tests/tcg/xtensa/test_mmu.S

   1 #include "macros.inc"
   2
   3 test_suite mmu
   4
   5 .purgem test_init
   6
   7 .macro clean_tlb_way way, page_size, n_entries
   8     movi    a2, \way
   9     movi    a3, \page_size
  10     movi    a4, \n_entries
  11     loop    a4, 1f
  12     idtlb   a2
  13     iitlb   a2
  14     add     a2, a2, a3
  15 1:
  16 .endm
  17
  18 .macro test_init
  19     clean_tlb_way 0, 0x00001000, 4
  20     clean_tlb_way 1, 0x00001000, 4
  21     clean_tlb_way 2, 0x00001000, 4
  22     clean_tlb_way 3, 0x00001000, 4
  23     clean_tlb_way 4, 0x00100000, 4
  24     movi    a2, 0x00000007
  25     idtlb   a2
  26     movi    a2, 0x00000008
  27     idtlb   a2
  28     movi    a2, 0x00000009
  29     idtlb   a2
  30 .endm
  31
  32 test tlb_group
  33     movi    a2, 0x04000002 /* PPN */
  34     movi    a3, 0x01200004 /* VPN */
  35     wdtlb   a2, a3
  36     witlb   a2, a3
  37     movi    a3, 0x00200004
  38     rdtlb0  a1, a3
  39     ritlb0  a2, a3
  40     movi    a3, 0x01000001
  41     assert  eq, a1, a3
  42     assert  eq, a2, a3
  43     movi    a3, 0x00200004
  44     rdtlb1  a1, a3
  45     ritlb1  a2, a3
  46     movi    a3, 0x04000002
  47     assert  eq, a1, a3
  48     assert  eq, a2, a3
  49     movi    a3, 0x01234567
  50     pdtlb   a1, a3
  51     pitlb   a2, a3
  52     movi    a3, 0x01234014
  53     assert  eq, a1, a3
  54     movi    a3, 0x0123400c
  55     assert  eq, a2, a3
  56     movi    a3, 0x00200004
  57     idtlb   a3
  58     iitlb   a3
  59     movi    a3, 0x01234567
  60     pdtlb   a1, a3
  61     pitlb   a2, a3
  62     movi    a3, 0x00000010
  63     and     a1, a1, a3
  64     assert  eqi, a1, 0
  65     movi    a3, 0x00000008
  66     and     a2, a2, a3
  67     assert  eqi, a2, 0
  68 test_end
  69
  70 test itlb_miss
  71     set_vector kernel, 1f
  72
  73     movi    a3, 0x00100000
  74     jx      a3
  75     test_fail
  76 1:
  77     rsr     a2, excvaddr
  78     assert  eq, a2, a3
  79     rsr     a2, exccause
  80     movi    a3, 16
  81     assert  eq, a2, a3
  82 test_end
  83
  84 test dtlb_miss
  85     set_vector kernel, 1f
  86
  87     movi    a3, 0x00100000
  88     l8ui    a2, a3, 0
  89     test_fail
  90 1:
  91     rsr     a2, excvaddr
  92     assert  eq, a2, a3
  93     rsr     a2, exccause
  94     movi    a3, 24
  95     assert  eq, a2, a3
  96 test_end
  97
  98 test itlb_multi_hit
  99     set_vector kernel, 1f
 100
 101     movi    a2, 0x04000002 /* PPN */
 102     movi    a3, 0xf0000004 /* VPN */
 103     witlb   a2, a3
 104     movi    a3, 0xf0000000
 105     pitlb   a2, a3
 106     test_fail
 107 1:
 108     rsr     a2, exccause
 109     movi    a3, 17
 110     assert  eq, a2, a3
 111 test_end
 112
 113 test dtlb_multi_hit
 114     set_vector kernel, 1f
 115
 116     movi    a2, 0x04000002 /* PPN */
 117     movi    a3, 0x01200004 /* VPN */
 118     wdtlb   a2, a3
 119     movi    a3, 0x01200007 /* VPN */
 120     wdtlb   a2, a3
 121     movi    a3, 0x01200000
 122     pdtlb   a2, a3
 123     test_fail
 124 1:
 125     rsr     a2, exccause
 126     movi    a3, 25
 127     assert  eq, a2, a3
 128 test_end
 129
 130 test inst_fetch_privilege
 131     set_vector kernel, 3f
 132
 133     movi    a2, 0x4004f
 134     wsr     a2, ps
 135 1:
 136     isync
 137     nop
 138 2:
 139     test_fail
 140 3:
 141     movi    a1, 1b
 142     rsr     a2, excvaddr
 143     rsr     a3, epc1
 144     assert  ge, a2, a1
 145     assert  ge, a3, a1
 146     movi    a1, 2b
 147     assert  lt, a2, a1
 148     assert  lt, a3, a1
 149     rsr     a2, exccause
 150     movi    a3, 18
 151     assert  eq, a2, a3
 152     rsr     a2, ps
 153     movi    a3, 0x4005f
 154     assert  eq, a2, a3
 155 test_end
 156
 157 test load_store_privilege
 158     set_vector kernel, 2f
 159
 160     movi    a3, 10f
 161     pitlb   a3, a3
 162     ritlb1  a2, a3
 163     movi    a1, 0x10
 164     or      a2, a2, a1
 165     movi    a1, 0x000ff000
 166     and     a3, a3, a1
 167     movi    a1, 4
 168     or      a3, a3, a1
 169     witlb   a2, a3
 170     movi    a3, 10f
 171     movi    a1, 0x000fffff
 172     and     a1, a3, a1
 173
 174     movi    a2, 0x04000003 /* PPN */
 175     movi    a3, 0x01200004 /* VPN */
 176     wdtlb   a2, a3
 177     movi    a3, 0x01200001
 178     movi    a2, 0x4004f
 179     jx      a1
 180 10:
 181     wsr     a2, ps
 182     isync
 183 1:
 184     l8ui    a2, a3, 0
 185     test_fail
 186 2:
 187     rsr     a2, excvaddr
 188     assert  eq, a2, a3
 189     rsr     a2, epc1
 190     movi    a3, 1b
 191     movi    a1, 0x000fffff
 192     and     a3, a3, a1
 193     assert  eq, a2, a3
 194     rsr     a2, exccause
 195     movi    a3, 26
 196     assert  eq, a2, a3
 197     rsr     a2, ps
 198     movi    a3, 0x4005f
 199     assert  eq, a2, a3
 200 test_end
 201
 202 test cring_load_store_privilege
 203     set_vector kernel, 0
 204     set_vector double, 2f
 205
 206     movi    a2, 0x04000003 /* PPN */
 207     movi    a3, 0x01200004 /* VPN */
 208     wdtlb   a2, a3
 209     movi    a3, 0x01200004
 210     movi    a2, 0x4005f    /* ring 1 + excm => cring == 0 */
 211     wsr     a2, ps
 212     isync
 213     l8ui    a2, a3, 0      /* cring used */
 214 1:
 215     l32e    a2, a3, -4     /* ring used */
 216     test_fail
 217 2:
 218     rsr     a2, excvaddr
 219     addi    a2, a2, 4
 220     assert  eq, a2, a3
 221     rsr     a2, depc
 222     movi    a3, 1b
 223     assert  eq, a2, a3
 224     rsr     a2, exccause
 225     movi    a3, 26
 226     assert  eq, a2, a3
 227     rsr     a2, ps
 228     movi    a3, 0x4005f
 229     assert  eq, a2, a3
 230 test_end
 231
 232 test inst_fetch_prohibited
 233     set_vector kernel, 2f
 234
 235     movi    a3, 10f
 236     pitlb   a3, a3
 237     ritlb1  a2, a3
 238     movi    a1, 0xfffff000
 239     and     a2, a2, a1
 240     movi    a1, 0x4
 241     or      a2, a2, a1
 242     movi    a1, 0x000ff000
 243     and     a3, a3, a1
 244     movi    a1, 4
 245     or      a3, a3, a1
 246     witlb   a2, a3
 247     movi    a3, 10f
 248     movi    a1, 0x000fffff
 249     and     a1, a3, a1
 250     jx      a1
 251     .align  4
 252 10:
 253     nop
 254     test_fail
 255 2:
 256     rsr     a2, excvaddr
 257     assert  eq, a2, a1
 258     rsr     a2, epc1
 259     assert  eq, a2, a1
 260     rsr     a2, exccause
 261     movi    a3, 20
 262     assert  eq, a2, a3
 263 test_end
 264
 265 test load_prohibited
 266     set_vector kernel, 2f
 267
 268     movi    a2, 0x0400000c /* PPN */
 269     movi    a3, 0x01200004 /* VPN */
 270     wdtlb   a2, a3
 271     movi    a3, 0x01200002
 272 1:
 273     l8ui    a2, a3, 0
 274     test_fail
 275 2:
 276     rsr     a2, excvaddr
 277     assert  eq, a2, a3
 278     rsr     a2, epc1
 279     movi    a3, 1b
 280     assert  eq, a2, a3
 281     rsr     a2, exccause
 282     movi    a3, 28
 283     assert  eq, a2, a3
 284 test_end
 285
 286 test store_prohibited
 287     set_vector kernel, 2f
 288
 289     movi    a2, 0x04000001 /* PPN */
 290     movi    a3, 0x01200004 /* VPN */
 291     wdtlb   a2, a3
 292     movi    a3, 0x01200003
 293     l8ui    a2, a3, 0
 294 1:
 295     s8i     a2, a3, 0
 296     test_fail
 297 2:
 298     rsr     a2, excvaddr
 299     assert  eq, a2, a3
 300     rsr     a2, epc1
 301     movi    a3, 1b
 302     assert  eq, a2, a3
 303     rsr     a2, exccause
 304     movi    a3, 29
 305     assert  eq, a2, a3
 306 test_end
 307
 308 /* Set up page table entry vaddr->paddr, ring=pte_ring, attr=pte_attr
 309  * and DTLB way 7 to cover this PTE, ring=pt_ring, attr=pt_attr
 310  */
 311 .macro pt_setup pt_ring, pt_attr, pte_ring, vaddr, paddr, pte_attr
 312     movi    a2, 0x80000000
 313     wsr     a2, ptevaddr
 314
 315     movi    a3, 0x80000007 | (((\vaddr) >> 10) & 0xfffff000) /* way 7 */
 316     movi    a4, 0x04000003 | ((\pt_ring) << 4) /* PADDR 64M */
 317     wdtlb   a4, a3
 318     isync
 319
 320     movi    a3, ((\paddr) & 0xfffff000) | ((\pte_ring) << 4) | (\pte_attr)
 321     movi    a1, ((\vaddr) >> 12) << 2
 322     add     a2, a1, a2
 323     s32i    a3, a2, 0
 324
 325     movi    a3, 0x80000007 | (((\vaddr) >> 10) & 0xfffff000) /* way 7 */
 326     movi    a4, 0x04000000 | ((\pt_ring) << 4) | (\pt_attr) /* PADDR 64M */
 327     wdtlb   a4, a3
 328     isync
 329
 330     movi    a3, (\vaddr)
 331 .endm
 332
 333 /* out: PS.RING=ring, PS.EXCM=excm, a3=vaddr */
 334 .macro go_ring ring, excm, vaddr
 335     movi    a3, 10f
 336     pitlb   a3, a3
 337     ritlb1  a2, a3
 338     movi    a1, 0x10
 339     or      a2, a2, a1
 340     movi    a1, 0x000ff000
 341     and     a3, a3, a1
 342     movi    a1, 4
 343     or      a3, a3, a1
 344     witlb   a2, a3
 345     movi    a3, 10f
 346     movi    a1, 0x000fffff
 347     and     a1, a3, a1
 348
 349     movi    a2, 0
 350     wsr     a2, excvaddr
 351
 352     movi    a3, \vaddr
 353     movi    a2, 0x4000f | ((\ring) << 6) | ((\excm) << 4)
 354     jx      a1
 355 10:
 356     wsr     a2, ps
 357     isync
 358 .endm
 359
 360 /* in: a3 -- virtual address to test */
 361 .macro assert_auto_tlb
 362     movi    a2, 0x4000f
 363     wsr     a2, ps
 364     isync
 365     pdtlb   a2, a3
 366     movi    a1, 0xfffff01f
 367     and     a2, a2, a1
 368     movi    a1, 0xfffff000
 369     and     a1, a1, a3
 370     xor     a1, a1, a2
 371     assert  gei, a1, 0x10
 372     movi    a2, 0x14
 373     assert  lt, a1, a2
 374 .endm
 375
 376 /* in: a3 -- virtual address to test */
 377 .macro assert_no_auto_tlb
 378     movi    a2, 0x4000f
 379     wsr     a2, ps
 380     isync
 381     pdtlb   a2, a3
 382     movi    a1, 0x10
 383     and     a1, a1, a2
 384     assert  eqi, a1, 0
 385 .endm
 386
 387 .macro assert_sr sr, v
 388     rsr     a2, \sr
 389     movi    a1, (\v)
 390     assert  eq, a1, a2
 391 .endm
 392
 393 .macro assert_epc1_1m vaddr
 394     movi    a2, (\vaddr)
 395     movi    a1, 0xfffff
 396     and     a1, a1, a2
 397     rsr     a2, epc1
 398     assert  eq, a1, a2
 399 .endm
 400
 401 test dtlb_autoload
 402     set_vector kernel, 0
 403
 404     pt_setup    0, 3, 1, 0x1000, 0x1000, 3
 405     assert_no_auto_tlb
 406
 407     l8ui    a1, a3, 0
 408
 409     rsr     a2, excvaddr
 410     assert  eq, a2, a3
 411
 412     assert_auto_tlb
 413 test_end
 414
 415 test autoload_load_store_privilege
 416     set_vector kernel, 0
 417     set_vector double, 2f
 418
 419     pt_setup    0, 3, 0, 0x2000, 0x2000, 3
 420     movi    a3, 0x2004
 421     assert_no_auto_tlb
 422
 423     movi    a2, 0x4005f    /* ring 1 + excm => cring == 0 */
 424     wsr     a2, ps
 425     isync
 426 1:
 427     l32e    a2, a3, -4     /* ring used */
 428     test_fail
 429 2:
 430     rsr     a2, excvaddr
 431     addi    a1, a3, -4
 432     assert  eq, a1, a2
 433
 434     assert_auto_tlb
 435     assert_sr depc, 1b
 436     assert_sr exccause, 26
 437 test_end
 438
 439 test autoload_pte_load_prohibited
 440     set_vector kernel, 2f
 441
 442     pt_setup    0, 3, 0, 0x3000, 0, 0xc
 443     assert_no_auto_tlb
 444 1:
 445     l32i    a2, a3, 0
 446     test_fail
 447 2:
 448     rsr     a2, excvaddr
 449     assert  eq, a2, a3
 450
 451     assert_auto_tlb
 452     assert_sr epc1, 1b
 453     assert_sr exccause, 28
 454 test_end
 455
 456 test autoload_pt_load_prohibited
 457     set_vector kernel, 2f
 458
 459     pt_setup    0, 0xc, 0, 0x4000, 0x4000, 3
 460     assert_no_auto_tlb
 461 1:
 462     l32i    a2, a3, 0
 463     test_fail
 464 2:
 465     rsr     a2, excvaddr
 466     assert  eq, a2, a3
 467
 468     assert_no_auto_tlb
 469     assert_sr epc1, 1b
 470     assert_sr exccause, 24
 471 test_end
 472
 473 test autoload_pt_privilege
 474     set_vector  kernel, 2f
 475     pt_setup    0, 3, 1, 0x5000, 0, 3
 476     go_ring     1, 0, 0x5001
 477
 478     l8ui    a2, a3, 0
 479 1:
 480     syscall
 481 2:
 482     rsr     a2, excvaddr
 483     assert  eq, a2, a3
 484
 485     assert_auto_tlb
 486     assert_epc1_1m 1b
 487     assert_sr exccause, 1
 488 test_end
 489
 490 test autoload_pte_privilege
 491     set_vector  kernel, 2f
 492     pt_setup    0, 3, 0, 0x6000, 0, 3
 493     go_ring     1, 0, 0x6001
 494 1:
 495     l8ui    a2, a3, 0
 496     syscall
 497 2:
 498     rsr     a2, excvaddr
 499     assert  eq, a2, a3
 500
 501     assert_auto_tlb
 502     assert_epc1_1m 1b
 503     assert_sr exccause, 26
 504 test_end
 505
 506 test autoload_3_level_pt
 507     set_vector  kernel, 2f
 508     pt_setup    1, 3, 1, 0x00400000, 0, 3
 509     pt_setup    1, 3, 1, 0x80001000, 0x2000000, 3
 510     go_ring     1, 0, 0x00400001
 511 1:
 512     l8ui    a2, a3, 0
 513     syscall
 514 2:
 515     rsr     a2, excvaddr
 516     assert  eq, a2, a3
 517
 518     assert_no_auto_tlb
 519     assert_epc1_1m 1b
 520     assert_sr exccause, 24
 521 test_end
 522
 523 test cross_page_insn
 524     set_vector kernel, 2f
 525
 526     movi    a2, 0x04000003 /* PPN */
 527     movi    a3, 0x00007000 /* VPN */
 528     witlb   a2, a3
 529     wdtlb   a2, a3
 530     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 531     witlb   a2, a3
 532     wdtlb   a2, a3
 533
 534     movi    a2, 0x00007fff
 535     movi    a3, 20f
 536     movi    a4, 21f
 537     sub     a4, a4, a3
 538     loop    a4, 1f
 539     l8ui    a5, a3, 0
 540     s8i     a5, a2, 0
 541     addi    a2, a2, 1
 542     addi    a3, a3, 1
 543 1:
 544     movi    a2, 0x00007fff
 545     movi    a3, 0x00008000
 546     /* DTLB: OK, ITLB: OK */
 547     jx      a2
 548
 549     .begin  no-transform
 550 20:
 551     l32i    a2, a3, 0
 552     syscall
 553 21:
 554     .end    no-transform
 555
 556 2:
 557     rsr     a2, exccause
 558     movi    a3, 1
 559     assert  eq, a2, a3
 560     rsr     a2, epc1
 561     movi    a3, 0x8002
 562     assert  eq, a2, a3
 563     rsr     a2, excsave1
 564     movi    a3, 0x00007fff
 565     assert  ne, a2, a3
 566
 567     reset_ps
 568     set_vector kernel, 3f
 569
 570     movi    a2, 0x0400000c /* PPN */
 571     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 572     wdtlb   a2, a3
 573     movi    a2, 0x00007fff
 574     movi    a3, 0x00008000
 575     /* DTLB: FAIL, ITLB: OK */
 576     jx      a2
 577 3:
 578     rsr     a2, exccause
 579     movi    a3, 28
 580     assert  eq, a2, a3
 581     rsr     a2, epc1
 582     movi    a3, 0x7fff
 583     assert  eq, a2, a3
 584     rsr     a2, excsave1
 585     movi    a3, 0x00007fff
 586     assert  eq, a2, a3
 587
 588     reset_ps
 589     set_vector kernel, 4f
 590
 591     movi    a2, 0x0400000c /* PPN */
 592     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 593     witlb   a2, a3
 594     movi    a2, 0x04000003 /* PPN */
 595     wdtlb   a2, a3
 596     movi    a2, 0x00007fff
 597     movi    a3, 0x00008000
 598     /* DTLB: OK, ITLB: FAIL */
 599     jx      a2
 600 4:
 601     rsr     a2, exccause
 602     movi    a3, 20
 603     assert  eq, a2, a3
 604     rsr     a2, epc1
 605     movi    a3, 0x7fff
 606     assert  eq, a2, a3
 607     rsr     a2, excsave1
 608     movi    a3, 0x00007fff
 609     assert  eq, a2, a3
 610
 611     reset_ps
 612     set_vector kernel, 5f
 613
 614     movi    a2, 0x0400000c /* PPN */
 615     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 616     wdtlb   a2, a3
 617     movi    a2, 0x00007fff
 618     movi    a3, 0x00008000
 619     /* DTLB: FAIL, ITLB: FAIL */
 620     jx      a2
 621 5:
 622     rsr     a2, exccause
 623     movi    a3, 20
 624     assert  eq, a2, a3
 625     rsr     a2, epc1
 626     movi    a3, 0x7fff
 627     assert  eq, a2, a3
 628     rsr     a2, excsave1
 629     movi    a3, 0x00007fff
 630     assert  eq, a2, a3
 631 test_end
 632
 633 test cross_page_tb
 634     set_vector kernel, 2f
 635
 636     movi    a2, 0x04000003 /* PPN */
 637     movi    a3, 0x00007000 /* VPN */
 638     witlb   a2, a3
 639     wdtlb   a2, a3
 640     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 641     witlb   a2, a3
 642     wdtlb   a2, a3
 643
 644     movi    a2, 0x00007ffd
 645     movi    a3, 20f
 646     movi    a4, 21f
 647     sub     a4, a4, a3
 648     loop    a4, 1f
 649     l8ui    a5, a3, 0
 650     s8i     a5, a2, 0
 651     addi    a2, a2, 1
 652     addi    a3, a3, 1
 653 1:
 654     movi    a2, 0x00007ffd
 655     movi    a3, 0x00008000
 656     /* DTLB: OK, ITLB: OK */
 657     jx      a2
 658
 659     .begin  no-transform
 660 20:
 661     l32i    a2, a3, 0
 662     syscall
 663 21:
 664     .end    no-transform
 665
 666 2:
 667     rsr     a2, exccause
 668     movi    a3, 1
 669     assert  eq, a2, a3
 670     rsr     a2, epc1
 671     movi    a3, 0x8000
 672     assert  eq, a2, a3
 673     rsr     a2, excsave1
 674     movi    a3, 0x00007ffd
 675     assert  ne, a2, a3
 676
 677     reset_ps
 678     set_vector kernel, 3f
 679
 680     movi    a2, 0x0400000c /* PPN */
 681     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 682     wdtlb   a2, a3
 683     movi    a2, 0x00007ffd
 684     movi    a3, 0x00008000
 685     /* DTLB: FAIL, ITLB: OK */
 686     jx      a2
 687 3:
 688     rsr     a2, exccause
 689     movi    a3, 28
 690     assert  eq, a2, a3
 691     rsr     a2, epc1
 692     movi    a3, 0x7ffd
 693     assert  eq, a2, a3
 694     rsr     a2, excsave1
 695     movi    a3, 0x00007ffd
 696     assert  eq, a2, a3
 697
 698     reset_ps
 699     set_vector kernel, 4f
 700
 701     movi    a2, 0x0400000c /* PPN */
 702     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 703     witlb   a2, a3
 704     movi    a2, 0x04000003 /* PPN */
 705     wdtlb   a2, a3
 706     movi    a2, 0x00007ffd
 707     movi    a3, 0x00008000
 708     /* DTLB: OK, ITLB: FAIL */
 709     jx      a2
 710 4:
 711     rsr     a2, exccause
 712     movi    a3, 20
 713     assert  eq, a2, a3
 714     rsr     a2, epc1
 715     movi    a3, 0x8000
 716     assert  eq, a2, a3
 717     rsr     a2, excsave1
 718     movi    a3, 0x00007ffd
 719     assert  ne, a2, a3
 720
 721     reset_ps
 722     set_vector kernel, 5f
 723
 724     movi    a2, 0x0400000c /* PPN */
 725     movi    a3, 0x00008000 /* VPN */
 726     wdtlb   a2, a3
 727     movi    a2, 0x00007ffd
 728     movi    a3, 0x00008000
 729     /* DTLB: FAIL, ITLB: FAIL */
 730     jx      a2
 731 5:
 732     rsr     a2, exccause
 733     movi    a3, 28
 734     assert  eq, a2, a3
 735     rsr     a2, epc1
 736     movi    a3, 0x7ffd
 737     assert  eq, a2, a3
 738     rsr     a2, excsave1
 739     movi    a3, 0x00007ffd
 740     assert  eq, a2, a3
 741 test_end
 742
 743 test_suite_end