1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
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26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
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117
118
119
120
121
122
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127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
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156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
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186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
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208
209
210
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240
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247
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249
250
251
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253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
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310
311
312
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315
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317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
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421
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425
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427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
|
#include "macros.inc"
test_suite mmu
.purgem test_init
.macro clean_tlb_way way, page_size, n_entries
movi a2, \way
movi a3, \page_size
movi a4, \n_entries
loop a4, 1f
idtlb a2
iitlb a2
add a2, a2, a3
1:
.endm
.macro test_init
clean_tlb_way 0, 0x00001000, 4
clean_tlb_way 1, 0x00001000, 4
clean_tlb_way 2, 0x00001000, 4
clean_tlb_way 3, 0x00001000, 4
clean_tlb_way 4, 0x00100000, 4
movi a2, 0x00000007
idtlb a2
movi a2, 0x00000008
idtlb a2
movi a2, 0x00000009
idtlb a2
.endm
test tlb_group
movi a2, 0x04000002 /* PPN */
movi a3, 0x01200004 /* VPN */
wdtlb a2, a3
witlb a2, a3
movi a3, 0x00200004
rdtlb0 a1, a3
ritlb0 a2, a3
movi a3, 0x01000001
assert eq, a1, a3
assert eq, a2, a3
movi a3, 0x00200004
rdtlb1 a1, a3
ritlb1 a2, a3
movi a3, 0x04000002
assert eq, a1, a3
assert eq, a2, a3
movi a3, 0x01234567
pdtlb a1, a3
pitlb a2, a3
movi a3, 0x01234014
assert eq, a1, a3
movi a3, 0x0123400c
assert eq, a2, a3
movi a3, 0x00200004
idtlb a3
iitlb a3
movi a3, 0x01234567
pdtlb a1, a3
pitlb a2, a3
movi a3, 0x00000010
and a1, a1, a3
assert eqi, a1, 0
movi a3, 0x00000008
and a2, a2, a3
assert eqi, a2, 0
test_end
test itlb_miss
set_vector kernel, 1f
movi a3, 0x00100000
jx a3
test_fail
1:
rsr a2, excvaddr
assert eq, a2, a3
rsr a2, exccause
movi a3, 16
assert eq, a2, a3
test_end
test dtlb_miss
set_vector kernel, 1f
movi a3, 0x00100000
l8ui a2, a3, 0
test_fail
1:
rsr a2, excvaddr
assert eq, a2, a3
rsr a2, exccause
movi a3, 24
assert eq, a2, a3
test_end
test itlb_multi_hit
set_vector kernel, 1f
movi a2, 0x04000002 /* PPN */
movi a3, 0xf0000004 /* VPN */
witlb a2, a3
movi a3, 0xf0000000
pitlb a2, a3
test_fail
1:
rsr a2, exccause
movi a3, 17
assert eq, a2, a3
test_end
test dtlb_multi_hit
set_vector kernel, 1f
movi a2, 0x04000002 /* PPN */
movi a3, 0x01200004 /* VPN */
wdtlb a2, a3
movi a3, 0x01200007 /* VPN */
wdtlb a2, a3
movi a3, 0x01200000
pdtlb a2, a3
test_fail
1:
rsr a2, exccause
movi a3, 25
assert eq, a2, a3
test_end
test inst_fetch_privilege
set_vector kernel, 3f
movi a2, 0x4004f
wsr a2, ps
1:
isync
nop
2:
test_fail
3:
movi a1, 1b
rsr a2, excvaddr
rsr a3, epc1
assert ge, a2, a1
assert ge, a3, a1
movi a1, 2b
assert lt, a2, a1
assert lt, a3, a1
rsr a2, exccause
movi a3, 18
assert eq, a2, a3
rsr a2, ps
movi a3, 0x4005f
assert eq, a2, a3
test_end
test load_store_privilege
set_vector kernel, 2f
movi a3, 10f
pitlb a3, a3
ritlb1 a2, a3
movi a1, 0x10
or a2, a2, a1
movi a1, 0x000ff000
and a3, a3, a1
movi a1, 4
or a3, a3, a1
witlb a2, a3
movi a3, 10f
movi a1, 0x000fffff
and a1, a3, a1
movi a2, 0x04000003 /* PPN */
movi a3, 0x01200004 /* VPN */
wdtlb a2, a3
movi a3, 0x01200001
movi a2, 0x4004f
jx a1
10:
wsr a2, ps
isync
1:
l8ui a2, a3, 0
test_fail
2:
rsr a2, excvaddr
assert eq, a2, a3
rsr a2, epc1
movi a3, 1b
movi a1, 0x000fffff
and a3, a3, a1
assert eq, a2, a3
rsr a2, exccause
movi a3, 26
assert eq, a2, a3
rsr a2, ps
movi a3, 0x4005f
assert eq, a2, a3
test_end
test cring_load_store_privilege
set_vector kernel, 0
set_vector double, 2f
movi a2, 0x04000003 /* PPN */
movi a3, 0x01200004 /* VPN */
wdtlb a2, a3
movi a3, 0x01200004
movi a2, 0x4005f /* ring 1 + excm => cring == 0 */
wsr a2, ps
isync
l8ui a2, a3, 0 /* cring used */
1:
l32e a2, a3, -4 /* ring used */
test_fail
2:
rsr a2, excvaddr
addi a2, a2, 4
assert eq, a2, a3
rsr a2, depc
movi a3, 1b
assert eq, a2, a3
rsr a2, exccause
movi a3, 26
assert eq, a2, a3
rsr a2, ps
movi a3, 0x4005f
assert eq, a2, a3
test_end
test inst_fetch_prohibited
set_vector kernel, 2f
movi a3, 10f
pitlb a3, a3
ritlb1 a2, a3
movi a1, 0xfffff000
and a2, a2, a1
movi a1, 0x4
or a2, a2, a1
movi a1, 0x000ff000
and a3, a3, a1
movi a1, 4
or a3, a3, a1
witlb a2, a3
movi a3, 10f
movi a1, 0x000fffff
and a1, a3, a1
jx a1
.align 4
10:
nop
test_fail
2:
rsr a2, excvaddr
assert eq, a2, a1
rsr a2, epc1
assert eq, a2, a1
rsr a2, exccause
movi a3, 20
assert eq, a2, a3
test_end
test load_prohibited
set_vector kernel, 2f
movi a2, 0x0400000c /* PPN */
movi a3, 0x01200004 /* VPN */
wdtlb a2, a3
movi a3, 0x01200002
1:
l8ui a2, a3, 0
test_fail
2:
rsr a2, excvaddr
assert eq, a2, a3
rsr a2, epc1
movi a3, 1b
assert eq, a2, a3
rsr a2, exccause
movi a3, 28
assert eq, a2, a3
test_end
test store_prohibited
set_vector kernel, 2f
movi a2, 0x04000001 /* PPN */
movi a3, 0x01200004 /* VPN */
wdtlb a2, a3
movi a3, 0x01200003
l8ui a2, a3, 0
1:
s8i a2, a3, 0
test_fail
2:
rsr a2, excvaddr
assert eq, a2, a3
rsr a2, epc1
movi a3, 1b
assert eq, a2, a3
rsr a2, exccause
movi a3, 29
assert eq, a2, a3
test_end
/* Set up page table entry vaddr->paddr, ring=pte_ring, attr=pte_attr
* and DTLB way 7 to cover this PTE, ring=pt_ring, attr=pt_attr
*/
.macro pt_setup pt_ring, pt_attr, pte_ring, vaddr, paddr, pte_attr
movi a2, 0x80000000
wsr a2, ptevaddr
movi a3, 0x80000007 | (((\vaddr) >> 10) & 0xfffff000) /* way 7 */
movi a4, 0x04000003 | ((\pt_ring) << 4) /* PADDR 64M */
wdtlb a4, a3
isync
movi a3, ((\paddr) & 0xfffff000) | ((\pte_ring) << 4) | (\pte_attr)
movi a1, ((\vaddr) >> 12) << 2
add a2, a1, a2
s32i a3, a2, 0
movi a3, 0x80000007 | (((\vaddr) >> 10) & 0xfffff000) /* way 7 */
movi a4, 0x04000000 | ((\pt_ring) << 4) | (\pt_attr) /* PADDR 64M */
wdtlb a4, a3
isync
movi a3, (\vaddr)
.endm
/* out: PS.RING=ring, PS.EXCM=excm, a3=vaddr */
.macro go_ring ring, excm, vaddr
movi a3, 10f
pitlb a3, a3
ritlb1 a2, a3
movi a1, 0x10
or a2, a2, a1
movi a1, 0x000ff000
and a3, a3, a1
movi a1, 4
or a3, a3, a1
witlb a2, a3
movi a3, 10f
movi a1, 0x000fffff
and a1, a3, a1
movi a2, 0
wsr a2, excvaddr
movi a3, \vaddr
movi a2, 0x4000f | ((\ring) << 6) | ((\excm) << 4)
jx a1
10:
wsr a2, ps
isync
.endm
/* in: a3 -- virtual address to test */
.macro assert_auto_tlb
movi a2, 0x4000f
wsr a2, ps
isync
pdtlb a2, a3
movi a1, 0xfffff01f
and a2, a2, a1
movi a1, 0xfffff000
and a1, a1, a3
xor a1, a1, a2
assert gei, a1, 0x10
movi a2, 0x14
assert lt, a1, a2
.endm
/* in: a3 -- virtual address to test */
.macro assert_no_auto_tlb
movi a2, 0x4000f
wsr a2, ps
isync
pdtlb a2, a3
movi a1, 0x10
and a1, a1, a2
assert eqi, a1, 0
.endm
.macro assert_sr sr, v
rsr a2, \sr
movi a1, (\v)
assert eq, a1, a2
.endm
.macro assert_epc1_1m vaddr
movi a2, (\vaddr)
movi a1, 0xfffff
and a1, a1, a2
rsr a2, epc1
assert eq, a1, a2
.endm
test dtlb_autoload
set_vector kernel, 0
pt_setup 0, 3, 1, 0x1000, 0x1000, 3
assert_no_auto_tlb
l8ui a1, a3, 0
rsr a2, excvaddr
assert eq, a2, a3
assert_auto_tlb
test_end
test autoload_load_store_privilege
set_vector kernel, 0
set_vector double, 2f
pt_setup 0, 3, 0, 0x2000, 0x2000, 3
movi a3, 0x2004
assert_no_auto_tlb
movi a2, 0x4005f /* ring 1 + excm => cring == 0 */
wsr a2, ps
isync
1:
l32e a2, a3, -4 /* ring used */
test_fail
2:
rsr a2, excvaddr
addi a1, a3, -4
assert eq, a1, a2
assert_auto_tlb
assert_sr depc, 1b
assert_sr exccause, 26
test_end
test autoload_pte_load_prohibited
set_vector kernel, 2f
pt_setup 0, 3, 0, 0x3000, 0, 0xc
assert_no_auto_tlb
1:
l32i a2, a3, 0
test_fail
2:
rsr a2, excvaddr
assert eq, a2, a3
assert_auto_tlb
assert_sr epc1, 1b
assert_sr exccause, 28
test_end
test autoload_pt_load_prohibited
set_vector kernel, 2f
pt_setup 0, 0xc, 0, 0x4000, 0x4000, 3
assert_no_auto_tlb
1:
l32i a2, a3, 0
test_fail
2:
rsr a2, excvaddr
assert eq, a2, a3
assert_no_auto_tlb
assert_sr epc1, 1b
assert_sr exccause, 24
test_end
test autoload_pt_privilege
set_vector kernel, 2f
pt_setup 0, 3, 1, 0x5000, 0, 3
go_ring 1, 0, 0x5001
l8ui a2, a3, 0
1:
syscall
2:
rsr a2, excvaddr
assert eq, a2, a3
assert_auto_tlb
assert_epc1_1m 1b
assert_sr exccause, 1
test_end
test autoload_pte_privilege
set_vector kernel, 2f
pt_setup 0, 3, 0, 0x6000, 0, 3
go_ring 1, 0, 0x6001
1:
l8ui a2, a3, 0
syscall
2:
rsr a2, excvaddr
assert eq, a2, a3
assert_auto_tlb
assert_epc1_1m 1b
assert_sr exccause, 26
test_end
test autoload_3_level_pt
set_vector kernel, 2f
pt_setup 1, 3, 1, 0x00400000, 0, 3
pt_setup 1, 3, 1, 0x80001000, 0x2000000, 3
go_ring 1, 0, 0x00400001
1:
l8ui a2, a3, 0
syscall
2:
rsr a2, excvaddr
assert eq, a2, a3
assert_no_auto_tlb
assert_epc1_1m 1b
assert_sr exccause, 24
test_end
test cross_page_insn
set_vector kernel, 2f
movi a2, 0x04000003 /* PPN */
movi a3, 0x00007000 /* VPN */
witlb a2, a3
wdtlb a2, a3
movi a3, 0x00008000 /* VPN */
witlb a2, a3
wdtlb a2, a3
movi a2, 0x00007fff
movi a3, 20f
movi a4, 21f
sub a4, a4, a3
loop a4, 1f
l8ui a5, a3, 0
s8i a5, a2, 0
addi a2, a2, 1
addi a3, a3, 1
1:
movi a2, 0x00007fff
movi a3, 0x00008000
/* DTLB: OK, ITLB: OK */
jx a2
.begin no-transform
20:
l32i a2, a3, 0
syscall
21:
.end no-transform
2:
rsr a2, exccause
movi a3, 1
assert eq, a2, a3
rsr a2, epc1
movi a3, 0x8002
assert eq, a2, a3
rsr a2, excsave1
movi a3, 0x00007fff
assert ne, a2, a3
reset_ps
set_vector kernel, 3f
movi a2, 0x0400000c /* PPN */
movi a3, 0x00008000 /* VPN */
wdtlb a2, a3
movi a2, 0x00007fff
movi a3, 0x00008000
/* DTLB: FAIL, ITLB: OK */
jx a2
3:
rsr a2, exccause
movi a3, 28
assert eq, a2, a3
rsr a2, epc1
movi a3, 0x7fff
assert eq, a2, a3
rsr a2, excsave1
movi a3, 0x00007fff
assert eq, a2, a3
reset_ps
set_vector kernel, 4f
movi a2, 0x0400000c /* PPN */
movi a3, 0x00008000 /* VPN */
witlb a2, a3
movi a2, 0x04000003 /* PPN */
wdtlb a2, a3
movi a2, 0x00007fff
movi a3, 0x00008000
/* DTLB: OK, ITLB: FAIL */
jx a2
4:
rsr a2, exccause
movi a3, 20
assert eq, a2, a3
rsr a2, epc1
movi a3, 0x7fff
assert eq, a2, a3
rsr a2, excsave1
movi a3, 0x00007fff
assert eq, a2, a3
reset_ps
set_vector kernel, 5f
movi a2, 0x0400000c /* PPN */
movi a3, 0x00008000 /* VPN */
wdtlb a2, a3
movi a2, 0x00007fff
movi a3, 0x00008000
/* DTLB: FAIL, ITLB: FAIL */
jx a2
5:
rsr a2, exccause
movi a3, 20
assert eq, a2, a3
rsr a2, epc1
movi a3, 0x7fff
assert eq, a2, a3
rsr a2, excsave1
movi a3, 0x00007fff
assert eq, a2, a3
test_end
test cross_page_tb
set_vector kernel, 2f
movi a2, 0x04000003 /* PPN */
movi a3, 0x00007000 /* VPN */
witlb a2, a3
wdtlb a2, a3
movi a3, 0x00008000 /* VPN */
witlb a2, a3
wdtlb a2, a3
movi a2, 0x00007ffc
movi a3, 20f
movi a4, 21f
sub a4, a4, a3
loop a4, 1f
l8ui a5, a3, 0
s8i a5, a2, 0
addi a2, a2, 1
addi a3, a3, 1
1:
movi a2, 0x00007ffc
movi a3, 0x00008000
/* DTLB: OK, ITLB: OK */
jx a2
.begin no-transform
20:
l32i a2, a3, 0
syscall
21:
.end no-transform
2:
rsr a2, exccause
movi a3, 1
assert eq, a2, a3
rsr a2, epc1
movi a3, 0x7fff
assert eq, a2, a3
rsr a2, excsave1
movi a3, 0x00007ffc
assert ne, a2, a3
reset_ps
set_vector kernel, 3f
movi a2, 0x0400000c /* PPN */
movi a3, 0x00008000 /* VPN */
wdtlb a2, a3
movi a2, 0x00007ffc
movi a3, 0x00008000
/* DTLB: FAIL, ITLB: OK */
jx a2
3:
rsr a2, exccause
movi a3, 28
assert eq, a2, a3
rsr a2, epc1
movi a3, 0x7ffc
assert eq, a2, a3
rsr a2, excsave1
movi a3, 0x00007ffc
assert eq, a2, a3
reset_ps
set_vector kernel, 4f
movi a2, 0x0400000c /* PPN */
movi a3, 0x00008000 /* VPN */
witlb a2, a3
movi a2, 0x04000003 /* PPN */
wdtlb a2, a3
movi a2, 0x00007ffc
movi a3, 0x00008000
/* DTLB: OK, ITLB: FAIL */
jx a2
4:
rsr a2, exccause
movi a3, 20
assert eq, a2, a3
rsr a2, epc1
movi a3, 0x7fff
assert eq, a2, a3
rsr a2, excsave1
movi a3, 0x00007ffc
assert ne, a2, a3
reset_ps
set_vector kernel, 5f
movi a2, 0x0400000c /* PPN */
movi a3, 0x00008000 /* VPN */
wdtlb a2, a3
movi a2, 0x00007ffc
movi a3, 0x00008000
/* DTLB: FAIL, ITLB: FAIL */
jx a2
5:
rsr a2, exccause
movi a3, 28
assert eq, a2, a3
rsr a2, epc1
movi a3, 0x7ffc
assert eq, a2, a3
rsr a2, excsave1
movi a3, 0x00007ffc
assert eq, a2, a3
test_end
test_suite_end
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