvaddr
1593         bltu    a0, a3, 2f
1594
1595         addi    a1, a0, -TLBTEMP_SIZE
1596         bgeu    a1, a3, 2f
1597
1598         /* Check if we have to restore an ITLB mapping. */
1599
1600         movi    a1, __tlbtemp_mapping_itlb
1601         rsr     a3, epc1
1602         sub     a3, a3, a1
1603
1604         /* Calculate VPN */
1605
1606         movi    a1, PAGE_MASK
1607         and     a1, a1, a0
1608
1609         /* Jump for ITLB entry */
1610
1611         bgez    a3, 1f
1612
1613         /* We can use up to two TLBTEMP areas, one for src and one for dst. */
1614
1615         extui   a3, a0, PAGE_SHIFT + DCACHE_ALIAS_ORDER, 1
1616         add     a1, a3, a1
1617
1618         /* PPN is in a6 for the first TLBTEMP area and in a7 for the second. */
1619
1620         mov     a0, a6
1621         movnez  a0, a7, a3
1622         j       3b
1623
1624         /* ITLB entry. We only use dst in a6. */
1625
1626 1:      witlb   a6, a1
1627         isync
1628         j       4b
1629
1630
1631 #endif  // DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE
1632
1633
1634 2:      /* Invalid PGD, default exception handling */
1635
1636         rsr     a1, depc
1637         s32i    a1, a2, PT_AREG2
1638         mov     a1, a2
1639
1640         rsr     a2, ps
1641         bbsi.l  a2, PS_UM_BIT, 1f
1642         j       _kernel_exception
1643 1:      j       _user_exception
1644
1645 ENDPROC(fast_second_level_miss)
1646
1647 /*
1648  * StoreProhibitedException
1649  *
1650  * Update the pte and invalidate the itlb mapping for this pte.
1651  *
1652  * Entry condition:
1653  *
1654  *   a0:        trashed, original value saved on stack (PT_AREG0)
1655  *   a1:        a1
1656  *   a2:        new stack pointer, original in DEPC
1657  *   a3:        a3
1658  *   depc:      a2, original value saved on stack (PT_DEPC)
1659  *   excsave_1: dispatch table
1660  *
1661  *   PT_DEPC >= VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: double exception, DEPC
1662  *           <  VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS: regular exception
1663  */
1664
1665 ENTRY(fast_store_prohibited)
1666
1667         /* Save a1 and a3. */
1668
1669         s32i    a1, a2, PT_AREG1
1670         s32i    a3, a2, PT_AREG3
1671
1672         GET_CURRENT(a1,a2)
1673         l32i    a0, a1, TASK_MM         # tsk->mm
1674         beqz    a0, 9f
1675
1676 8:      rsr     a1, excvaddr            # fault address
1677         _PGD_OFFSET(a0, a1, a3)
1678         l32i    a0, a0, 0
1679         beqz    a0, 2f
1680
1681         /*
1682          * Note that we test _PAGE_WRITABLE_BIT only if PTE is present
1683          * and is not PAGE_NONE. See pgtable.h for possible PTE layouts.
1684          */
1685
1686         _PTE_OFFSET(a0, a1, a3)
1687         l32i    a3, a0, 0               # read pteval
1688         movi    a1, _PAGE_CA_INVALID
1689         ball    a3, a1, 2f
1690         bbci.l  a3, _PAGE_WRITABLE_BIT, 2f
1691
1692         movi    a1, _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY | _PAGE_HW_WRITE
1693         or      a3, a3, a1
1694         rsr     a1, excvaddr
1695         s32i    a3, a0, 0
1696
1697         /* We need to flush the cache if we have page coloring. */
1698 #if (DCACHE_WAY_SIZE > PAGE_SIZE) && XCHAL_DCACHE_IS_WRITEBACK
1699         dhwb    a0, 0
1700 #endif
1701         pdtlb   a0, a1
1702         wdtlb   a3, a0
1703
1704         /* Exit critical section. */
1705
1706         movi    a0, 0
1707         rsr     a3, excsave1
1708         s32i    a0, a3, EXC_TABLE_FIXUP
1709
1710         /* Restore the working registers, and return. */
1711
1712         l32i    a3, a2, PT_AREG3
1713         l32i    a1, a2, PT_AREG1
1714         l32i    a0, a2, PT_AREG0
1715         l32i    a2, a2, PT_DEPC
1716
1717         bgeui   a2, VALID_DOUBLE_EXCEPTION_ADDRESS, 1f
1718
1719         rsr     a2, depc
1720         rfe
1721
1722         /* Double exception. Restore FIXUP handler and return. */
1723
1724 1:      xsr     a2, depc
1725         esync
1726         rfde
1727
1728 9:      l32i    a0, a1, TASK_ACTIVE_MM  # unlikely case mm == 0
1729         j       8b
1730
1731 2:      /* If there was a problem, handle fault in C */
1732
1733         rsr     a3, depc        # still holds a2
1734         s32i    a3, a2, PT_AREG2
1735         mov     a1, a2
1736
1737         rsr     a2, ps
1738         bbsi.l  a2, PS_UM_BIT, 1f
1739         j       _kernel_exception
1740 1:      j       _user_exception
1741
1742 ENDPROC(fast_store_prohibited)
1743
1744 #endif /* CONFIG_MMU */
1745
1746 /*
1747  * System Calls.
1748  *
1749  * void system_call (struct pt_regs* regs, int exccause)
1750  *                            a2                 a3
1751  */
1752
1753 ENTRY(system_call)
1754
1755         entry   a1, 32
1756
1757         /* regs->syscall = regs->areg[2] */
1758
1759         l32i    a3, a2, PT_AREG2
1760         mov     a6, a2
1761         movi    a4, do_syscall_trace_enter
1762         s32i    a3, a2, PT_SYSCALL
1763         callx4  a4
1764
1765         /* syscall = sys_call_table[syscall_nr] */
1766
1767         movi    a4, sys_call_table;
1768         movi    a5, __NR_syscall_count
1769         movi    a6, -ENOSYS
1770         bgeu    a3, a5, 1f
1771
1772         addx4   a4, a3, a4
1773         l32i    a4, a4, 0
1774         movi    a5, sys_ni_syscall;
1775         beq     a4, a5, 1f
1776
1777         /* Load args: arg0 - arg5 are passed via regs. */
1778
1779         l32i    a6, a2, PT_AREG6
1780         l32i    a7, a2, PT_AREG3
1781         l32i    a8, a2, PT_AREG4
1782         l32i    a9, a2, PT_AREG5
1783         l32i    a10, a2, PT_AREG8
1784         l32i    a11, a2, PT_AREG9
1785
1786         /* Pass one additional argument to the syscall: pt_regs (on stack) */
1787         s32i    a2, a1, 0
1788
1789         callx4  a4
1790
1791 1:      /* regs->areg[2] = return_value */
1792
1793         s32i    a6, a2, PT_AREG2
1794         movi    a4, do_syscall_trace_leave
1795         mov     a6, a2
1796         callx4  a4
1797         retw
1798
1799 ENDPROC(system_call)
1800
1801 /*
1802  * Spill live registers on the kernel stack macro.
1803  *
1804  * Entry condition: ps.woe is set, ps.excm is cleared
1805  * Exit condition: windowstart has single bit set
1806  * May clobber: a12, a13
1807  */
1808         .macro  spill_registers_kernel
1809
1810 #if XCHAL_NUM_AREGS > 16
1811         call12  1f
1812         _j      2f
1813         retw
1814         .align  4
1815 1:
1816         _entry  a1, 48
1817         addi    a12, a0, 3
1818 #if XCHAL_NUM_AREGS > 32
1819         .rept   (XCHAL_NUM_AREGS - 32) / 12
1820         _entry  a1, 48
1821         mov     a12, a0
1822         .endr
1823 #endif
1824         _entry  a1, 16
1825 #if XCHAL_NUM_AREGS % 12 == 0
1826         mov     a8, a8
1827 #elif XCHAL_NUM_AREGS % 12 == 4
1828         mov     a12, a12
1829 #elif XCHAL_NUM_AREGS % 12 == 8
1830         mov     a4, a4
1831 #endif
1832         retw
1833 2:
1834 #else
1835         mov     a12, a12
1836 #endif
1837         .endm
1838
1839 /*
1840  * Task switch.
1841  *
1842  * struct task*  _switch_to (struct task* prev, struct task* next)
1843  *         a2                              a2                 a3
1844  */
1845
1846 ENTRY(_switch_to)
1847
1848         entry   a1, 48
1849
1850         mov     a11, a3                 # and 'next' (a3)
1851
1852         l32i    a4, a2, TASK_THREAD_INFO
1853         l32i    a5, a3, TASK_THREAD_INFO
1854
1855         save_xtregs_user a4 a6 a8 a9 a12 a13 THREAD_XTREGS_USER
1856
1857 #if THREAD_RA > 1020 || THREAD_SP > 1020
1858         addi    a10, a2, TASK_THREAD
1859         s32i    a0, a10, THREAD_RA - TASK_THREAD        # save return address
1860         s32i    a1, a10, THREAD_SP - TASK_THREAD        # save stack pointer
1861 #else
1862         s32i    a0, a2, THREAD_RA       # save return address
1863         s32i    a1, a2, THREAD_SP       # save stack pointer
1864 #endif
1865
1866         /* Disable ints while we manipulate the stack pointer. */
1867
1868         rsil    a14, LOCKLEVEL
1869         rsr     a3, excsave1
1870         rsync
1871         s32i    a3, a3, EXC_TABLE_FIXUP /* enter critical section */
1872
1873         /* Switch CPENABLE */
1874
1875 #if (XTENSA_HAVE_COPROCESSORS || XTENSA_HAVE_IO_PORTS)
1876         l32i    a3, a5, THREAD_CPENABLE
1877         xsr     a3, cpenable
1878         s32i    a3, a4, THREAD_CPENABLE
1879 #endif
1880
1881         /* Flush register file. */
1882
1883         spill_registers_kernel
1884
1885         /* Set kernel stack (and leave critical section)
1886          * Note: It's save to set it here. The stack will not be overwritten
1887          *       because the kernel stack will only be loaded again after
1888          *       we return from kernel space.
1889          */
1890
1891         rsr     a3, excsave1            # exc_table
1892         movi    a6, 0
1893         addi    a7, a5, PT_REGS_OFFSET
1894         s32i    a6, a3, EXC_TABLE_FIXUP
1895         s32i    a7, a3, EXC_TABLE_KSTK
1896
1897         /* restore context of the task 'next' */
1898
1899         l32i    a0, a11, THREAD_RA      # restore return address
1900         l32i    a1, a11, THREAD_SP      # restore stack pointer
1901
1902         load_xtregs_user a5 a6 a8 a9 a12 a13 THREAD_XTREGS_USER
1903
1904         wsr     a14, ps
1905         rsync
1906
1907         retw
1908
1909 ENDPROC(_switch_to)
1910
1911 ENTRY(ret_from_fork)
1912
1913         /* void schedule_tail (struct task_struct *prev)
1914          * Note: prev is still in a6 (return value from fake call4 frame)
1915          */
1916         movi    a4, schedule_tail
1917         callx4  a4
1918
1919         movi    a4, do_syscall_trace_leave
1920         mov     a6, a1
1921         callx4  a4
1922
1923         j       common_exception_return
1924
1925 ENDPROC(ret_from_fork)
1926
1927 /*
1928  * Kernel thread creation helper
1929  * On entry, set up by copy_thread: a2 = thread_fn, a3 = thread_fn arg
1930  *           left from _switch_to: a6 = prev
1931  */
1932 ENTRY(ret_from_kernel_thread)
1933
1934         call4   schedule_tail
1935         mov     a6, a3
1936         callx4  a2
1937         j       common_exception_return
1938
1939 ENDPROC(ret_from_kernel_thread)