Merge branch 'gup_flag-cleanups'
[cascardo/linux.git] / arch / ia64 / kernel / head.S
1 /*
2  * Here is where the ball gets rolling as far as the kernel is concerned.
3  * When control is transferred to _start, the bootload has already
4  * loaded us to the correct address.  All that's left to do here is
5  * to set up the kernel's global pointer and jump to the kernel
6  * entry point.
7  *
8  * Copyright (C) 1998-2001, 2003, 2005 Hewlett-Packard Co
9  *      David Mosberger-Tang <davidm@hpl.hp.com>
10  *      Stephane Eranian <eranian@hpl.hp.com>
11  * Copyright (C) 1999 VA Linux Systems
12  * Copyright (C) 1999 Walt Drummond <drummond@valinux.com>
13  * Copyright (C) 1999 Intel Corp.
14  * Copyright (C) 1999 Asit Mallick <Asit.K.Mallick@intel.com>
15  * Copyright (C) 1999 Don Dugger <Don.Dugger@intel.com>
16  * Copyright (C) 2002 Fenghua Yu <fenghua.yu@intel.com>
17  *   -Optimize __ia64_save_fpu() and __ia64_load_fpu() for Itanium 2.
18  * Copyright (C) 2004 Ashok Raj <ashok.raj@intel.com>
19  *   Support for CPU Hotplug
20  */
21
22
23 #include <asm/asmmacro.h>
24 #include <asm/fpu.h>
25 #include <asm/kregs.h>
26 #include <asm/mmu_context.h>
27 #include <asm/asm-offsets.h>
28 #include <asm/pal.h>
29 #include <asm/pgtable.h>
30 #include <asm/processor.h>
31 #include <asm/ptrace.h>
32 #include <asm/mca_asm.h>
33 #include <linux/init.h>
34 #include <linux/linkage.h>
35 #include <asm/export.h>
36
37 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
38 #define SAL_PSR_BITS_TO_SET                             \
39         (IA64_PSR_AC | IA64_PSR_BN | IA64_PSR_MFH | IA64_PSR_MFL)
40
41 #define SAVE_FROM_REG(src, ptr, dest)   \
42         mov dest=src;;                                          \
43         st8 [ptr]=dest,0x08
44
45 #define RESTORE_REG(reg, ptr, _tmp)             \
46         ld8 _tmp=[ptr],0x08;;                           \
47         mov reg=_tmp
48
49 #define SAVE_BREAK_REGS(ptr, _idx, _breg, _dest)\
50         mov ar.lc=IA64_NUM_DBG_REGS-1;;                         \
51         mov _idx=0;;                                                            \
52 1:                                                                                              \
53         SAVE_FROM_REG(_breg[_idx], ptr, _dest);;        \
54         add _idx=1,_idx;;                                                       \
55         br.cloop.sptk.many 1b
56
57 #define RESTORE_BREAK_REGS(ptr, _idx, _breg, _tmp, _lbl)\
58         mov ar.lc=IA64_NUM_DBG_REGS-1;;                 \
59         mov _idx=0;;                                                    \
60 _lbl:  RESTORE_REG(_breg[_idx], ptr, _tmp);;    \
61         add _idx=1, _idx;;                                              \
62         br.cloop.sptk.many _lbl
63
64 #define SAVE_ONE_RR(num, _reg, _tmp) \
65         movl _tmp=(num<<61);;   \
66         mov _reg=rr[_tmp]
67
68 #define SAVE_REGION_REGS(_tmp, _r0, _r1, _r2, _r3, _r4, _r5, _r6, _r7) \
69         SAVE_ONE_RR(0,_r0, _tmp);; \
70         SAVE_ONE_RR(1,_r1, _tmp);; \
71         SAVE_ONE_RR(2,_r2, _tmp);; \
72         SAVE_ONE_RR(3,_r3, _tmp);; \
73         SAVE_ONE_RR(4,_r4, _tmp);; \
74         SAVE_ONE_RR(5,_r5, _tmp);; \
75         SAVE_ONE_RR(6,_r6, _tmp);; \
76         SAVE_ONE_RR(7,_r7, _tmp);;
77
78 #define STORE_REGION_REGS(ptr, _r0, _r1, _r2, _r3, _r4, _r5, _r6, _r7) \
79         st8 [ptr]=_r0, 8;; \
80         st8 [ptr]=_r1, 8;; \
81         st8 [ptr]=_r2, 8;; \
82         st8 [ptr]=_r3, 8;; \
83         st8 [ptr]=_r4, 8;; \
84         st8 [ptr]=_r5, 8;; \
85         st8 [ptr]=_r6, 8;; \
86         st8 [ptr]=_r7, 8;;
87
88 #define RESTORE_REGION_REGS(ptr, _idx1, _idx2, _tmp) \
89         mov             ar.lc=0x08-1;;                                          \
90         movl    _idx1=0x00;;                                            \
91 RestRR:                                                                                 \
92         dep.z   _idx2=_idx1,61,3;;                                      \
93         ld8             _tmp=[ptr],8;;                                          \
94         mov             rr[_idx2]=_tmp;;                                        \
95         srlz.d;;                                                                        \
96         add             _idx1=1,_idx1;;                                         \
97         br.cloop.sptk.few       RestRR
98
99 #define SET_AREA_FOR_BOOTING_CPU(reg1, reg2) \
100         movl reg1=sal_state_for_booting_cpu;;   \
101         ld8 reg2=[reg1];;
102
103 /*
104  * Adjust region registers saved before starting to save
105  * break regs and rest of the states that need to be preserved.
106  */
107 #define SAL_TO_OS_BOOT_HANDOFF_STATE_SAVE(_reg1,_reg2,_pred)  \
108         SAVE_FROM_REG(b0,_reg1,_reg2);;                                         \
109         SAVE_FROM_REG(b1,_reg1,_reg2);;                                         \
110         SAVE_FROM_REG(b2,_reg1,_reg2);;                                         \
111         SAVE_FROM_REG(b3,_reg1,_reg2);;                                         \
112         SAVE_FROM_REG(b4,_reg1,_reg2);;                                         \
113         SAVE_FROM_REG(b5,_reg1,_reg2);;                                         \
114         st8 [_reg1]=r1,0x08;;                                                           \
115         st8 [_reg1]=r12,0x08;;                                                          \
116         st8 [_reg1]=r13,0x08;;                                                          \
117         SAVE_FROM_REG(ar.fpsr,_reg1,_reg2);;                            \
118         SAVE_FROM_REG(ar.pfs,_reg1,_reg2);;                                     \
119         SAVE_FROM_REG(ar.rnat,_reg1,_reg2);;                            \
120         SAVE_FROM_REG(ar.unat,_reg1,_reg2);;                            \
121         SAVE_FROM_REG(ar.bspstore,_reg1,_reg2);;                        \
122         SAVE_FROM_REG(cr.dcr,_reg1,_reg2);;                                     \
123         SAVE_FROM_REG(cr.iva,_reg1,_reg2);;                                     \
124         SAVE_FROM_REG(cr.pta,_reg1,_reg2);;                                     \
125         SAVE_FROM_REG(cr.itv,_reg1,_reg2);;                                     \
126         SAVE_FROM_REG(cr.pmv,_reg1,_reg2);;                                     \
127         SAVE_FROM_REG(cr.cmcv,_reg1,_reg2);;                            \
128         SAVE_FROM_REG(cr.lrr0,_reg1,_reg2);;                            \
129         SAVE_FROM_REG(cr.lrr1,_reg1,_reg2);;                            \
130         st8 [_reg1]=r4,0x08;;                                                           \
131         st8 [_reg1]=r5,0x08;;                                                           \
132         st8 [_reg1]=r6,0x08;;                                                           \
133         st8 [_reg1]=r7,0x08;;                                                           \
134         st8 [_reg1]=_pred,0x08;;                                                        \
135         SAVE_FROM_REG(ar.lc, _reg1, _reg2);;                            \
136         stf.spill.nta [_reg1]=f2,16;;                                           \
137         stf.spill.nta [_reg1]=f3,16;;                                           \
138         stf.spill.nta [_reg1]=f4,16;;                                           \
139         stf.spill.nta [_reg1]=f5,16;;                                           \
140         stf.spill.nta [_reg1]=f16,16;;                                          \
141         stf.spill.nta [_reg1]=f17,16;;                                          \
142         stf.spill.nta [_reg1]=f18,16;;                                          \
143         stf.spill.nta [_reg1]=f19,16;;                                          \
144         stf.spill.nta [_reg1]=f20,16;;                                          \
145         stf.spill.nta [_reg1]=f21,16;;                                          \
146         stf.spill.nta [_reg1]=f22,16;;                                          \
147         stf.spill.nta [_reg1]=f23,16;;                                          \
148         stf.spill.nta [_reg1]=f24,16;;                                          \
149         stf.spill.nta [_reg1]=f25,16;;                                          \
150         stf.spill.nta [_reg1]=f26,16;;                                          \
151         stf.spill.nta [_reg1]=f27,16;;                                          \
152         stf.spill.nta [_reg1]=f28,16;;                                          \
153         stf.spill.nta [_reg1]=f29,16;;                                          \
154         stf.spill.nta [_reg1]=f30,16;;                                          \
155         stf.spill.nta [_reg1]=f31,16;;
156
157 #else
158 #define SET_AREA_FOR_BOOTING_CPU(a1, a2)
159 #define SAL_TO_OS_BOOT_HANDOFF_STATE_SAVE(a1,a2, a3)
160 #define SAVE_REGION_REGS(_tmp, _r0, _r1, _r2, _r3, _r4, _r5, _r6, _r7)
161 #define STORE_REGION_REGS(ptr, _r0, _r1, _r2, _r3, _r4, _r5, _r6, _r7)
162 #endif
163
164 #define SET_ONE_RR(num, pgsize, _tmp1, _tmp2, vhpt) \
165         movl _tmp1=(num << 61);;        \
166         mov _tmp2=((ia64_rid(IA64_REGION_ID_KERNEL, (num<<61)) << 8) | (pgsize << 2) | vhpt);; \
167         mov rr[_tmp1]=_tmp2
168
169         __PAGE_ALIGNED_DATA
170
171         .global empty_zero_page
172 EXPORT_DATA_SYMBOL_GPL(empty_zero_page)
173 empty_zero_page:
174         .skip PAGE_SIZE
175
176         .global swapper_pg_dir
177 swapper_pg_dir:
178         .skip PAGE_SIZE
179
180         .rodata
181 halt_msg:
182         stringz "Halting kernel\n"
183
184         __REF
185
186         .global start_ap
187
188         /*
189          * Start the kernel.  When the bootloader passes control to _start(), r28
190          * points to the address of the boot parameter area.  Execution reaches
191          * here in physical mode.
192          */
193 GLOBAL_ENTRY(_start)
194 start_ap:
195         .prologue
196         .save rp, r0            // terminate unwind chain with a NULL rp
197         .body
198
199         rsm psr.i | psr.ic
200         ;;
201         srlz.i
202         ;;
203  {
204         flushrs                         // must be first insn in group
205         srlz.i
206  }
207         ;;
208         /*
209          * Save the region registers, predicate before they get clobbered
210          */
211         SAVE_REGION_REGS(r2, r8,r9,r10,r11,r12,r13,r14,r15);
212         mov r25=pr;;
213
214         /*
215          * Initialize kernel region registers:
216          *      rr[0]: VHPT enabled, page size = PAGE_SHIFT
217          *      rr[1]: VHPT enabled, page size = PAGE_SHIFT
218          *      rr[2]: VHPT enabled, page size = PAGE_SHIFT
219          *      rr[3]: VHPT enabled, page size = PAGE_SHIFT
220          *      rr[4]: VHPT enabled, page size = PAGE_SHIFT
221          *      rr[5]: VHPT enabled, page size = PAGE_SHIFT
222          *      rr[6]: VHPT disabled, page size = IA64_GRANULE_SHIFT
223          *      rr[7]: VHPT disabled, page size = IA64_GRANULE_SHIFT
224          * We initialize all of them to prevent inadvertently assuming
225          * something about the state of address translation early in boot.
226          */
227         SET_ONE_RR(0, PAGE_SHIFT, r2, r16, 1);;
228         SET_ONE_RR(1, PAGE_SHIFT, r2, r16, 1);;
229         SET_ONE_RR(2, PAGE_SHIFT, r2, r16, 1);;
230         SET_ONE_RR(3, PAGE_SHIFT, r2, r16, 1);;
231         SET_ONE_RR(4, PAGE_SHIFT, r2, r16, 1);;
232         SET_ONE_RR(5, PAGE_SHIFT, r2, r16, 1);;
233         SET_ONE_RR(6, IA64_GRANULE_SHIFT, r2, r16, 0);;
234         SET_ONE_RR(7, IA64_GRANULE_SHIFT, r2, r16, 0);;
235         /*
236          * Now pin mappings into the TLB for kernel text and data
237          */
238         mov r18=KERNEL_TR_PAGE_SHIFT<<2
239         movl r17=KERNEL_START
240         ;;
241         mov cr.itir=r18
242         mov cr.ifa=r17
243         mov r16=IA64_TR_KERNEL
244         mov r3=ip
245         movl r18=PAGE_KERNEL
246         ;;
247         dep r2=0,r3,0,KERNEL_TR_PAGE_SHIFT
248         ;;
249         or r18=r2,r18
250         ;;
251         srlz.i
252         ;;
253         itr.i itr[r16]=r18
254         ;;
255         itr.d dtr[r16]=r18
256         ;;
257         srlz.i
258
259         /*
260          * Switch into virtual mode:
261          */
262         movl r16=(IA64_PSR_IT|IA64_PSR_IC|IA64_PSR_DT|IA64_PSR_RT|IA64_PSR_DFH|IA64_PSR_BN \
263                   |IA64_PSR_DI)
264         ;;
265         mov cr.ipsr=r16
266         movl r17=1f
267         ;;
268         mov cr.iip=r17
269         mov cr.ifs=r0
270         ;;
271         rfi
272         ;;
273 1:      // now we are in virtual mode
274
275         SET_AREA_FOR_BOOTING_CPU(r2, r16);
276
277         STORE_REGION_REGS(r16, r8,r9,r10,r11,r12,r13,r14,r15);
278         SAL_TO_OS_BOOT_HANDOFF_STATE_SAVE(r16,r17,r25)
279         ;;
280
281         // set IVT entry point---can't access I/O ports without it
282         movl r3=ia64_ivt
283         ;;
284         mov cr.iva=r3
285         movl r2=FPSR_DEFAULT
286         ;;
287         srlz.i
288         movl gp=__gp
289
290         mov ar.fpsr=r2
291         ;;
292
293 #define isAP    p2      // are we an Application Processor?
294 #define isBP    p3      // are we the Bootstrap Processor?
295
296 #ifdef CONFIG_SMP
297         /*
298          * Find the init_task for the currently booting CPU.  At poweron, and in
299          * UP mode, task_for_booting_cpu is NULL.
300          */
301         movl r3=task_for_booting_cpu
302         ;;
303         ld8 r3=[r3]
304         movl r2=init_task
305         ;;
306         cmp.eq isBP,isAP=r3,r0
307         ;;
308 (isAP)  mov r2=r3
309 #else
310         movl r2=init_task
311         cmp.eq isBP,isAP=r0,r0
312 #endif
313         ;;
314         tpa r3=r2               // r3 == phys addr of task struct
315         mov r16=-1
316 (isBP)  br.cond.dpnt .load_current // BP stack is on region 5 --- no need to map it
317
318         // load mapping for stack (virtaddr in r2, physaddr in r3)
319         rsm psr.ic
320         movl r17=PAGE_KERNEL
321         ;;
322         srlz.d
323         dep r18=0,r3,0,12
324         ;;
325         or r18=r17,r18
326         dep r2=-1,r3,61,3       // IMVA of task
327         ;;
328         mov r17=rr[r2]
329         shr.u r16=r3,IA64_GRANULE_SHIFT
330         ;;
331         dep r17=0,r17,8,24
332         ;;
333         mov cr.itir=r17
334         mov cr.ifa=r2
335
336         mov r19=IA64_TR_CURRENT_STACK
337         ;;
338         itr.d dtr[r19]=r18
339         ;;
340         ssm psr.ic
341         srlz.d
342         ;;
343
344 .load_current:
345         // load the "current" pointer (r13) and ar.k6 with the current task
346         mov IA64_KR(CURRENT)=r2         // virtual address
347         mov IA64_KR(CURRENT_STACK)=r16
348         mov r13=r2
349         /*
350          * Reserve space at the top of the stack for "struct pt_regs".  Kernel
351          * threads don't store interesting values in that structure, but the space
352          * still needs to be there because time-critical stuff such as the context
353          * switching can be implemented more efficiently (for example, __switch_to()
354          * always sets the psr.dfh bit of the task it is switching to).
355          */
356
357         addl r12=IA64_STK_OFFSET-IA64_PT_REGS_SIZE-16,r2
358         addl r2=IA64_RBS_OFFSET,r2      // initialize the RSE
359         mov ar.rsc=0            // place RSE in enforced lazy mode
360         ;;
361         loadrs                  // clear the dirty partition
362         movl r19=__phys_per_cpu_start
363         mov r18=PERCPU_PAGE_SIZE
364         ;;
365 #ifndef CONFIG_SMP
366         add r19=r19,r18
367         ;;
368 #else
369 (isAP)  br.few 2f
370         movl r20=__cpu0_per_cpu
371         ;;
372         shr.u r18=r18,3
373 1:
374         ld8 r21=[r19],8;;
375         st8[r20]=r21,8
376         adds r18=-1,r18;;
377         cmp4.lt p7,p6=0,r18
378 (p7)    br.cond.dptk.few 1b
379         mov r19=r20
380         ;;
381 2:
382 #endif
383         tpa r19=r19
384         ;;
385         .pred.rel.mutex isBP,isAP
386 (isBP)  mov IA64_KR(PER_CPU_DATA)=r19   // per-CPU base for cpu0
387 (isAP)  mov IA64_KR(PER_CPU_DATA)=r0    // clear physical per-CPU base
388         ;;
389         mov ar.bspstore=r2      // establish the new RSE stack
390         ;;
391         mov ar.rsc=0x3          // place RSE in eager mode
392
393 (isBP)  dep r28=-1,r28,61,3     // make address virtual
394 (isBP)  movl r2=ia64_boot_param
395         ;;
396 (isBP)  st8 [r2]=r28            // save the address of the boot param area passed by the bootloader
397
398 #ifdef CONFIG_SMP
399 (isAP)  br.call.sptk.many rp=start_secondary
400 .ret0:
401 (isAP)  br.cond.sptk self
402 #endif
403
404         // This is executed by the bootstrap processor (bsp) only:
405
406 #ifdef CONFIG_IA64_FW_EMU
407         // initialize PAL & SAL emulator:
408         br.call.sptk.many rp=sys_fw_init
409 .ret1:
410 #endif
411         br.call.sptk.many rp=start_kernel
412 .ret2:  addl r3=@ltoff(halt_msg),gp
413         ;;
414         alloc r2=ar.pfs,8,0,2,0
415         ;;
416         ld8 out0=[r3]
417         br.call.sptk.many b0=console_print
418
419 self:   hint @pause
420         br.sptk.many self               // endless loop
421 END(_start)
422
423         .text
424
425 GLOBAL_ENTRY(ia64_save_debug_regs)
426         alloc r16=ar.pfs,1,0,0,0
427         mov r20=ar.lc                   // preserve ar.lc
428         mov ar.lc=IA64_NUM_DBG_REGS-1
429         mov r18=0
430         add r19=IA64_NUM_DBG_REGS*8,in0
431         ;;
432 1:      mov r16=dbr[r18]
433 #ifdef CONFIG_ITANIUM
434         ;;
435         srlz.d
436 #endif
437         mov r17=ibr[r18]
438         add r18=1,r18
439         ;;
440         st8.nta [in0]=r16,8
441         st8.nta [r19]=r17,8
442         br.cloop.sptk.many 1b
443         ;;
444         mov ar.lc=r20                   // restore ar.lc
445         br.ret.sptk.many rp
446 END(ia64_save_debug_regs)
447
448 GLOBAL_ENTRY(ia64_load_debug_regs)
449         alloc r16=ar.pfs,1,0,0,0
450         lfetch.nta [in0]
451         mov r20=ar.lc                   // preserve ar.lc
452         add r19=IA64_NUM_DBG_REGS*8,in0
453         mov ar.lc=IA64_NUM_DBG_REGS-1
454         mov r18=-1
455         ;;
456 1:      ld8.nta r16=[in0],8
457         ld8.nta r17=[r19],8
458         add r18=1,r18
459         ;;
460         mov dbr[r18]=r16
461 #ifdef CONFIG_ITANIUM
462         ;;
463         srlz.d                          // Errata 132 (NoFix status)
464 #endif
465         mov ibr[r18]=r17
466         br.cloop.sptk.many 1b
467         ;;
468         mov ar.lc=r20                   // restore ar.lc
469         br.ret.sptk.many rp
470 END(ia64_load_debug_regs)
471
472 GLOBAL_ENTRY(__ia64_save_fpu)
473         alloc r2=ar.pfs,1,4,0,0
474         adds loc0=96*16-16,in0
475         adds loc1=96*16-16-128,in0
476         ;;
477         stf.spill.nta [loc0]=f127,-256
478         stf.spill.nta [loc1]=f119,-256
479         ;;
480         stf.spill.nta [loc0]=f111,-256
481         stf.spill.nta [loc1]=f103,-256
482         ;;
483         stf.spill.nta [loc0]=f95,-256
484         stf.spill.nta [loc1]=f87,-256
485         ;;
486         stf.spill.nta [loc0]=f79,-256
487         stf.spill.nta [loc1]=f71,-256
488         ;;
489         stf.spill.nta [loc0]=f63,-256
490         stf.spill.nta [loc1]=f55,-256
491         adds loc2=96*16-32,in0
492         ;;
493         stf.spill.nta [loc0]=f47,-256
494         stf.spill.nta [loc1]=f39,-256
495         adds loc3=96*16-32-128,in0
496         ;;
497         stf.spill.nta [loc2]=f126,-256
498         stf.spill.nta [loc3]=f118,-256
499         ;;
500         stf.spill.nta [loc2]=f110,-256
501         stf.spill.nta [loc3]=f102,-256
502         ;;
503         stf.spill.nta [loc2]=f94,-256
504         stf.spill.nta [loc3]=f86,-256
505         ;;
506         stf.spill.nta [loc2]=f78,-256
507         stf.spill.nta [loc3]=f70,-256
508         ;;
509         stf.spill.nta [loc2]=f62,-256
510         stf.spill.nta [loc3]=f54,-256
511         adds loc0=96*16-48,in0
512         ;;
513         stf.spill.nta [loc2]=f46,-256
514         stf.spill.nta [loc3]=f38,-256
515         adds loc1=96*16-48-128,in0
516         ;;
517         stf.spill.nta [loc0]=f125,-256
518         stf.spill.nta [loc1]=f117,-256
519         ;;
520         stf.spill.nta [loc0]=f109,-256
521         stf.spill.nta [loc1]=f101,-256
522         ;;
523         stf.spill.nta [loc0]=f93,-256
524         stf.spill.nta [loc1]=f85,-256
525         ;;
526         stf.spill.nta [loc0]=f77,-256
527         stf.spill.nta [loc1]=f69,-256
528         ;;
529         stf.spill.nta [loc0]=f61,-256
530         stf.spill.nta [loc1]=f53,-256
531         adds loc2=96*16-64,in0
532         ;;
533         stf.spill.nta [loc0]=f45,-256
534         stf.spill.nta [loc1]=f37,-256
535         adds loc3=96*16-64-128,in0
536         ;;
537         stf.spill.nta [loc2]=f124,-256
538         stf.spill.nta [loc3]=f116,-256
539         ;;
540         stf.spill.nta [loc2]=f108,-256
541         stf.spill.nta [loc3]=f100,-256
542         ;;
543         stf.spill.nta [loc2]=f92,-256
544         stf.spill.nta [loc3]=f84,-256
545         ;;
546         stf.spill.nta [loc2]=f76,-256
547         stf.spill.nta [loc3]=f68,-256
548         ;;
549         stf.spill.nta [loc2]=f60,-256
550         stf.spill.nta [loc3]=f52,-256
551         adds loc0=96*16-80,in0
552         ;;
553         stf.spill.nta [loc2]=f44,-256
554         stf.spill.nta [loc3]=f36,-256
555         adds loc1=96*16-80-128,in0
556         ;;
557         stf.spill.nta [loc0]=f123,-256
558         stf.spill.nta [loc1]=f115,-256
559         ;;
560         stf.spill.nta [loc0]=f107,-256
561         stf.spill.nta [loc1]=f99,-256
562         ;;
563         stf.spill.nta [loc0]=f91,-256
564         stf.spill.nta [loc1]=f83,-256
565         ;;
566         stf.spill.nta [loc0]=f75,-256
567         stf.spill.nta [loc1]=f67,-256
568         ;;
569         stf.spill.nta [loc0]=f59,-256
570         stf.spill.nta [loc1]=f51,-256
571         adds loc2=96*16-96,in0
572         ;;
573         stf.spill.nta [loc0]=f43,-256
574         stf.spill.nta [loc1]=f35,-256
575         adds loc3=96*16-96-128,in0
576         ;;
577         stf.spill.nta [loc2]=f122,-256
578         stf.spill.nta [loc3]=f114,-256
579         ;;
580         stf.spill.nta [loc2]=f106,-256
581         stf.spill.nta [loc3]=f98,-256
582         ;;
583         stf.spill.nta [loc2]=f90,-256
584         stf.spill.nta [loc3]=f82,-256
585         ;;
586         stf.spill.nta [loc2]=f74,-256
587         stf.spill.nta [loc3]=f66,-256
588         ;;
589         stf.spill.nta [loc2]=f58,-256
590         stf.spill.nta [loc3]=f50,-256
591         adds loc0=96*16-112,in0
592         ;;
593         stf.spill.nta [loc2]=f42,-256
594         stf.spill.nta [loc3]=f34,-256
595         adds loc1=96*16-112-128,in0
596         ;;
597         stf.spill.nta [loc0]=f121,-256
598         stf.spill.nta [loc1]=f113,-256
599         ;;
600         stf.spill.nta [loc0]=f105,-256
601         stf.spill.nta [loc1]=f97,-256
602         ;;
603         stf.spill.nta [loc0]=f89,-256
604         stf.spill.nta [loc1]=f81,-256
605         ;;
606         stf.spill.nta [loc0]=f73,-256
607         stf.spill.nta [loc1]=f65,-256
608         ;;
609         stf.spill.nta [loc0]=f57,-256
610         stf.spill.nta [loc1]=f49,-256
611         adds loc2=96*16-128,in0
612         ;;
613         stf.spill.nta [loc0]=f41,-256
614         stf.spill.nta [loc1]=f33,-256
615         adds loc3=96*16-128-128,in0
616         ;;
617         stf.spill.nta [loc2]=f120,-256
618         stf.spill.nta [loc3]=f112,-256
619         ;;
620         stf.spill.nta [loc2]=f104,-256
621         stf.spill.nta [loc3]=f96,-256
622         ;;
623         stf.spill.nta [loc2]=f88,-256
624         stf.spill.nta [loc3]=f80,-256
625         ;;
626         stf.spill.nta [loc2]=f72,-256
627         stf.spill.nta [loc3]=f64,-256
628         ;;
629         stf.spill.nta [loc2]=f56,-256
630         stf.spill.nta [loc3]=f48,-256
631         ;;
632         stf.spill.nta [loc2]=f40
633         stf.spill.nta [loc3]=f32
634         br.ret.sptk.many rp
635 END(__ia64_save_fpu)
636
637 GLOBAL_ENTRY(__ia64_load_fpu)
638         alloc r2=ar.pfs,1,2,0,0
639         adds r3=128,in0
640         adds r14=256,in0
641         adds r15=384,in0
642         mov loc0=512
643         mov loc1=-1024+16
644         ;;
645         ldf.fill.nta f32=[in0],loc0
646         ldf.fill.nta f40=[ r3],loc0
647         ldf.fill.nta f48=[r14],loc0
648         ldf.fill.nta f56=[r15],loc0
649         ;;
650         ldf.fill.nta f64=[in0],loc0
651         ldf.fill.nta f72=[ r3],loc0
652         ldf.fill.nta f80=[r14],loc0
653         ldf.fill.nta f88=[r15],loc0
654         ;;
655         ldf.fill.nta f96=[in0],loc1
656         ldf.fill.nta f104=[ r3],loc1
657         ldf.fill.nta f112=[r14],loc1
658         ldf.fill.nta f120=[r15],loc1
659         ;;
660         ldf.fill.nta f33=[in0],loc0
661         ldf.fill.nta f41=[ r3],loc0
662         ldf.fill.nta f49=[r14],loc0
663         ldf.fill.nta f57=[r15],loc0
664         ;;
665         ldf.fill.nta f65=[in0],loc0
666         ldf.fill.nta f73=[ r3],loc0
667         ldf.fill.nta f81=[r14],loc0
668         ldf.fill.nta f89=[r15],loc0
669         ;;
670         ldf.fill.nta f97=[in0],loc1
671         ldf.fill.nta f105=[ r3],loc1
672         ldf.fill.nta f113=[r14],loc1
673         ldf.fill.nta f121=[r15],loc1
674         ;;
675         ldf.fill.nta f34=[in0],loc0
676         ldf.fill.nta f42=[ r3],loc0
677         ldf.fill.nta f50=[r14],loc0
678         ldf.fill.nta f58=[r15],loc0
679         ;;
680         ldf.fill.nta f66=[in0],loc0
681         ldf.fill.nta f74=[ r3],loc0
682         ldf.fill.nta f82=[r14],loc0
683         ldf.fill.nta f90=[r15],loc0
684         ;;
685         ldf.fill.nta f98=[in0],loc1
686         ldf.fill.nta f106=[ r3],loc1
687         ldf.fill.nta f114=[r14],loc1
688         ldf.fill.nta f122=[r15],loc1
689         ;;
690         ldf.fill.nta f35=[in0],loc0
691         ldf.fill.nta f43=[ r3],loc0
692         ldf.fill.nta f51=[r14],loc0
693         ldf.fill.nta f59=[r15],loc0
694         ;;
695         ldf.fill.nta f67=[in0],loc0
696         ldf.fill.nta f75=[ r3],loc0
697         ldf.fill.nta f83=[r14],loc0
698         ldf.fill.nta f91=[r15],loc0
699         ;;
700         ldf.fill.nta f99=[in0],loc1
701         ldf.fill.nta f107=[ r3],loc1
702         ldf.fill.nta f115=[r14],loc1
703         ldf.fill.nta f123=[r15],loc1
704         ;;
705         ldf.fill.nta f36=[in0],loc0
706         ldf.fill.nta f44=[ r3],loc0
707         ldf.fill.nta f52=[r14],loc0
708         ldf.fill.nta f60=[r15],loc0
709         ;;
710         ldf.fill.nta f68=[in0],loc0
711         ldf.fill.nta f76=[ r3],loc0
712         ldf.fill.nta f84=[r14],loc0
713         ldf.fill.nta f92=[r15],loc0
714         ;;
715         ldf.fill.nta f100=[in0],loc1
716         ldf.fill.nta f108=[ r3],loc1
717         ldf.fill.nta f116=[r14],loc1
718         ldf.fill.nta f124=[r15],loc1
719         ;;
720         ldf.fill.nta f37=[in0],loc0
721         ldf.fill.nta f45=[ r3],loc0
722         ldf.fill.nta f53=[r14],loc0
723         ldf.fill.nta f61=[r15],loc0
724         ;;
725         ldf.fill.nta f69=[in0],loc0
726         ldf.fill.nta f77=[ r3],loc0
727         ldf.fill.nta f85=[r14],loc0
728         ldf.fill.nta f93=[r15],loc0
729         ;;
730         ldf.fill.nta f101=[in0],loc1
731         ldf.fill.nta f109=[ r3],loc1
732         ldf.fill.nta f117=[r14],loc1
733         ldf.fill.nta f125=[r15],loc1
734         ;;
735         ldf.fill.nta f38 =[in0],loc0
736         ldf.fill.nta f46 =[ r3],loc0
737         ldf.fill.nta f54 =[r14],loc0
738         ldf.fill.nta f62 =[r15],loc0
739         ;;
740         ldf.fill.nta f70 =[in0],loc0
741         ldf.fill.nta f78 =[ r3],loc0
742         ldf.fill.nta f86 =[r14],loc0
743         ldf.fill.nta f94 =[r15],loc0
744         ;;
745         ldf.fill.nta f102=[in0],loc1
746         ldf.fill.nta f110=[ r3],loc1
747         ldf.fill.nta f118=[r14],loc1
748         ldf.fill.nta f126=[r15],loc1
749         ;;
750         ldf.fill.nta f39 =[in0],loc0
751         ldf.fill.nta f47 =[ r3],loc0
752         ldf.fill.nta f55 =[r14],loc0
753         ldf.fill.nta f63 =[r15],loc0
754         ;;
755         ldf.fill.nta f71 =[in0],loc0
756         ldf.fill.nta f79 =[ r3],loc0
757         ldf.fill.nta f87 =[r14],loc0
758         ldf.fill.nta f95 =[r15],loc0
759         ;;
760         ldf.fill.nta f103=[in0]
761         ldf.fill.nta f111=[ r3]
762         ldf.fill.nta f119=[r14]
763         ldf.fill.nta f127=[r15]
764         br.ret.sptk.many rp
765 END(__ia64_load_fpu)
766
767 GLOBAL_ENTRY(__ia64_init_fpu)
768         stf.spill [sp]=f0               // M3
769         mov      f32=f0                 // F
770         nop.b    0
771
772         ldfps    f33,f34=[sp]           // M0
773         ldfps    f35,f36=[sp]           // M1
774         mov      f37=f0                 // F
775         ;;
776
777         setf.s   f38=r0                 // M2
778         setf.s   f39=r0                 // M3
779         mov      f40=f0                 // F
780
781         ldfps    f41,f42=[sp]           // M0
782         ldfps    f43,f44=[sp]           // M1
783         mov      f45=f0                 // F
784
785         setf.s   f46=r0                 // M2
786         setf.s   f47=r0                 // M3
787         mov      f48=f0                 // F
788
789         ldfps    f49,f50=[sp]           // M0
790         ldfps    f51,f52=[sp]           // M1
791         mov      f53=f0                 // F
792
793         setf.s   f54=r0                 // M2
794         setf.s   f55=r0                 // M3
795         mov      f56=f0                 // F
796
797         ldfps    f57,f58=[sp]           // M0
798         ldfps    f59,f60=[sp]           // M1
799         mov      f61=f0                 // F
800
801         setf.s   f62=r0                 // M2
802         setf.s   f63=r0                 // M3
803         mov      f64=f0                 // F
804
805         ldfps    f65,f66=[sp]           // M0
806         ldfps    f67,f68=[sp]           // M1
807         mov      f69=f0                 // F
808
809         setf.s   f70=r0                 // M2
810         setf.s   f71=r0                 // M3
811         mov      f72=f0                 // F
812
813         ldfps    f73,f74=[sp]           // M0
814         ldfps    f75,f76=[sp]           // M1
815         mov      f77=f0                 // F
816
817         setf.s   f78=r0                 // M2
818         setf.s   f79=r0                 // M3
819         mov      f80=f0                 // F
820
821         ldfps    f81,f82=[sp]           // M0
822         ldfps    f83,f84=[sp]           // M1
823         mov      f85=f0                 // F
824
825         setf.s   f86=r0                 // M2
826         setf.s   f87=r0                 // M3
827         mov      f88=f0                 // F
828
829         /*
830          * When the instructions are cached, it would be faster to initialize
831          * the remaining registers with simply mov instructions (F-unit).
832          * This gets the time down to ~29 cycles.  However, this would use up
833          * 33 bundles, whereas continuing with the above pattern yields
834          * 10 bundles and ~30 cycles.
835          */
836
837         ldfps    f89,f90=[sp]           // M0
838         ldfps    f91,f92=[sp]           // M1
839         mov      f93=f0                 // F
840
841         setf.s   f94=r0                 // M2
842         setf.s   f95=r0                 // M3
843         mov      f96=f0                 // F
844
845         ldfps    f97,f98=[sp]           // M0
846         ldfps    f99,f100=[sp]          // M1
847         mov      f101=f0                // F
848
849         setf.s   f102=r0                // M2
850         setf.s   f103=r0                // M3
851         mov      f104=f0                // F
852
853         ldfps    f105,f106=[sp]         // M0
854         ldfps    f107,f108=[sp]         // M1
855         mov      f109=f0                // F
856
857         setf.s   f110=r0                // M2
858         setf.s   f111=r0                // M3
859         mov      f112=f0                // F
860
861         ldfps    f113,f114=[sp]         // M0
862         ldfps    f115,f116=[sp]         // M1
863         mov      f117=f0                // F
864
865         setf.s   f118=r0                // M2
866         setf.s   f119=r0                // M3
867         mov      f120=f0                // F
868
869         ldfps    f121,f122=[sp]         // M0
870         ldfps    f123,f124=[sp]         // M1
871         mov      f125=f0                // F
872
873         setf.s   f126=r0                // M2
874         setf.s   f127=r0                // M3
875         br.ret.sptk.many rp             // F
876 END(__ia64_init_fpu)
877
878 /*
879  * Switch execution mode from virtual to physical
880  *
881  * Inputs:
882  *      r16 = new psr to establish
883  * Output:
884  *      r19 = old virtual address of ar.bsp
885  *      r20 = old virtual address of sp
886  *
887  * Note: RSE must already be in enforced lazy mode
888  */
889 GLOBAL_ENTRY(ia64_switch_mode_phys)
890  {
891         rsm psr.i | psr.ic              // disable interrupts and interrupt collection
892         mov r15=ip
893  }
894         ;;
895  {
896         flushrs                         // must be first insn in group
897         srlz.i
898  }
899         ;;
900         mov cr.ipsr=r16                 // set new PSR
901         add r3=1f-ia64_switch_mode_phys,r15
902
903         mov r19=ar.bsp
904         mov r20=sp
905         mov r14=rp                      // get return address into a general register
906         ;;
907
908         // going to physical mode, use tpa to translate virt->phys
909         tpa r17=r19
910         tpa r3=r3
911         tpa sp=sp
912         tpa r14=r14
913         ;;
914
915         mov r18=ar.rnat                 // save ar.rnat
916         mov ar.bspstore=r17             // this steps on ar.rnat
917         mov cr.iip=r3
918         mov cr.ifs=r0
919         ;;
920         mov ar.rnat=r18                 // restore ar.rnat
921         rfi                             // must be last insn in group
922         ;;
923 1:      mov rp=r14
924         br.ret.sptk.many rp
925 END(ia64_switch_mode_phys)
926
927 /*
928  * Switch execution mode from physical to virtual
929  *
930  * Inputs:
931  *      r16 = new psr to establish
932  *      r19 = new bspstore to establish
933  *      r20 = new sp to establish
934  *
935  * Note: RSE must already be in enforced lazy mode
936  */
937 GLOBAL_ENTRY(ia64_switch_mode_virt)
938  {
939         rsm psr.i | psr.ic              // disable interrupts and interrupt collection
940         mov r15=ip
941  }
942         ;;
943  {
944         flushrs                         // must be first insn in group
945         srlz.i
946  }
947         ;;
948         mov cr.ipsr=r16                 // set new PSR
949         add r3=1f-ia64_switch_mode_virt,r15
950
951         mov r14=rp                      // get return address into a general register
952         ;;
953
954         // going to virtual
955         //   - for code addresses, set upper bits of addr to KERNEL_START
956         //   - for stack addresses, copy from input argument
957         movl r18=KERNEL_START
958         dep r3=0,r3,KERNEL_TR_PAGE_SHIFT,64-KERNEL_TR_PAGE_SHIFT
959         dep r14=0,r14,KERNEL_TR_PAGE_SHIFT,64-KERNEL_TR_PAGE_SHIFT
960         mov sp=r20
961         ;;
962         or r3=r3,r18
963         or r14=r14,r18
964         ;;
965
966         mov r18=ar.rnat                 // save ar.rnat
967         mov ar.bspstore=r19             // this steps on ar.rnat
968         mov cr.iip=r3
969         mov cr.ifs=r0
970         ;;
971         mov ar.rnat=r18                 // restore ar.rnat
972         rfi                             // must be last insn in group
973         ;;
974 1:      mov rp=r14
975         br.ret.sptk.many rp
976 END(ia64_switch_mode_virt)
977
978 GLOBAL_ENTRY(ia64_delay_loop)
979         .prologue
980 {       nop 0                   // work around GAS unwind info generation bug...
981         .save ar.lc,r2
982         mov r2=ar.lc
983         .body
984         ;;
985         mov ar.lc=r32
986 }
987         ;;
988         // force loop to be 32-byte aligned (GAS bug means we cannot use .align
989         // inside function body without corrupting unwind info).
990 {       nop 0 }
991 1:      br.cloop.sptk.few 1b
992         ;;
993         mov ar.lc=r2
994         br.ret.sptk.many rp
995 END(ia64_delay_loop)
996
997 /*
998  * Return a CPU-local timestamp in nano-seconds.  This timestamp is
999  * NOT synchronized across CPUs its return value must never be
1000  * compared against the values returned on another CPU.  The usage in
1001  * kernel/sched/core.c ensures that.
1002  *
1003  * The return-value of sched_clock() is NOT supposed to wrap-around.
1004  * If it did, it would cause some scheduling hiccups (at the worst).
1005  * Fortunately, with a 64-bit cycle-counter ticking at 100GHz, even
1006  * that would happen only once every 5+ years.
1007  *
1008  * The code below basically calculates:
1009  *
1010  *   (ia64_get_itc() * local_cpu_data->nsec_per_cyc) >> IA64_NSEC_PER_CYC_SHIFT
1011  *
1012  * except that the multiplication and the shift are done with 128-bit
1013  * intermediate precision so that we can produce a full 64-bit result.
1014  */
1015 GLOBAL_ENTRY(ia64_native_sched_clock)
1016         addl r8=THIS_CPU(ia64_cpu_info) + IA64_CPUINFO_NSEC_PER_CYC_OFFSET,r0
1017         mov.m r9=ar.itc         // fetch cycle-counter                          (35 cyc)
1018         ;;
1019         ldf8 f8=[r8]
1020         ;;
1021         setf.sig f9=r9          // certain to stall, so issue it _after_ ldf8...
1022         ;;
1023         xmpy.lu f10=f9,f8       // calculate low 64 bits of 128-bit product     (4 cyc)
1024         xmpy.hu f11=f9,f8       // calculate high 64 bits of 128-bit product
1025         ;;
1026         getf.sig r8=f10         //                                              (5 cyc)
1027         getf.sig r9=f11
1028         ;;
1029         shrp r8=r9,r8,IA64_NSEC_PER_CYC_SHIFT
1030         br.ret.sptk.many rp
1031 END(ia64_native_sched_clock)
1032
1033 #ifdef CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE
1034 GLOBAL_ENTRY(cycle_to_cputime)
1035         alloc r16=ar.pfs,1,0,0,0
1036         addl r8=THIS_CPU(ia64_cpu_info) + IA64_CPUINFO_NSEC_PER_CYC_OFFSET,r0
1037         ;;
1038         ldf8 f8=[r8]
1039         ;;
1040         setf.sig f9=r32
1041         ;;
1042         xmpy.lu f10=f9,f8       // calculate low 64 bits of 128-bit product     (4 cyc)
1043         xmpy.hu f11=f9,f8       // calculate high 64 bits of 128-bit product
1044         ;;
1045         getf.sig r8=f10         //                                              (5 cyc)
1046         getf.sig r9=f11
1047         ;;
1048         shrp r8=r9,r8,IA64_NSEC_PER_CYC_SHIFT
1049         br.ret.sptk.many rp
1050 END(cycle_to_cputime)
1051 #endif /* CONFIG_VIRT_CPU_ACCOUNTING_NATIVE */
1052
1053 #ifdef CONFIG_IA64_BRL_EMU
1054
1055 /*
1056  *  Assembly routines used by brl_emu.c to set preserved register state.
1057  */
1058
1059 #define SET_REG(reg)                            \
1060  GLOBAL_ENTRY(ia64_set_##reg);                  \
1061         alloc r16=ar.pfs,1,0,0,0;               \
1062         mov reg=r32;                            \
1063         ;;                                      \
1064         br.ret.sptk.many rp;                    \
1065  END(ia64_set_##reg)
1066
1067 SET_REG(b1);
1068 SET_REG(b2);
1069 SET_REG(b3);
1070 SET_REG(b4);
1071 SET_REG(b5);
1072
1073 #endif /* CONFIG_IA64_BRL_EMU */
1074
1075 #ifdef CONFIG_SMP
1076
1077 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
1078 GLOBAL_ENTRY(ia64_jump_to_sal)
1079         alloc r16=ar.pfs,1,0,0,0;;
1080         rsm psr.i  | psr.ic
1081 {
1082         flushrs
1083         srlz.i
1084 }
1085         tpa r25=in0
1086         movl r18=tlb_purge_done;;
1087         DATA_VA_TO_PA(r18);;
1088         mov b1=r18      // Return location
1089         movl r18=ia64_do_tlb_purge;;
1090         DATA_VA_TO_PA(r18);;
1091         mov b2=r18      // doing tlb_flush work
1092         mov ar.rsc=0  // Put RSE  in enforced lazy, LE mode
1093         movl r17=1f;;
1094         DATA_VA_TO_PA(r17);;
1095         mov cr.iip=r17
1096         movl r16=SAL_PSR_BITS_TO_SET;;
1097         mov cr.ipsr=r16
1098         mov cr.ifs=r0;;
1099         rfi;;                   // note: this unmask MCA/INIT (psr.mc)
1100 1:
1101         /*
1102          * Invalidate all TLB data/inst
1103          */
1104         br.sptk.many b2;; // jump to tlb purge code
1105
1106 tlb_purge_done:
1107         RESTORE_REGION_REGS(r25, r17,r18,r19);;
1108         RESTORE_REG(b0, r25, r17);;
1109         RESTORE_REG(b1, r25, r17);;
1110         RESTORE_REG(b2, r25, r17);;
1111         RESTORE_REG(b3, r25, r17);;
1112         RESTORE_REG(b4, r25, r17);;
1113         RESTORE_REG(b5, r25, r17);;
1114         ld8 r1=[r25],0x08;;
1115         ld8 r12=[r25],0x08;;
1116         ld8 r13=[r25],0x08;;
1117         RESTORE_REG(ar.fpsr, r25, r17);;
1118         RESTORE_REG(ar.pfs, r25, r17);;
1119         RESTORE_REG(ar.rnat, r25, r17);;
1120         RESTORE_REG(ar.unat, r25, r17);;
1121         RESTORE_REG(ar.bspstore, r25, r17);;
1122         RESTORE_REG(cr.dcr, r25, r17);;
1123         RESTORE_REG(cr.iva, r25, r17);;
1124         RESTORE_REG(cr.pta, r25, r17);;
1125         srlz.d;;        // required not to violate RAW dependency
1126         RESTORE_REG(cr.itv, r25, r17);;
1127         RESTORE_REG(cr.pmv, r25, r17);;
1128         RESTORE_REG(cr.cmcv, r25, r17);;
1129         RESTORE_REG(cr.lrr0, r25, r17);;
1130         RESTORE_REG(cr.lrr1, r25, r17);;
1131         ld8 r4=[r25],0x08;;
1132         ld8 r5=[r25],0x08;;
1133         ld8 r6=[r25],0x08;;
1134         ld8 r7=[r25],0x08;;
1135         ld8 r17=[r25],0x08;;
1136         mov pr=r17,-1;;
1137         RESTORE_REG(ar.lc, r25, r17);;
1138         /*
1139          * Now Restore floating point regs
1140          */
1141         ldf.fill.nta f2=[r25],16;;
1142         ldf.fill.nta f3=[r25],16;;
1143         ldf.fill.nta f4=[r25],16;;
1144         ldf.fill.nta f5=[r25],16;;
1145         ldf.fill.nta f16=[r25],16;;
1146         ldf.fill.nta f17=[r25],16;;
1147         ldf.fill.nta f18=[r25],16;;
1148         ldf.fill.nta f19=[r25],16;;
1149         ldf.fill.nta f20=[r25],16;;
1150         ldf.fill.nta f21=[r25],16;;
1151         ldf.fill.nta f22=[r25],16;;
1152         ldf.fill.nta f23=[r25],16;;
1153         ldf.fill.nta f24=[r25],16;;
1154         ldf.fill.nta f25=[r25],16;;
1155         ldf.fill.nta f26=[r25],16;;
1156         ldf.fill.nta f27=[r25],16;;
1157         ldf.fill.nta f28=[r25],16;;
1158         ldf.fill.nta f29=[r25],16;;
1159         ldf.fill.nta f30=[r25],16;;
1160         ldf.fill.nta f31=[r25],16;;
1161
1162         /*
1163          * Now that we have done all the register restores
1164          * we are now ready for the big DIVE to SAL Land
1165          */
1166         ssm psr.ic;;
1167         srlz.d;;
1168         br.ret.sptk.many b0;;
1169 END(ia64_jump_to_sal)
1170 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
1171
1172 #endif /* CONFIG_SMP */