arch/arm/boot/compressed/head.S

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm/boot/compressed/head.S
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1996-2002 Russell King
   5  *  Copyright (C) 2004 Hyok S. Choi (MPU support)
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  */
  11 #include <linux/linkage.h>
  12
  13 /*
  14  * Debugging stuff
  15  *
  16  * Note that these macros must not contain any code which is not
  17  * 100% relocatable.  Any attempt to do so will result in a crash.
  18  * Please select one of the following when turning on debugging.
  19  */
  20 #ifdef DEBUG
  21
  22 #if defined(CONFIG_DEBUG_ICEDCC)
  23
  24 #if defined(CONFIG_CPU_V6) || defined(CONFIG_CPU_V6K) || defined(CONFIG_CPU_V7)
  25                 .macro  loadsp, rb, tmp
  26                 .endm
  27                 .macro  writeb, ch, rb
  28                 mcr     p14, 0, \ch, c0, c5, 0
  29                 .endm
  30 #elif defined(CONFIG_CPU_XSCALE)
  31                 .macro  loadsp, rb, tmp
  32                 .endm
  33                 .macro  writeb, ch, rb
  34                 mcr     p14, 0, \ch, c8, c0, 0
  35                 .endm
  36 #else
  37                 .macro  loadsp, rb, tmp
  38                 .endm
  39                 .macro  writeb, ch, rb
  40                 mcr     p14, 0, \ch, c1, c0, 0
  41                 .endm
  42 #endif
  43
  44 #else
  45
  46 #include <mach/debug-macro.S>
  47
  48                 .macro  writeb, ch, rb
  49                 senduart \ch, \rb
  50                 .endm
  51
  52 #if defined(CONFIG_ARCH_SA1100)
  53                 .macro  loadsp, rb, tmp
  54                 mov     \rb, #0x80000000        @ physical base address
  55 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL_SER3
  56                 add     \rb, \rb, #0x00050000   @ Ser3
  57 #else
  58                 add     \rb, \rb, #0x00010000   @ Ser1
  59 #endif
  60                 .endm
  61 #elif defined(CONFIG_ARCH_S3C2410)
  62                 .macro loadsp, rb, tmp
  63                 mov     \rb, #0x50000000
  64                 add     \rb, \rb, #0x4000 * CONFIG_S3C_LOWLEVEL_UART_PORT
  65                 .endm
  66 #else
  67                 .macro  loadsp, rb, tmp
  68                 addruart \rb, \tmp
  69                 .endm
  70 #endif
  71 #endif
  72 #endif
  73
  74                 .macro  kputc,val
  75                 mov     r0, \val
  76                 bl      putc
  77                 .endm
  78
  79                 .macro  kphex,val,len
  80                 mov     r0, \val
  81                 mov     r1, #\len
  82                 bl      phex
  83                 .endm
  84
  85                 .macro  debug_reloc_start
  86 #ifdef DEBUG
  87                 kputc   #'\n'
  88                 kphex   r6, 8           /* processor id */
  89                 kputc   #':'
  90                 kphex   r7, 8           /* architecture id */
  91 #ifdef CONFIG_CPU_CP15
  92                 kputc   #':'
  93                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0
  94                 kphex   r0, 8           /* control reg */
  95 #endif
  96                 kputc   #'\n'
  97                 kphex   r5, 8           /* decompressed kernel start */
  98                 kputc   #'-'
  99                 kphex   r9, 8           /* decompressed kernel end  */
 100                 kputc   #'>'
 101                 kphex   r4, 8           /* kernel execution address */
 102                 kputc   #'\n'
 103 #endif
 104                 .endm
 105
 106                 .macro  debug_reloc_end
 107 #ifdef DEBUG
 108                 kphex   r5, 8           /* end of kernel */
 109                 kputc   #'\n'
 110                 mov     r0, r4
 111                 bl      memdump         /* dump 256 bytes at start of kernel */
 112 #endif
 113                 .endm
 114
 115                 .section ".start", #alloc, #execinstr
 116 /*
 117  * sort out different calling conventions
 118  */
 119                 .align
 120                 .arm                            @ Always enter in ARM state
 121 start:
 122                 .type   start,#function
 123                 .rept   7
 124                 mov     r0, r0
 125                 .endr
 126    ARM(         mov     r0, r0          )
 127    ARM(         b       1f              )
 128  THUMB(         adr     r12, BSYM(1f)   )
 129  THUMB(         bx      r12             )
 130
 131                 .word   0x016f2818              @ Magic numbers to help the loader
 132                 .word   start                   @ absolute load/run zImage address
 133                 .word   _edata                  @ zImage end address
 134  THUMB(         .thumb                  )
 135 1:              mov     r7, r1                  @ save architecture ID
 136                 mov     r8, r2                  @ save atags pointer
 137
 138 #ifndef __ARM_ARCH_2__
 139                 /*
 140                  * Booting from Angel - need to enter SVC mode and disable
 141                  * FIQs/IRQs (numeric definitions from angel arm.h source).
 142                  * We only do this if we were in user mode on entry.
 143                  */
 144                 mrs     r2, cpsr                @ get current mode
 145                 tst     r2, #3                  @ not user?
 146                 bne     not_angel
 147                 mov     r0, #0x17               @ angel_SWIreason_EnterSVC
 148  ARM(           swi     0x123456        )       @ angel_SWI_ARM
 149  THUMB(         svc     0xab            )       @ angel_SWI_THUMB
 150 not_angel:
 151                 mrs     r2, cpsr                @ turn off interrupts to
 152                 orr     r2, r2, #0xc0           @ prevent angel from running
 153                 msr     cpsr_c, r2
 154 #else
 155                 teqp    pc, #0x0c000003         @ turn off interrupts
 156 #endif
 157
 158                 /*
 159                  * Note that some cache flushing and other stuff may
 160                  * be needed here - is there an Angel SWI call for this?
 161                  */
 162
 163                 /*
 164                  * some architecture specific code can be inserted
 165                  * by the linker here, but it should preserve r7, r8, and r9.
 166                  */
 167
 168                 .text
 169
 170 #ifdef CONFIG_AUTO_ZRELADDR
 171                 @ determine final kernel image address
 172                 mov     r4, pc
 173                 and     r4, r4, #0xf8000000
 174                 add     r4, r4, #TEXT_OFFSET
 175 #else
 176                 ldr     r4, =zreladdr
 177 #endif
 178
 179                 bl      cache_on
 180
 181 restart:        adr     r0, LC0
 182                 ldmia   r0, {r1, r2, r3, r6, r10, r11, r12}
 183                 ldr     sp, [r0, #28]
 184
 185                 /*
 186                  * We might be running at a different address.  We need
 187                  * to fix up various pointers.
 188                  */
 189                 sub     r0, r0, r1              @ calculate the delta offset
 190                 add     r6, r6, r0              @ _edata
 191                 add     r10, r10, r0            @ inflated kernel size location
 192
 193                 /*
 194                  * The kernel build system appends the size of the
 195                  * decompressed kernel at the end of the compressed data
 196                  * in little-endian form.
 197                  */
 198                 ldrb    r9, [r10, #0]
 199                 ldrb    lr, [r10, #1]
 200                 orr     r9, r9, lr, lsl #8
 201                 ldrb    lr, [r10, #2]
 202                 ldrb    r10, [r10, #3]
 203                 orr     r9, r9, lr, lsl #16
 204                 orr     r9, r9, r10, lsl #24
 205
 206 #ifndef CONFIG_ZBOOT_ROM
 207                 /* malloc space is above the relocated stack (64k max) */
 208                 add     sp, sp, r0
 209                 add     r10, sp, #0x10000
 210 #else
 211                 /*
 212                  * With ZBOOT_ROM the bss/stack is non relocatable,
 213                  * but someone could still run this code from RAM,
 214                  * in which case our reference is _edata.
 215                  */
 216                 mov     r10, r6
 217 #endif
 218
 219 /*
 220  * Check to see if we will overwrite ourselves.
 221  *   r4  = final kernel address
 222  *   r9  = size of decompressed image
 223  *   r10 = end of this image, including  bss/stack/malloc space if non XIP
 224  * We basically want:
 225  *   r4 - 16k page directory >= r10 -> OK
 226  *   r4 + image length <= current position (pc) -> OK
 227  */
 228                 add     r10, r10, #16384
 229                 cmp     r4, r10
 230                 bhs     wont_overwrite
 231                 add     r10, r4, r9
 232    ARM(         cmp     r10, pc         )
 233  THUMB(         mov     lr, pc          )
 234  THUMB(         cmp     r10, lr         )
 235                 bls     wont_overwrite
 236
 237 /*
 238  * Relocate ourselves past the end of the decompressed kernel.
 239  *   r6  = _edata
 240  *   r10 = end of the decompressed kernel
 241  * Because we always copy ahead, we need to do it from the end and go
 242  * backward in case the source and destination overlap.
 243  */
 244                 /*
 245                  * Bump to the next 256-byte boundary with the size of
 246                  * the relocation code added. This avoids overwriting
 247                  * ourself when the offset is small.
 248                  */
 249                 add     r10, r10, #((reloc_code_end - restart + 256) & ~255)
 250                 bic     r10, r10, #255
 251
 252                 /* Get start of code we want to copy and align it down. */
 253                 adr     r5, restart
 254                 bic     r5, r5, #31
 255
 256                 sub     r9, r6, r5              @ size to copy
 257                 add     r9, r9, #31             @ rounded up to a multiple
 258                 bic     r9, r9, #31             @ ... of 32 bytes
 259                 add     r6, r9, r5
 260                 add     r9, r9, r10
 261
 262 1:              ldmdb   r6!, {r0 - r3, r10 - r12, lr}
 263                 cmp     r6, r5
 264                 stmdb   r9!, {r0 - r3, r10 - r12, lr}
 265                 bhi     1b
 266
 267                 /* Preserve offset to relocated code. */
 268                 sub     r6, r9, r6
 269
 270 #ifndef CONFIG_ZBOOT_ROM
 271                 /* cache_clean_flush may use the stack, so relocate it */
 272                 add     sp, sp, r6
 273 #endif
 274
 275                 bl      cache_clean_flush
 276
 277                 adr     r0, BSYM(restart)
 278                 add     r0, r0, r6
 279                 mov     pc, r0
 280
 281 wont_overwrite:
 282 /*
 283  * If delta is zero, we are running at the address we were linked at.
 284  *   r0  = delta
 285  *   r2  = BSS start
 286  *   r3  = BSS end
 287  *   r4  = kernel execution address
 288  *   r7  = architecture ID
 289  *   r8  = atags pointer
 290  *   r11 = GOT start
 291  *   r12 = GOT end
 292  *   sp  = stack pointer
 293  */
 294                 teq     r0, #0
 295                 beq     not_relocated
 296                 add     r11, r11, r0
 297                 add     r12, r12, r0
 298
 299 #ifndef CONFIG_ZBOOT_ROM
 300                 /*
 301                  * If we're running fully PIC === CONFIG_ZBOOT_ROM = n,
 302                  * we need to fix up pointers into the BSS region.
 303                  * Note that the stack pointer has already been fixed up.
 304                  */
 305                 add     r2, r2, r0
 306                 add     r3, r3, r0
 307
 308                 /*
 309                  * Relocate all entries in the GOT table.
 310                  */
 311 1:              ldr     r1, [r11, #0]           @ relocate entries in the GOT
 312                 add     r1, r1, r0              @ table.  This fixes up the
 313                 str     r1, [r11], #4           @ C references.
 314                 cmp     r11, r12
 315                 blo     1b
 316 #else
 317
 318                 /*
 319                  * Relocate entries in the GOT table.  We only relocate
 320                  * the entries that are outside the (relocated) BSS region.
 321                  */
 322 1:              ldr     r1, [r11, #0]           @ relocate entries in the GOT
 323                 cmp     r1, r2                  @ entry < bss_start ||
 324                 cmphs   r3, r1                  @ _end < entry
 325                 addlo   r1, r1, r0              @ table.  This fixes up the
 326                 str     r1, [r11], #4           @ C references.
 327                 cmp     r11, r12
 328                 blo     1b
 329 #endif
 330
 331 not_relocated:  mov     r0, #0
 332 1:              str     r0, [r2], #4            @ clear bss
 333                 str     r0, [r2], #4
 334                 str     r0, [r2], #4
 335                 str     r0, [r2], #4
 336                 cmp     r2, r3
 337                 blo     1b
 338
 339 /*
 340  * The C runtime environment should now be setup sufficiently.
 341  * Set up some pointers, and start decompressing.
 342  *   r4  = kernel execution address
 343  *   r7  = architecture ID
 344  *   r8  = atags pointer
 345  */
 346                 mov     r0, r4
 347                 mov     r1, sp                  @ malloc space above stack
 348                 add     r2, sp, #0x10000        @ 64k max
 349                 mov     r3, r7
 350                 bl      decompress_kernel
 351                 bl      cache_clean_flush
 352                 bl      cache_off
 353                 mov     r0, #0                  @ must be zero
 354                 mov     r1, r7                  @ restore architecture number
 355                 mov     r2, r8                  @ restore atags pointer
 356                 mov     pc, r4                  @ call kernel
 357
 358                 .align  2
 359                 .type   LC0, #object
 360 LC0:            .word   LC0                     @ r1
 361                 .word   __bss_start             @ r2
 362                 .word   _end                    @ r3
 363                 .word   _edata                  @ r6
 364                 .word   input_data_end - 4      @ r10 (inflated size location)
 365                 .word   _got_start              @ r11
 366                 .word   _got_end                @ ip
 367                 .word   .L_user_stack_end       @ sp
 368                 .size   LC0, . - LC0
 369
 370 #ifdef CONFIG_ARCH_RPC
 371                 .globl  params
 372 params:         ldr     r0, =0x10000100         @ params_phys for RPC
 373                 mov     pc, lr
 374                 .ltorg
 375                 .align
 376 #endif
 377
 378 /*
 379  * Turn on the cache.  We need to setup some page tables so that we
 380  * can have both the I and D caches on.
 381  *
 382  * We place the page tables 16k down from the kernel execution address,
 383  * and we hope that nothing else is using it.  If we're using it, we
 384  * will go pop!
 385  *
 386  * On entry,
 387  *  r4 = kernel execution address
 388  *  r7 = architecture number
 389  *  r8 = atags pointer
 390  * On exit,
 391  *  r0, r1, r2, r3, r9, r10, r12 corrupted
 392  * This routine must preserve:
 393  *  r4, r7, r8
 394  */
 395                 .align  5
 396 cache_on:       mov     r3, #8                  @ cache_on function
 397                 b       call_cache_fn
 398
 399 /*
 400  * Initialize the highest priority protection region, PR7
 401  * to cover all 32bit address and cacheable and bufferable.
 402  */
 403 __armv4_mpu_cache_on:
 404                 mov     r0, #0x3f               @ 4G, the whole
 405                 mcr     p15, 0, r0, c6, c7, 0   @ PR7 Area Setting
 406                 mcr     p15, 0, r0, c6, c7, 1
 407
 408                 mov     r0, #0x80               @ PR7
 409                 mcr     p15, 0, r0, c2, c0, 0   @ D-cache on
 410                 mcr     p15, 0, r0, c2, c0, 1   @ I-cache on
 411                 mcr     p15, 0, r0, c3, c0, 0   @ write-buffer on
 412
 413                 mov     r0, #0xc000
 414                 mcr     p15, 0, r0, c5, c0, 1   @ I-access permission
 415                 mcr     p15, 0, r0, c5, c0, 0   @ D-access permission
 416
 417                 mov     r0, #0
 418                 mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4  @ drain write buffer
 419                 mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 0   @ flush(inval) I-Cache
 420                 mcr     p15, 0, r0, c7, c6, 0   @ flush(inval) D-Cache
 421                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ read control reg
 422                                                 @ ...I .... ..D. WC.M
 423                 orr     r0, r0, #0x002d         @ .... .... ..1. 11.1
 424                 orr     r0, r0, #0x1000         @ ...1 .... .... ....
 425
 426                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ write control reg
 427
 428                 mov     r0, #0
 429                 mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 0   @ flush(inval) I-Cache
 430                 mcr     p15, 0, r0, c7, c6, 0   @ flush(inval) D-Cache
 431                 mov     pc, lr
 432
 433 __armv3_mpu_cache_on:
 434                 mov     r0, #0x3f               @ 4G, the whole
 435                 mcr     p15, 0, r0, c6, c7, 0   @ PR7 Area Setting
 436
 437                 mov     r0, #0x80               @ PR7
 438                 mcr     p15, 0, r0, c2, c0, 0   @ cache on
 439                 mcr     p15, 0, r0, c3, c0, 0   @ write-buffer on
 440
 441                 mov     r0, #0xc000
 442                 mcr     p15, 0, r0, c5, c0, 0   @ access permission
 443
 444                 mov     r0, #0
 445                 mcr     p15, 0, r0, c7, c0, 0   @ invalidate whole cache v3
 446                 /*
 447                  * ?? ARMv3 MMU does not allow reading the control register,
 448                  * does this really work on ARMv3 MPU?
 449                  */
 450                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ read control reg
 451                                                 @ .... .... .... WC.M
 452                 orr     r0, r0, #0x000d         @ .... .... .... 11.1
 453                 /* ?? this overwrites the value constructed above? */
 454                 mov     r0, #0
 455                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ write control reg
 456
 457                 /* ?? invalidate for the second time? */
 458                 mcr     p15, 0, r0, c7, c0, 0   @ invalidate whole cache v3
 459                 mov     pc, lr
 460
 461 __setup_mmu:    sub     r3, r4, #16384          @ Page directory size
 462                 bic     r3, r3, #0xff           @ Align the pointer
 463                 bic     r3, r3, #0x3f00
 464 /*
 465  * Initialise the page tables, turning on the cacheable and bufferable
 466  * bits for the RAM area only.
 467  */
 468                 mov     r0, r3
 469                 mov     r9, r0, lsr #18
 470                 mov     r9, r9, lsl #18         @ start of RAM
 471                 add     r10, r9, #0x10000000    @ a reasonable RAM size
 472                 mov     r1, #0x12
 473                 orr     r1, r1, #3 << 10
 474                 add     r2, r3, #16384
 475 1:              cmp     r1, r9                  @ if virt > start of RAM
 476                 orrhs   r1, r1, #0x0c           @ set cacheable, bufferable
 477                 cmp     r1, r10                 @ if virt > end of RAM
 478                 bichs   r1, r1, #0x0c           @ clear cacheable, bufferable
 479                 str     r1, [r0], #4            @ 1:1 mapping
 480                 add     r1, r1, #1048576
 481                 teq     r0, r2
 482                 bne     1b
 483 /*
 484  * If ever we are running from Flash, then we surely want the cache
 485  * to be enabled also for our execution instance...  We map 2MB of it
 486  * so there is no map overlap problem for up to 1 MB compressed kernel.
 487  * If the execution is in RAM then we would only be duplicating the above.
 488  */
 489                 mov     r1, #0x1e
 490                 orr     r1, r1, #3 << 10
 491                 mov     r2, pc
 492                 mov     r2, r2, lsr #20
 493                 orr     r1, r1, r2, lsl #20
 494                 add     r0, r3, r2, lsl #2
 495                 str     r1, [r0], #4
 496                 add     r1, r1, #1048576
 497                 str     r1, [r0]
 498                 mov     pc, lr
 499 ENDPROC(__setup_mmu)
 500
 501 __armv4_mmu_cache_on:
 502                 mov     r12, lr
 503 #ifdef CONFIG_MMU
 504                 bl      __setup_mmu
 505                 mov     r0, #0
 506                 mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4  @ drain write buffer
 507                 mcr     p15, 0, r0, c8, c7, 0   @ flush I,D TLBs
 508                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ read control reg
 509                 orr     r0, r0, #0x5000         @ I-cache enable, RR cache replacement
 510                 orr     r0, r0, #0x0030
 511 #ifdef CONFIG_CPU_ENDIAN_BE8
 512                 orr     r0, r0, #1 << 25        @ big-endian page tables
 513 #endif
 514                 bl      __common_mmu_cache_on
 515                 mov     r0, #0
 516                 mcr     p15, 0, r0, c8, c7, 0   @ flush I,D TLBs
 517 #endif
 518                 mov     pc, r12
 519
 520 __armv7_mmu_cache_on:
 521                 mov     r12, lr
 522 #ifdef CONFIG_MMU
 523                 mrc     p15, 0, r11, c0, c1, 4  @ read ID_MMFR0
 524                 tst     r11, #0xf               @ VMSA
 525                 blne    __setup_mmu
 526                 mov     r0, #0
 527                 mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4  @ drain write buffer
 528                 tst     r11, #0xf               @ VMSA
 529                 mcrne   p15, 0, r0, c8, c7, 0   @ flush I,D TLBs
 530 #endif
 531                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ read control reg
 532                 orr     r0, r0, #0x5000         @ I-cache enable, RR cache replacement
 533                 orr     r0, r0, #0x003c         @ write buffer
 534 #ifdef CONFIG_MMU
 535 #ifdef CONFIG_CPU_ENDIAN_BE8
 536                 orr     r0, r0, #1 << 25        @ big-endian page tables
 537 #endif
 538                 orrne   r0, r0, #1              @ MMU enabled
 539                 movne   r1, #-1
 540                 mcrne   p15, 0, r3, c2, c0, 0   @ load page table pointer
 541                 mcrne   p15, 0, r1, c3, c0, 0   @ load domain access control
 542 #endif
 543                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ load control register
 544                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ and read it back
 545                 mov     r0, #0
 546                 mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 4   @ ISB
 547                 mov     pc, r12
 548
 549 __fa526_cache_on:
 550                 mov     r12, lr
 551                 bl      __setup_mmu
 552                 mov     r0, #0
 553                 mcr     p15, 0, r0, c7, c7, 0   @ Invalidate whole cache
 554                 mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4  @ drain write buffer
 555                 mcr     p15, 0, r0, c8, c7, 0   @ flush UTLB
 556                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ read control reg
 557                 orr     r0, r0, #0x1000         @ I-cache enable
 558                 bl      __common_mmu_cache_on
 559                 mov     r0, #0
 560                 mcr     p15, 0, r0, c8, c7, 0   @ flush UTLB
 561                 mov     pc, r12
 562
 563 __arm6_mmu_cache_on:
 564                 mov     r12, lr
 565                 bl      __setup_mmu
 566                 mov     r0, #0
 567                 mcr     p15, 0, r0, c7, c0, 0   @ invalidate whole cache v3
 568                 mcr     p15, 0, r0, c5, c0, 0   @ invalidate whole TLB v3
 569                 mov     r0, #0x30
 570                 bl      __common_mmu_cache_on
 571                 mov     r0, #0
 572                 mcr     p15, 0, r0, c5, c0, 0   @ invalidate whole TLB v3
 573                 mov     pc, r12
 574
 575 __common_mmu_cache_on:
 576 #ifndef CONFIG_THUMB2_KERNEL
 577 #ifndef DEBUG
 578                 orr     r0, r0, #0x000d         @ Write buffer, mmu
 579 #endif
 580                 mov     r1, #-1
 581                 mcr     p15, 0, r3, c2, c0, 0   @ load page table pointer
 582                 mcr     p15, 0, r1, c3, c0, 0   @ load domain access control
 583                 b       1f
 584                 .align  5                       @ cache line aligned
 585 1:              mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ load control register
 586                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ and read it back to
 587                 sub     pc, lr, r0, lsr #32     @ properly flush pipeline
 588 #endif
 589
 590 /*
 591  * Here follow the relocatable cache support functions for the
 592  * various processors.  This is a generic hook for locating an
 593  * entry and jumping to an instruction at the specified offset
 594  * from the start of the block.  Please note this is all position
 595  * independent code.
 596  *
 597  *  r1  = corrupted
 598  *  r2  = corrupted
 599  *  r3  = block offset
 600  *  r9  = corrupted
 601  *  r12 = corrupted
 602  */
 603
 604 call_cache_fn:  adr     r12, proc_types
 605 #ifdef CONFIG_CPU_CP15
 606                 mrc     p15, 0, r9, c0, c0      @ get processor ID
 607 #else
 608                 ldr     r9, =CONFIG_PROCESSOR_ID
 609 #endif
 610 1:              ldr     r1, [r12, #0]           @ get value
 611                 ldr     r2, [r12, #4]           @ get mask
 612                 eor     r1, r1, r9              @ (real ^ match)
 613                 tst     r1, r2                  @       & mask
 614  ARM(           addeq   pc, r12, r3             ) @ call cache function
 615  THUMB(         addeq   r12, r3                 )
 616  THUMB(         moveq   pc, r12                 ) @ call cache function
 617                 add     r12, r12, #4*5
 618                 b       1b
 619
 620 /*
 621  * Table for cache operations.  This is basically:
 622  *   - CPU ID match
 623  *   - CPU ID mask
 624  *   - 'cache on' method instruction
 625  *   - 'cache off' method instruction
 626  *   - 'cache flush' method instruction
 627  *
 628  * We match an entry using: ((real_id ^ match) & mask) == 0
 629  *
 630  * Writethrough caches generally only need 'on' and 'off'
 631  * methods.  Writeback caches _must_ have the flush method
 632  * defined.
 633  */
 634                 .align  2
 635                 .type   proc_types,#object
 636 proc_types:
 637                 .word   0x41560600              @ ARM6/610
 638                 .word   0xffffffe0
 639                 W(b)    __arm6_mmu_cache_off    @ works, but slow
 640                 W(b)    __arm6_mmu_cache_off
 641                 mov     pc, lr
 642  THUMB(         nop                             )
 643 @               b       __arm6_mmu_cache_on             @ untested
 644 @               b       __arm6_mmu_cache_off
 645 @               b       __armv3_mmu_cache_flush
 646
 647                 .word   0x00000000              @ old ARM ID
 648                 .word   0x0000f000
 649                 mov     pc, lr
 650  THUMB(         nop                             )
 651                 mov     pc, lr
 652  THUMB(         nop                             )
 653                 mov     pc, lr
 654  THUMB(         nop                             )
 655
 656                 .word   0x41007000              @ ARM7/710
 657                 .word   0xfff8fe00
 658                 W(b)    __arm7_mmu_cache_off
 659                 W(b)    __arm7_mmu_cache_off
 660                 mov     pc, lr
 661  THUMB(         nop                             )
 662
 663                 .word   0x41807200              @ ARM720T (writethrough)
 664                 .word   0xffffff00
 665                 W(b)    __armv4_mmu_cache_on
 666                 W(b)    __armv4_mmu_cache_off
 667                 mov     pc, lr
 668  THUMB(         nop                             )
 669
 670                 .word   0x41007400              @ ARM74x
 671                 .word   0xff00ff00
 672                 W(b)    __armv3_mpu_cache_on
 673                 W(b)    __armv3_mpu_cache_off
 674                 W(b)    __armv3_mpu_cache_flush
 675
 676                 .word   0x41009400              @ ARM94x
 677                 .word   0xff00ff00
 678                 W(b)    __armv4_mpu_cache_on
 679                 W(b)    __armv4_mpu_cache_off
 680                 W(b)    __armv4_mpu_cache_flush
 681
 682                 .word   0x00007000              @ ARM7 IDs
 683                 .word   0x0000f000
 684                 mov     pc, lr
 685  THUMB(         nop                             )
 686                 mov     pc, lr
 687  THUMB(         nop                             )
 688                 mov     pc, lr
 689  THUMB(         nop                             )
 690
 691                 @ Everything from here on will be the new ID system.
 692
 693                 .word   0x4401a100              @ sa110 / sa1100
 694                 .word   0xffffffe0
 695                 W(b)    __armv4_mmu_cache_on
 696                 W(b)    __armv4_mmu_cache_off
 697                 W(b)    __armv4_mmu_cache_flush
 698
 699                 .word   0x6901b110              @ sa1110
 700                 .word   0xfffffff0
 701                 W(b)    __armv4_mmu_cache_on
 702                 W(b)    __armv4_mmu_cache_off
 703                 W(b)    __armv4_mmu_cache_flush
 704
 705                 .word   0x56056900
 706                 .word   0xffffff00              @ PXA9xx
 707                 W(b)    __armv4_mmu_cache_on
 708                 W(b)    __armv4_mmu_cache_off
 709                 W(b)    __armv4_mmu_cache_flush
 710
 711                 .word   0x56158000              @ PXA168
 712                 .word   0xfffff000
 713                 W(b)    __armv4_mmu_cache_on
 714                 W(b)    __armv4_mmu_cache_off
 715                 W(b)    __armv5tej_mmu_cache_flush
 716
 717                 .word   0x56050000              @ Feroceon
 718                 .word   0xff0f0000
 719                 W(b)    __armv4_mmu_cache_on
 720                 W(b)    __armv4_mmu_cache_off
 721                 W(b)    __armv5tej_mmu_cache_flush
 722
 723 #ifdef CONFIG_CPU_FEROCEON_OLD_ID
 724                 /* this conflicts with the standard ARMv5TE entry */
 725                 .long   0x41009260              @ Old Feroceon
 726                 .long   0xff00fff0
 727                 b       __armv4_mmu_cache_on
 728                 b       __armv4_mmu_cache_off
 729                 b       __armv5tej_mmu_cache_flush
 730 #endif
 731
 732                 .word   0x66015261              @ FA526
 733                 .word   0xff01fff1
 734                 W(b)    __fa526_cache_on
 735                 W(b)    __armv4_mmu_cache_off
 736                 W(b)    __fa526_cache_flush
 737
 738                 @ These match on the architecture ID
 739
 740                 .word   0x00020000              @ ARMv4T
 741                 .word   0x000f0000
 742                 W(b)    __armv4_mmu_cache_on
 743                 W(b)    __armv4_mmu_cache_off
 744                 W(b)    __armv4_mmu_cache_flush
 745
 746                 .word   0x00050000              @ ARMv5TE
 747                 .word   0x000f0000
 748                 W(b)    __armv4_mmu_cache_on
 749                 W(b)    __armv4_mmu_cache_off
 750                 W(b)    __armv4_mmu_cache_flush
 751
 752                 .word   0x00060000              @ ARMv5TEJ
 753                 .word   0x000f0000
 754                 W(b)    __armv4_mmu_cache_on
 755                 W(b)    __armv4_mmu_cache_off
 756                 W(b)    __armv5tej_mmu_cache_flush
 757
 758                 .word   0x0007b000              @ ARMv6
 759                 .word   0x000ff000
 760                 W(b)    __armv4_mmu_cache_on
 761                 W(b)    __armv4_mmu_cache_off
 762                 W(b)    __armv6_mmu_cache_flush
 763
 764                 .word   0x000f0000              @ new CPU Id
 765                 .word   0x000f0000
 766                 W(b)    __armv7_mmu_cache_on
 767                 W(b)    __armv7_mmu_cache_off
 768                 W(b)    __armv7_mmu_cache_flush
 769
 770                 .word   0                       @ unrecognised type
 771                 .word   0
 772                 mov     pc, lr
 773  THUMB(         nop                             )
 774                 mov     pc, lr
 775  THUMB(         nop                             )
 776                 mov     pc, lr
 777  THUMB(         nop                             )
 778
 779                 .size   proc_types, . - proc_types
 780
 781 /*
 782  * Turn off the Cache and MMU.  ARMv3 does not support
 783  * reading the control register, but ARMv4 does.
 784  *
 785  * On exit,
 786  *  r0, r1, r2, r3, r9, r12 corrupted
 787  * This routine must preserve:
 788  *  r4, r7, r8
 789  */
 790                 .align  5
 791 cache_off:      mov     r3, #12                 @ cache_off function
 792                 b       call_cache_fn
 793
 794 __armv4_mpu_cache_off:
 795                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0
 796                 bic     r0, r0, #0x000d
 797                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0      @ turn MPU and cache off
 798                 mov     r0, #0
 799                 mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4  @ drain write buffer
 800                 mcr     p15, 0, r0, c7, c6, 0   @ flush D-Cache
 801                 mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 0   @ flush I-Cache
 802                 mov     pc, lr
 803
 804 __armv3_mpu_cache_off:
 805                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0
 806                 bic     r0, r0, #0x000d
 807                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ turn MPU and cache off
 808                 mov     r0, #0
 809                 mcr     p15, 0, r0, c7, c0, 0   @ invalidate whole cache v3
 810                 mov     pc, lr
 811
 812 __armv4_mmu_cache_off:
 813 #ifdef CONFIG_MMU
 814                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0
 815                 bic     r0, r0, #0x000d
 816                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0      @ turn MMU and cache off
 817                 mov     r0, #0
 818                 mcr     p15, 0, r0, c7, c7      @ invalidate whole cache v4
 819                 mcr     p15, 0, r0, c8, c7      @ invalidate whole TLB v4
 820 #endif
 821                 mov     pc, lr
 822
 823 __armv7_mmu_cache_off:
 824                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0
 825 #ifdef CONFIG_MMU
 826                 bic     r0, r0, #0x000d
 827 #else
 828                 bic     r0, r0, #0x000c
 829 #endif
 830                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0      @ turn MMU and cache off
 831                 mov     r12, lr
 832                 bl      __armv7_mmu_cache_flush
 833                 mov     r0, #0
 834 #ifdef CONFIG_MMU
 835                 mcr     p15, 0, r0, c8, c7, 0   @ invalidate whole TLB
 836 #endif
 837                 mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 6   @ invalidate BTC
 838                 mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4  @ DSB
 839                 mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 4   @ ISB
 840                 mov     pc, r12
 841
 842 __arm6_mmu_cache_off:
 843                 mov     r0, #0x00000030         @ ARM6 control reg.
 844                 b       __armv3_mmu_cache_off
 845
 846 __arm7_mmu_cache_off:
 847                 mov     r0, #0x00000070         @ ARM7 control reg.
 848                 b       __armv3_mmu_cache_off
 849
 850 __armv3_mmu_cache_off:
 851                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ turn MMU and cache off
 852                 mov     r0, #0
 853                 mcr     p15, 0, r0, c7, c0, 0   @ invalidate whole cache v3
 854                 mcr     p15, 0, r0, c5, c0, 0   @ invalidate whole TLB v3
 855                 mov     pc, lr
 856
 857 /*
 858  * Clean and flush the cache to maintain consistency.
 859  *
 860  * On exit,
 861  *  r1, r2, r3, r9, r10, r11, r12 corrupted
 862  * This routine must preserve:
 863  *  r4, r6, r7, r8
 864  */
 865                 .align  5
 866 cache_clean_flush:
 867                 mov     r3, #16
 868                 b       call_cache_fn
 869
 870 __armv4_mpu_cache_flush:
 871                 mov     r2, #1
 872                 mov     r3, #0
 873                 mcr     p15, 0, ip, c7, c6, 0   @ invalidate D cache
 874                 mov     r1, #7 << 5             @ 8 segments
 875 1:              orr     r3, r1, #63 << 26       @ 64 entries
 876 2:              mcr     p15, 0, r3, c7, c14, 2  @ clean & invalidate D index
 877                 subs    r3, r3, #1 << 26
 878                 bcs     2b                      @ entries 63 to 0
 879                 subs    r1, r1, #1 << 5
 880                 bcs     1b                      @ segments 7 to 0
 881
 882                 teq     r2, #0
 883                 mcrne   p15, 0, ip, c7, c5, 0   @ invalidate I cache
 884                 mcr     p15, 0, ip, c7, c10, 4  @ drain WB
 885                 mov     pc, lr
 886
 887 __fa526_cache_flush:
 888                 mov     r1, #0
 889                 mcr     p15, 0, r1, c7, c14, 0  @ clean and invalidate D cache
 890                 mcr     p15, 0, r1, c7, c5, 0   @ flush I cache
 891                 mcr     p15, 0, r1, c7, c10, 4  @ drain WB
 892                 mov     pc, lr
 893
 894 __armv6_mmu_cache_flush:
 895                 mov     r1, #0
 896                 mcr     p15, 0, r1, c7, c14, 0  @ clean+invalidate D
 897                 mcr     p15, 0, r1, c7, c5, 0   @ invalidate I+BTB
 898                 mcr     p15, 0, r1, c7, c15, 0  @ clean+invalidate unified
 899                 mcr     p15, 0, r1, c7, c10, 4  @ drain WB
 900                 mov     pc, lr
 901
 902 __armv7_mmu_cache_flush:
 903                 mrc     p15, 0, r10, c0, c1, 5  @ read ID_MMFR1
 904                 tst     r10, #0xf << 16         @ hierarchical cache (ARMv7)
 905                 mov     r10, #0
 906                 beq     hierarchical
 907                 mcr     p15, 0, r10, c7, c14, 0 @ clean+invalidate D
 908                 b       iflush
 909 hierarchical:
 910                 mcr     p15, 0, r10, c7, c10, 5 @ DMB
 911                 stmfd   sp!, {r0-r7, r9-r11}
 912                 mrc     p15, 1, r0, c0, c0, 1   @ read clidr
 913                 ands    r3, r0, #0x7000000      @ extract loc from clidr
 914                 mov     r3, r3, lsr #23         @ left align loc bit field
 915                 beq     finished                @ if loc is 0, then no need to clean
 916                 mov     r10, #0                 @ start clean at cache level 0
 917 loop1:
 918                 add     r2, r10, r10, lsr #1    @ work out 3x current cache level
 919                 mov     r1, r0, lsr r2          @ extract cache type bits from clidr
 920                 and     r1, r1, #7              @ mask of the bits for current cache only
 921                 cmp     r1, #2                  @ see what cache we have at this level
 922                 blt     skip                    @ skip if no cache, or just i-cache
 923                 mcr     p15, 2, r10, c0, c0, 0  @ select current cache level in cssr
 924                 mcr     p15, 0, r10, c7, c5, 4  @ isb to sych the new cssr&csidr
 925                 mrc     p15, 1, r1, c0, c0, 0   @ read the new csidr
 926                 and     r2, r1, #7              @ extract the length of the cache lines
 927                 add     r2, r2, #4              @ add 4 (line length offset)
 928                 ldr     r4, =0x3ff
 929                 ands    r4, r4, r1, lsr #3      @ find maximum number on the way size
 930                 clz     r5, r4                  @ find bit position of way size increment
 931                 ldr     r7, =0x7fff
 932                 ands    r7, r7, r1, lsr #13     @ extract max number of the index size
 933 loop2:
 934                 mov     r9, r4                  @ create working copy of max way size
 935 loop3:
 936  ARM(           orr     r11, r10, r9, lsl r5    ) @ factor way and cache number into r11
 937  ARM(           orr     r11, r11, r7, lsl r2    ) @ factor index number into r11
 938  THUMB(         lsl     r6, r9, r5              )
 939  THUMB(         orr     r11, r10, r6            ) @ factor way and cache number into r11
 940  THUMB(         lsl     r6, r7, r2              )
 941  THUMB(         orr     r11, r11, r6            ) @ factor index number into r11
 942                 mcr     p15, 0, r11, c7, c14, 2 @ clean & invalidate by set/way
 943                 subs    r9, r9, #1              @ decrement the way
 944                 bge     loop3
 945                 subs    r7, r7, #1              @ decrement the index
 946                 bge     loop2
 947 skip:
 948                 add     r10, r10, #2            @ increment cache number
 949                 cmp     r3, r10
 950                 bgt     loop1
 951 finished:
 952                 ldmfd   sp!, {r0-r7, r9-r11}
 953                 mov     r10, #0                 @ swith back to cache level 0
 954                 mcr     p15, 2, r10, c0, c0, 0  @ select current cache level in cssr
 955 iflush:
 956                 mcr     p15, 0, r10, c7, c10, 4 @ DSB
 957                 mcr     p15, 0, r10, c7, c5, 0  @ invalidate I+BTB
 958                 mcr     p15, 0, r10, c7, c10, 4 @ DSB
 959                 mcr     p15, 0, r10, c7, c5, 4  @ ISB
 960                 mov     pc, lr
 961
 962 __armv5tej_mmu_cache_flush:
 963 1:              mrc     p15, 0, r15, c7, c14, 3 @ test,clean,invalidate D cache
 964                 bne     1b
 965                 mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 0   @ flush I cache
 966                 mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4  @ drain WB
 967                 mov     pc, lr
 968
 969 __armv4_mmu_cache_flush:
 970                 mov     r2, #64*1024            @ default: 32K dcache size (*2)
 971                 mov     r11, #32                @ default: 32 byte line size
 972                 mrc     p15, 0, r3, c0, c0, 1   @ read cache type
 973                 teq     r3, r9                  @ cache ID register present?
 974                 beq     no_cache_id
 975                 mov     r1, r3, lsr #18
 976                 and     r1, r1, #7
 977                 mov     r2, #1024
 978                 mov     r2, r2, lsl r1          @ base dcache size *2
 979                 tst     r3, #1 << 14            @ test M bit
 980                 addne   r2, r2, r2, lsr #1      @ +1/2 size if M == 1
 981                 mov     r3, r3, lsr #12
 982                 and     r3, r3, #3
 983                 mov     r11, #8
 984                 mov     r11, r11, lsl r3        @ cache line size in bytes
 985 no_cache_id:
 986                 mov     r1, pc
 987                 bic     r1, r1, #63             @ align to longest cache line
 988                 add     r2, r1, r2
 989 1:
 990  ARM(           ldr     r3, [r1], r11           ) @ s/w flush D cache
 991  THUMB(         ldr     r3, [r1]                ) @ s/w flush D cache
 992  THUMB(         add     r1, r1, r11             )
 993                 teq     r1, r2
 994                 bne     1b
 995
 996                 mcr     p15, 0, r1, c7, c5, 0   @ flush I cache
 997                 mcr     p15, 0, r1, c7, c6, 0   @ flush D cache
 998                 mcr     p15, 0, r1, c7, c10, 4  @ drain WB
 999                 mov     pc, lr
1000
1001 __armv3_mmu_cache_flush:
1002 __armv3_mpu_cache_flush:
1003                 mov     r1, #0
1004                 mcr     p15, 0, r1, c7, c0, 0   @ invalidate whole cache v3
1005                 mov     pc, lr
1006
1007 /*
1008  * Various debugging routines for printing hex characters and
1009  * memory, which again must be relocatable.
1010  */
1011 #ifdef DEBUG
1012                 .align  2
1013                 .type   phexbuf,#object
1014 phexbuf:        .space  12
1015                 .size   phexbuf, . - phexbuf
1016
1017 @ phex corrupts {r0, r1, r2, r3}
1018 phex:           adr     r3, phexbuf
1019                 mov     r2, #0
1020                 strb    r2, [r3, r1]
1021 1:              subs    r1, r1, #1
1022                 movmi   r0, r3
1023                 bmi     puts
1024                 and     r2, r0, #15
1025                 mov     r0, r0, lsr #4
1026                 cmp     r2, #10
1027                 addge   r2, r2, #7
1028                 add     r2, r2, #'0'
1029                 strb    r2, [r3, r1]
1030                 b       1b
1031
1032 @ puts corrupts {r0, r1, r2, r3}
1033 puts:           loadsp  r3, r1
1034 1:              ldrb    r2, [r0], #1
1035                 teq     r2, #0
1036                 moveq   pc, lr
1037 2:              writeb  r2, r3
1038                 mov     r1, #0x00020000
1039 3:              subs    r1, r1, #1
1040                 bne     3b
1041                 teq     r2, #'\n'
1042                 moveq   r2, #'\r'
1043                 beq     2b
1044                 teq     r0, #0
1045                 bne     1b
1046                 mov     pc, lr
1047 @ putc corrupts {r0, r1, r2, r3}
1048 putc:
1049                 mov     r2, r0
1050                 mov     r0, #0
1051                 loadsp  r3, r1
1052                 b       2b
1053
1054 @ memdump corrupts {r0, r1, r2, r3, r10, r11, r12, lr}
1055 memdump:        mov     r12, r0
1056                 mov     r10, lr
1057                 mov     r11, #0
1058 2:              mov     r0, r11, lsl #2
1059                 add     r0, r0, r12
1060                 mov     r1, #8
1061                 bl      phex
1062                 mov     r0, #':'
1063                 bl      putc
1064 1:              mov     r0, #' '
1065                 bl      putc
1066                 ldr     r0, [r12, r11, lsl #2]
1067                 mov     r1, #8
1068                 bl      phex
1069                 and     r0, r11, #7
1070                 teq     r0, #3
1071                 moveq   r0, #' '
1072                 bleq    putc
1073                 and     r0, r11, #7
1074                 add     r11, r11, #1
1075                 teq     r0, #7
1076                 bne     1b
1077                 mov     r0, #'\n'
1078                 bl      putc
1079                 cmp     r11, #64
1080                 blt     2b
1081                 mov     pc, r10
1082 #endif
1083
1084                 .ltorg
1085 reloc_code_end:
1086
1087                 .align
1088                 .section ".stack", "aw", %nobits
1089 .L_user_stack:  .space  4096
1090 .L_user_stack_end: