arch/powerpc/kernel/setup_64.c

   1 /*
   2  *
   3  * Common boot and setup code.
   4  *
   5  * Copyright (C) 2001 PPC64 Team, IBM Corp
   6  *
   7  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  10  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  11  */
  12
  13 #undef DEBUG
  14
  15 #include <linux/config.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/string.h>
  18 #include <linux/sched.h>
  19 #include <linux/init.h>
  20 #include <linux/kernel.h>
  21 #include <linux/reboot.h>
  22 #include <linux/delay.h>
  23 #include <linux/initrd.h>
  24 #include <linux/ide.h>
  25 #include <linux/seq_file.h>
  26 #include <linux/ioport.h>
  27 #include <linux/console.h>
  28 #include <linux/utsname.h>
  29 #include <linux/tty.h>
  30 #include <linux/root_dev.h>
  31 #include <linux/notifier.h>
  32 #include <linux/cpu.h>
  33 #include <linux/unistd.h>
  34 #include <linux/serial.h>
  35 #include <linux/serial_8250.h>
  36 #include <linux/bootmem.h>
  37 #include <asm/io.h>
  38 #include <asm/kdump.h>
  39 #include <asm/prom.h>
  40 #include <asm/processor.h>
  41 #include <asm/pgtable.h>
  42 #include <asm/smp.h>
  43 #include <asm/elf.h>
  44 #include <asm/machdep.h>
  45 #include <asm/paca.h>
  46 #include <asm/time.h>
  47 #include <asm/cputable.h>
  48 #include <asm/sections.h>
  49 #include <asm/btext.h>
  50 #include <asm/nvram.h>
  51 #include <asm/setup.h>
  52 #include <asm/system.h>
  53 #include <asm/rtas.h>
  54 #include <asm/iommu.h>
  55 #include <asm/serial.h>
  56 #include <asm/cache.h>
  57 #include <asm/page.h>
  58 #include <asm/mmu.h>
  59 #include <asm/lmb.h>
  60 #include <asm/iseries/it_lp_naca.h>
  61 #include <asm/firmware.h>
  62 #include <asm/xmon.h>
  63 #include <asm/udbg.h>
  64 #include <asm/kexec.h>
  65
  66 #include "setup.h"
  67
  68 #ifdef DEBUG
  69 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
  70 #else
  71 #define DBG(fmt...)
  72 #endif
  73
  74 int have_of = 1;
  75 int boot_cpuid = 0;
  76 dev_t boot_dev;
  77 u64 ppc64_pft_size;
  78
  79 /* Pick defaults since we might want to patch instructions
  80  * before we've read this from the device tree.
  81  */
  82 struct ppc64_caches ppc64_caches = {
  83         .dline_size = 0x80,
  84         .log_dline_size = 7,
  85         .iline_size = 0x80,
  86         .log_iline_size = 7
  87 };
  88 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc64_caches);
  89
  90 /*
  91  * These are used in binfmt_elf.c to put aux entries on the stack
  92  * for each elf executable being started.
  93  */
  94 int dcache_bsize;
  95 int icache_bsize;
  96 int ucache_bsize;
  97
  98 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
  99 unsigned long SYSRQ_KEY;
 100 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
 101
 102
 103 #ifdef CONFIG_SMP
 104
 105 static int smt_enabled_cmdline;
 106
 107 /* Look for ibm,smt-enabled OF option */
 108 static void check_smt_enabled(void)
 109 {
 110         struct device_node *dn;
 111         char *smt_option;
 112
 113         /* Allow the command line to overrule the OF option */
 114         if (smt_enabled_cmdline)
 115                 return;
 116
 117         dn = of_find_node_by_path("/options");
 118
 119         if (dn) {
 120                 smt_option = (char *)get_property(dn, "ibm,smt-enabled", NULL);
 121
 122                 if (smt_option) {
 123                         if (!strcmp(smt_option, "on"))
 124                                 smt_enabled_at_boot = 1;
 125                         else if (!strcmp(smt_option, "off"))
 126                                 smt_enabled_at_boot = 0;
 127                 }
 128         }
 129 }
 130
 131 /* Look for smt-enabled= cmdline option */
 132 static int __init early_smt_enabled(char *p)
 133 {
 134         smt_enabled_cmdline = 1;
 135
 136         if (!p)
 137                 return 0;
 138
 139         if (!strcmp(p, "on") || !strcmp(p, "1"))
 140                 smt_enabled_at_boot = 1;
 141         else if (!strcmp(p, "off") || !strcmp(p, "0"))
 142                 smt_enabled_at_boot = 0;
 143
 144         return 0;
 145 }
 146 early_param("smt-enabled", early_smt_enabled);
 147
 148 #else
 149 #define check_smt_enabled()
 150 #endif /* CONFIG_SMP */
 151
 152 /* Put the paca pointer into r13 and SPRG3 */
 153 void __init setup_paca(int cpu)
 154 {
 155         local_paca = &paca[cpu];
 156         mtspr(SPRN_SPRG3, local_paca);
 157 }
 158
 159 /*
 160  * Early initialization entry point. This is called by head.S
 161  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
 162  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
 163  * mode so we can access kernel globals normally provided we
 164  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
 165  * some early parsing of the device-tree to setup out LMB
 166  * data structures, and allocate & initialize the hash table
 167  * and segment tables so we can start running with translation
 168  * enabled.
 169  *
 170  * It is this function which will call the probe() callback of
 171  * the various platform types and copy the matching one to the
 172  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
 173  * some very early initializations from the probe() routine, but
 174  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
 175  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
 176  */
 177
 178 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
 179 {
 180         /* Assume we're on cpu 0 for now. Don't write to the paca yet! */
 181         setup_paca(0);
 182
 183         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
 184         udbg_early_init();
 185
 186         DBG(" -> early_setup(), dt_ptr: 0x%lx\n", dt_ptr);
 187
 188         /*
 189          * Do early initializations using the flattened device
 190          * tree, like retreiving the physical memory map or
 191          * calculating/retreiving the hash table size
 192          */
 193         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
 194
 195         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
 196         setup_paca(boot_cpuid);
 197
 198         /* Fix up paca fields required for the boot cpu */
 199         get_paca()->cpu_start = 1;
 200         get_paca()->stab_real = __pa((u64)&initial_stab);
 201         get_paca()->stab_addr = (u64)&initial_stab;
 202
 203         /* Probe the machine type */
 204         probe_machine();
 205
 206         setup_kdump_trampoline();
 207
 208         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
 209
 210         /*
 211          * Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
 212          * of memory. Has to be done before stab/slb initialization as
 213          * this is currently where the page size encoding is obtained
 214          */
 215         htab_initialize();
 216
 217         /*
 218          * Initialize stab / SLB management except on iSeries
 219          */
 220         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 221                 slb_initialize();
 222         else if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 223                 stab_initialize(get_paca()->stab_real);
 224
 225         DBG(" <- early_setup()\n");
 226 }
 227
 228 #ifdef CONFIG_SMP
 229 void early_setup_secondary(void)
 230 {
 231         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 232
 233         /* Mark enabled in PACA */
 234         lpaca->proc_enabled = 0;
 235
 236         /* Initialize hash table for that CPU */
 237         htab_initialize_secondary();
 238
 239         /* Initialize STAB/SLB. We use a virtual address as it works
 240          * in real mode on pSeries and we want a virutal address on
 241          * iSeries anyway
 242          */
 243         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 244                 slb_initialize();
 245         else
 246                 stab_initialize(lpaca->stab_addr);
 247 }
 248
 249 #endif /* CONFIG_SMP */
 250
 251 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
 252 void smp_release_cpus(void)
 253 {
 254         extern unsigned long __secondary_hold_spinloop;
 255         unsigned long *ptr;
 256
 257         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
 258
 259         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
 260          * all now so they can start to spin on their individual paca
 261          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
 262          * of the common spinloop.
 263          * This is useless but harmless on iSeries, secondaries are already
 264          * waiting on their paca spinloops. */
 265
 266         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
 267                         - PHYSICAL_START);
 268         *ptr = 1;
 269         mb();
 270
 271         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
 272 }
 273 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
 274
 275 /*
 276  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
 277  * structures
 278  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
 279  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
 280  * routines and/or provided to userland
 281  */
 282 static void __init initialize_cache_info(void)
 283 {
 284         struct device_node *np;
 285         unsigned long num_cpus = 0;
 286
 287         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
 288
 289         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
 290                 num_cpus += 1;
 291
 292                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
 293                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
 294                  */
 295
 296                 if ( num_cpus == 1 ) {
 297                         u32 *sizep, *lsizep;
 298                         u32 size, lsize;
 299                         const char *dc, *ic;
 300
 301                         /* Then read cache informations */
 302                         if (machine_is(powermac)) {
 303                                 dc = "d-cache-block-size";
 304                                 ic = "i-cache-block-size";
 305                         } else {
 306                                 dc = "d-cache-line-size";
 307                                 ic = "i-cache-line-size";
 308                         }
 309
 310                         size = 0;
 311                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
 312                         sizep = (u32 *)get_property(np, "d-cache-size", NULL);
 313                         if (sizep != NULL)
 314                                 size = *sizep;
 315                         lsizep = (u32 *) get_property(np, dc, NULL);
 316                         if (lsizep != NULL)
 317                                 lsize = *lsizep;
 318                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 319                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
 320                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 321
 322                         ppc64_caches.dsize = size;
 323                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
 324                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
 325                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 326
 327                         size = 0;
 328                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
 329                         sizep = (u32 *)get_property(np, "i-cache-size", NULL);
 330                         if (sizep != NULL)
 331                                 size = *sizep;
 332                         lsizep = (u32 *)get_property(np, ic, NULL);
 333                         if (lsizep != NULL)
 334                                 lsize = *lsizep;
 335                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 336                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
 337                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 338
 339                         ppc64_caches.isize = size;
 340                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
 341                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
 342                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 343                 }
 344         }
 345
 346         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
 347 }
 348
 349
 350 /*
 351  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which
 352  * were passed in from the bootloader.
 353  */
 354 void __init setup_system(void)
 355 {
 356         DBG(" -> setup_system()\n");
 357
 358         /*
 359          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
 360          */
 361         unflatten_device_tree();
 362
 363         /*
 364          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
 365          * retrieved from the device-tree. Need to be called before
 366          * finish_device_tree() since the later requires some of the
 367          * informations filled up here to properly parse the interrupt tree.
 368          */
 369         initialize_cache_info();
 370
 371 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
 372         /*
 373          * Initialize RTAS if available
 374          */
 375         rtas_initialize();
 376 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
 377
 378         /*
 379          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
 380          */
 381         check_for_initrd();
 382
 383         /*
 384          * Do some platform specific early initializations, that includes
 385          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
 386          * related options that will be used by finish_device_tree()
 387          */
 388         ppc_md.init_early();
 389
 390         /*
 391          * We can discover serial ports now since the above did setup the
 392          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
 393          * so that further code can be debugged
 394          */
 395         find_legacy_serial_ports();
 396
 397         /*
 398          * "Finish" the device-tree, that is do the actual parsing of
 399          * some of the properties like the interrupt map
 400          */
 401         finish_device_tree();
 402
 403         /*
 404          * Initialize xmon
 405          */
 406 #ifdef CONFIG_XMON_DEFAULT
 407         xmon_init(1);
 408 #endif
 409         /*
 410          * Register early console
 411          */
 412         register_early_udbg_console();
 413
 414         if (do_early_xmon)
 415                 debugger(NULL);
 416
 417         check_smt_enabled();
 418         smp_setup_cpu_maps();
 419
 420 #ifdef CONFIG_SMP
 421         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
 422          * we can map physical -> logical CPU ids
 423          */
 424         smp_release_cpus();
 425 #endif
 426
 427         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", system_utsname.version);
 428
 429         printk("-----------------------------------------------------\n");
 430         printk("ppc64_pft_size                = 0x%lx\n", ppc64_pft_size);
 431         printk("ppc64_interrupt_controller    = 0x%ld\n",
 432                ppc64_interrupt_controller);
 433         printk("physicalMemorySize            = 0x%lx\n", lmb_phys_mem_size());
 434         printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
 435                ppc64_caches.dline_size);
 436         printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
 437                ppc64_caches.iline_size);
 438         printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
 439         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
 440 #if PHYSICAL_START > 0
 441         printk("physical_start                = 0x%x\n", PHYSICAL_START);
 442 #endif
 443         printk("-----------------------------------------------------\n");
 444
 445         DBG(" <- setup_system()\n");
 446 }
 447
 448 #ifdef CONFIG_IRQSTACKS
 449 static void __init irqstack_early_init(void)
 450 {
 451         unsigned int i;
 452
 453         /*
 454          * interrupt stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 455          * SLB misses on them.
 456          */
 457         for_each_possible_cpu(i) {
 458                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 459                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 460                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 461                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 462                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 463                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 464         }
 465 }
 466 #else
 467 #define irqstack_early_init()
 468 #endif
 469
 470 /*
 471  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
 472  * early in SMP boots before relocation is enabled.
 473  */
 474 static void __init emergency_stack_init(void)
 475 {
 476         unsigned long limit;
 477         unsigned int i;
 478
 479         /*
 480          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 481          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
 482          * aligned.
 483          *
 484          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
 485          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
 486          * must also be within the RMO region.
 487          */
 488         limit = min(0x10000000UL, lmb.rmo_size);
 489
 490         for_each_possible_cpu(i)
 491                 paca[i].emergency_sp =
 492                 __va(lmb_alloc_base(HW_PAGE_SIZE, 128, limit)) + HW_PAGE_SIZE;
 493 }
 494
 495 /*
 496  * Called into from start_kernel, after lock_kernel has been called.
 497  * Initializes bootmem, which is unsed to manage page allocation until
 498  * mem_init is called.
 499  */
 500 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 501 {
 502         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
 503
 504         *cmdline_p = cmd_line;
 505
 506         /*
 507          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
 508          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
 509          * for a possibly more accurate value.
 510          */
 511         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
 512         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
 513
 514         /* reboot on panic */
 515         panic_timeout = 180;
 516
 517         if (ppc_md.panic)
 518                 setup_panic();
 519
 520         init_mm.start_code = PAGE_OFFSET;
 521         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 522         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 523         init_mm.brk = klimit;
 524
 525         irqstack_early_init();
 526         emergency_stack_init();
 527
 528         stabs_alloc();
 529
 530         /* set up the bootmem stuff with available memory */
 531         do_init_bootmem();
 532         sparse_init();
 533
 534 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
 535         conswitchp = &dummy_con;
 536 #endif
 537
 538         ppc_md.setup_arch();
 539
 540         paging_init();
 541         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
 542 }
 543
 544
 545 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
 546 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
 547 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
 548 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
 549
 550 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
 551 {
 552         if (ppc_md.progress) {
 553                 char buf[128];
 554
 555                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
 556                 ppc_md.progress(buf, 0);
 557                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
 558                 ppc_md.progress(buf, 0);
 559         }
 560 }
 561
 562 /* Print a boot progress message. */
 563 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
 564 {
 565         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
 566         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
 567 }
 568
 569 /* Print a termination message (print only -- does not stop the kernel) */
 570 void ppc64_terminate_msg(unsigned int src, const char *msg)
 571 {
 572         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_TERM_MESSAGE|src, msg);
 573         printk("[terminate]%04x %s\n", src, msg);
 574 }
 575
 576 void cpu_die(void)
 577 {
 578         if (ppc_md.cpu_die)
 579                 ppc_md.cpu_die();
 580 }
 581
 582 #ifdef CONFIG_SMP
 583 void __init setup_per_cpu_areas(void)
 584 {
 585         int i;
 586         unsigned long size;
 587         char *ptr;
 588
 589         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 590         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
 591 #ifdef CONFIG_MODULES
 592         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
 593                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 594 #endif
 595
 596         for_each_possible_cpu(i) {
 597                 ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
 598                 if (!ptr)
 599                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
 600
 601                 paca[i].data_offset = ptr - __per_cpu_start;
 602                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 603         }
 604 }
 605 #endif