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         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
 181         udbg_early_init();
 182
 183         DBG(" -> early_setup(), dt_ptr: 0x%lx\n", dt_ptr);
 184
 185         /*
 186          * Do early initializations using the flattened device
 187          * tree, like retreiving the physical memory map or
 188          * calculating/retreiving the hash table size
 189          */
 190         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
 191
 192         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
 193         setup_paca(boot_cpuid);
 194
 195         /* Fix up paca fields required for the boot cpu */
 196         get_paca()->cpu_start = 1;
 197         get_paca()->stab_real = __pa((u64)&initial_stab);
 198         get_paca()->stab_addr = (u64)&initial_stab;
 199
 200         /* Probe the machine type */
 201         probe_machine();
 202
 203         setup_kdump_trampoline();
 204
 205         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
 206
 207         /*
 208          * Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
 209          * of memory. Has to be done before stab/slb initialization as
 210          * this is currently where the page size encoding is obtained
 211          */
 212         htab_initialize();
 213
 214         /*
 215          * Initialize stab / SLB management except on iSeries
 216          */
 217         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 218                 slb_initialize();
 219         else if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 220                 stab_initialize(get_paca()->stab_real);
 221
 222         DBG(" <- early_setup()\n");
 223 }
 224
 225 #ifdef CONFIG_SMP
 226 void early_setup_secondary(void)
 227 {
 228         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 229
 230         /* Mark enabled in PACA */
 231         lpaca->proc_enabled = 0;
 232
 233         /* Initialize hash table for that CPU */
 234         htab_initialize_secondary();
 235
 236         /* Initialize STAB/SLB. We use a virtual address as it works
 237          * in real mode on pSeries and we want a virutal address on
 238          * iSeries anyway
 239          */
 240         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 241                 slb_initialize();
 242         else
 243                 stab_initialize(lpaca->stab_addr);
 244 }
 245
 246 #endif /* CONFIG_SMP */
 247
 248 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
 249 void smp_release_cpus(void)
 250 {
 251         extern unsigned long __secondary_hold_spinloop;
 252         unsigned long *ptr;
 253
 254         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
 255
 256         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
 257          * all now so they can start to spin on their individual paca
 258          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
 259          * of the common spinloop.
 260          * This is useless but harmless on iSeries, secondaries are already
 261          * waiting on their paca spinloops. */
 262
 263         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
 264                         - PHYSICAL_START);
 265         *ptr = 1;
 266         mb();
 267
 268         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
 269 }
 270 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
 271
 272 /*
 273  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
 274  * structures
 275  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
 276  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
 277  * routines and/or provided to userland
 278  */
 279 static void __init initialize_cache_info(void)
 280 {
 281         struct device_node *np;
 282         unsigned long num_cpus = 0;
 283
 284         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
 285
 286         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
 287                 num_cpus += 1;
 288
 289                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
 290                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
 291                  */
 292
 293                 if ( num_cpus == 1 ) {
 294                         u32 *sizep, *lsizep;
 295                         u32 size, lsize;
 296                         const char *dc, *ic;
 297
 298                         /* Then read cache informations */
 299                         if (machine_is(powermac)) {
 300                                 dc = "d-cache-block-size";
 301                                 ic = "i-cache-block-size";
 302                         } else {
 303                                 dc = "d-cache-line-size";
 304                                 ic = "i-cache-line-size";
 305                         }
 306
 307                         size = 0;
 308                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
 309                         sizep = (u32 *)get_property(np, "d-cache-size", NULL);
 310                         if (sizep != NULL)
 311                                 size = *sizep;
 312                         lsizep = (u32 *) get_property(np, dc, NULL);
 313                         if (lsizep != NULL)
 314                                 lsize = *lsizep;
 315                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 316                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
 317                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 318
 319                         ppc64_caches.dsize = size;
 320                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
 321                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
 322                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 323
 324                         size = 0;
 325                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
 326                         sizep = (u32 *)get_property(np, "i-cache-size", NULL);
 327                         if (sizep != NULL)
 328                                 size = *sizep;
 329                         lsizep = (u32 *)get_property(np, ic, NULL);
 330                         if (lsizep != NULL)
 331                                 lsize = *lsizep;
 332                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 333                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
 334                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 335
 336                         ppc64_caches.isize = size;
 337                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
 338                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
 339                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 340                 }
 341         }
 342
 343         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
 344 }
 345
 346
 347 /*
 348  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which
 349  * were passed in from the bootloader.
 350  */
 351 void __init setup_system(void)
 352 {
 353         DBG(" -> setup_system()\n");
 354
 355         /*
 356          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
 357          */
 358         unflatten_device_tree();
 359
 360         /*
 361          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
 362          * retrieved from the device-tree. Need to be called before
 363          * finish_device_tree() since the later requires some of the
 364          * informations filled up here to properly parse the interrupt tree.
 365          */
 366         initialize_cache_info();
 367
 368 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
 369         /*
 370          * Initialize RTAS if available
 371          */
 372         rtas_initialize();
 373 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
 374
 375         /*
 376          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
 377          */
 378         check_for_initrd();
 379
 380         /*
 381          * Do some platform specific early initializations, that includes
 382          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
 383          * related options that will be used by finish_device_tree()
 384          */
 385         ppc_md.init_early();
 386
 387         /*
 388          * We can discover serial ports now since the above did setup the
 389          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
 390          * so that further code can be debugged
 391          */
 392         find_legacy_serial_ports();
 393
 394         /*
 395          * "Finish" the device-tree, that is do the actual parsing of
 396          * some of the properties like the interrupt map
 397          */
 398         finish_device_tree();
 399
 400         /*
 401          * Initialize xmon
 402          */
 403 #ifdef CONFIG_XMON_DEFAULT
 404         xmon_init(1);
 405 #endif
 406         /*
 407          * Register early console
 408          */
 409         register_early_udbg_console();
 410
 411         if (do_early_xmon)
 412                 debugger(NULL);
 413
 414         check_smt_enabled();
 415         smp_setup_cpu_maps();
 416
 417 #ifdef CONFIG_SMP
 418         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
 419          * we can map physical -> logical CPU ids
 420          */
 421         smp_release_cpus();
 422 #endif
 423
 424         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", system_utsname.version);
 425
 426         printk("-----------------------------------------------------\n");
 427         printk("ppc64_pft_size                = 0x%lx\n", ppc64_pft_size);
 428         printk("ppc64_interrupt_controller    = 0x%ld\n",
 429                ppc64_interrupt_controller);
 430         printk("physicalMemorySize            = 0x%lx\n", lmb_phys_mem_size());
 431         printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
 432                ppc64_caches.dline_size);
 433         printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
 434                ppc64_caches.iline_size);
 435         printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
 436         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
 437 #if PHYSICAL_START > 0
 438         printk("physical_start                = 0x%x\n", PHYSICAL_START);
 439 #endif
 440         printk("-----------------------------------------------------\n");
 441
 442         DBG(" <- setup_system()\n");
 443 }
 444
 445 #ifdef CONFIG_IRQSTACKS
 446 static void __init irqstack_early_init(void)
 447 {
 448         unsigned int i;
 449
 450         /*
 451          * interrupt stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 452          * SLB misses on them.
 453          */
 454         for_each_possible_cpu(i) {
 455                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 456                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 457                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 458                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 459                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 460                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 461         }
 462 }
 463 #else
 464 #define irqstack_early_init()
 465 #endif
 466
 467 /*
 468  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
 469  * early in SMP boots before relocation is enabled.
 470  */
 471 static void __init emergency_stack_init(void)
 472 {
 473         unsigned long limit;
 474         unsigned int i;
 475
 476         /*
 477          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 478          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
 479          * aligned.
 480          *
 481          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
 482          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
 483          * must also be within the RMO region.
 484          */
 485         limit = min(0x10000000UL, lmb.rmo_size);
 486
 487         for_each_possible_cpu(i)
 488                 paca[i].emergency_sp =
 489                 __va(lmb_alloc_base(HW_PAGE_SIZE, 128, limit)) + HW_PAGE_SIZE;
 490 }
 491
 492 /*
 493  * Called into from start_kernel, after lock_kernel has been called.
 494  * Initializes bootmem, which is unsed to manage page allocation until
 495  * mem_init is called.
 496  */
 497 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 498 {
 499         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
 500
 501         *cmdline_p = cmd_line;
 502
 503         /*
 504          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
 505          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
 506          * for a possibly more accurate value.
 507          */
 508         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
 509         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
 510
 511         /* reboot on panic */
 512         panic_timeout = 180;
 513
 514         if (ppc_md.panic)
 515                 setup_panic();
 516
 517         init_mm.start_code = PAGE_OFFSET;
 518         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 519         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 520         init_mm.brk = klimit;
 521
 522         irqstack_early_init();
 523         emergency_stack_init();
 524
 525         stabs_alloc();
 526
 527         /* set up the bootmem stuff with available memory */
 528         do_init_bootmem();
 529         sparse_init();
 530
 531 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
 532         conswitchp = &dummy_con;
 533 #endif
 534
 535         ppc_md.setup_arch();
 536
 537         paging_init();
 538         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
 539 }
 540
 541
 542 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
 543 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
 544 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
 545 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
 546
 547 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
 548 {
 549         if (ppc_md.progress) {
 550                 char buf[128];
 551
 552                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
 553                 ppc_md.progress(buf, 0);
 554                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
 555                 ppc_md.progress(buf, 0);
 556         }
 557 }
 558
 559 /* Print a boot progress message. */
 560 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
 561 {
 562         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
 563         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
 564 }
 565
 566 /* Print a termination message (print only -- does not stop the kernel) */
 567 void ppc64_terminate_msg(unsigned int src, const char *msg)
 568 {
 569         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_TERM_MESSAGE|src, msg);
 570         printk("[terminate]%04x %s\n", src, msg);
 571 }
 572
 573 void cpu_die(void)
 574 {
 575         if (ppc_md.cpu_die)
 576                 ppc_md.cpu_die();
 577 }
 578
 579 #ifdef CONFIG_SMP
 580 void __init setup_per_cpu_areas(void)
 581 {
 582         int i;
 583         unsigned long size;
 584         char *ptr;
 585
 586         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 587         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
 588 #ifdef CONFIG_MODULES
 589         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
 590                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 591 #endif
 592
 593         for_each_possible_cpu(i) {
 594                 ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
 595                 if (!ptr)
 596                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
 597
 598                 paca[i].data_offset = ptr - __per_cpu_start;
 599                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 600         }
 601 }
 602 #endif