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 /*
 153  * Early initialization entry point. This is called by head.S
 154  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
 155  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
 156  * mode so we can access kernel globals normally provided we
 157  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
 158  * some early parsing of the device-tree to setup out LMB
 159  * data structures, and allocate & initialize the hash table
 160  * and segment tables so we can start running with translation
 161  * enabled.
 162  *
 163  * It is this function which will call the probe() callback of
 164  * the various platform types and copy the matching one to the
 165  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
 166  * some very early initializations from the probe() routine, but
 167  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
 168  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
 169  */
 170
 171 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
 172 {
 173         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
 174         udbg_early_init();
 175
 176         DBG(" -> early_setup(), dt_ptr: 0x%lx\n", dt_ptr);
 177
 178         /*
 179          * Do early initializations using the flattened device
 180          * tree, like retreiving the physical memory map or
 181          * calculating/retreiving the hash table size
 182          */
 183         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
 184
 185         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
 186         setup_boot_paca();
 187
 188         /* Fix up paca fields required for the boot cpu */
 189         get_paca()->cpu_start = 1;
 190         get_paca()->stab_real = __pa((u64)&initial_stab);
 191         get_paca()->stab_addr = (u64)&initial_stab;
 192
 193         /* Probe the machine type */
 194         probe_machine();
 195
 196         setup_kdump_trampoline();
 197
 198         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
 199
 200         /*
 201          * Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
 202          * of memory. Has to be done before stab/slb initialization as
 203          * this is currently where the page size encoding is obtained
 204          */
 205         htab_initialize();
 206
 207         /*
 208          * Initialize stab / SLB management except on iSeries
 209          */
 210         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 211                 slb_initialize();
 212         else if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 213                 stab_initialize(get_paca()->stab_real);
 214
 215         DBG(" <- early_setup()\n");
 216 }
 217
 218 #ifdef CONFIG_SMP
 219 void early_setup_secondary(void)
 220 {
 221         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 222
 223         /* Mark enabled in PACA */
 224         lpaca->proc_enabled = 0;
 225
 226         /* Initialize hash table for that CPU */
 227         htab_initialize_secondary();
 228
 229         /* Initialize STAB/SLB. We use a virtual address as it works
 230          * in real mode on pSeries and we want a virutal address on
 231          * iSeries anyway
 232          */
 233         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 234                 slb_initialize();
 235         else
 236                 stab_initialize(lpaca->stab_addr);
 237 }
 238
 239 #endif /* CONFIG_SMP */
 240
 241 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
 242 void smp_release_cpus(void)
 243 {
 244         extern unsigned long __secondary_hold_spinloop;
 245         unsigned long *ptr;
 246
 247         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
 248
 249         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
 250          * all now so they can start to spin on their individual paca
 251          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
 252          * of the common spinloop.
 253          * This is useless but harmless on iSeries, secondaries are already
 254          * waiting on their paca spinloops. */
 255
 256         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
 257                         - PHYSICAL_START);
 258         *ptr = 1;
 259         mb();
 260
 261         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
 262 }
 263 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
 264
 265 /*
 266  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
 267  * structures
 268  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
 269  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
 270  * routines and/or provided to userland
 271  */
 272 static void __init initialize_cache_info(void)
 273 {
 274         struct device_node *np;
 275         unsigned long num_cpus = 0;
 276
 277         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
 278
 279         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
 280                 num_cpus += 1;
 281
 282                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
 283                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
 284                  */
 285
 286                 if ( num_cpus == 1 ) {
 287                         u32 *sizep, *lsizep;
 288                         u32 size, lsize;
 289                         const char *dc, *ic;
 290
 291                         /* Then read cache informations */
 292                         if (machine_is(powermac)) {
 293                                 dc = "d-cache-block-size";
 294                                 ic = "i-cache-block-size";
 295                         } else {
 296                                 dc = "d-cache-line-size";
 297                                 ic = "i-cache-line-size";
 298                         }
 299
 300                         size = 0;
 301                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
 302                         sizep = (u32 *)get_property(np, "d-cache-size", NULL);
 303                         if (sizep != NULL)
 304                                 size = *sizep;
 305                         lsizep = (u32 *) get_property(np, dc, NULL);
 306                         if (lsizep != NULL)
 307                                 lsize = *lsizep;
 308                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 309                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
 310                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 311
 312                         ppc64_caches.dsize = size;
 313                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
 314                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
 315                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 316
 317                         size = 0;
 318                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
 319                         sizep = (u32 *)get_property(np, "i-cache-size", NULL);
 320                         if (sizep != NULL)
 321                                 size = *sizep;
 322                         lsizep = (u32 *)get_property(np, ic, NULL);
 323                         if (lsizep != NULL)
 324                                 lsize = *lsizep;
 325                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 326                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
 327                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 328
 329                         ppc64_caches.isize = size;
 330                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
 331                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
 332                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 333                 }
 334         }
 335
 336         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
 337 }
 338
 339
 340 /*
 341  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which
 342  * were passed in from the bootloader.
 343  */
 344 void __init setup_system(void)
 345 {
 346         DBG(" -> setup_system()\n");
 347
 348         /*
 349          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
 350          */
 351         unflatten_device_tree();
 352
 353 #ifdef CONFIG_KEXEC
 354         kexec_setup();  /* requires unflattened device tree. */
 355 #endif
 356
 357         /*
 358          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
 359          * retrieved from the device-tree. Need to be called before
 360          * finish_device_tree() since the later requires some of the
 361          * informations filled up here to properly parse the interrupt
 362          * tree.
 363          * It also sets up the cache line sizes which allows to call
 364          * routines like flush_icache_range (used by the hash init
 365          * later on).
 366          */
 367         initialize_cache_info();
 368
 369 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
 370         /*
 371          * Initialize RTAS if available
 372          */
 373         rtas_initialize();
 374 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
 375
 376         /*
 377          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
 378          */
 379         check_for_initrd();
 380
 381         /*
 382          * Do some platform specific early initializations, that includes
 383          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
 384          * related options that will be used by finish_device_tree()
 385          */
 386         ppc_md.init_early();
 387
 388         /*
 389          * We can discover serial ports now since the above did setup the
 390          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
 391          * so that further code can be debugged
 392          */
 393         find_legacy_serial_ports();
 394
 395         /*
 396          * "Finish" the device-tree, that is do the actual parsing of
 397          * some of the properties like the interrupt map
 398          */
 399         finish_device_tree();
 400
 401         /*
 402          * Initialize xmon
 403          */
 404 #ifdef CONFIG_XMON_DEFAULT
 405         xmon_init(1);
 406 #endif
 407         /*
 408          * Register early console
 409          */
 410         register_early_udbg_console();
 411
 412         if (do_early_xmon)
 413                 debugger(NULL);
 414
 415         check_smt_enabled();
 416         smp_setup_cpu_maps();
 417
 418 #ifdef CONFIG_SMP
 419         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
 420          * we can map physical -> logical CPU ids
 421          */
 422         smp_release_cpus();
 423 #endif
 424
 425         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", system_utsname.version);
 426
 427         printk("-----------------------------------------------------\n");
 428         printk("ppc64_pft_size                = 0x%lx\n", ppc64_pft_size);
 429         printk("ppc64_interrupt_controller    = 0x%ld\n",
 430                ppc64_interrupt_controller);
 431         printk("physicalMemorySize            = 0x%lx\n", lmb_phys_mem_size());
 432         printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
 433                ppc64_caches.dline_size);
 434         printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
 435                ppc64_caches.iline_size);
 436         printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
 437         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
 438 #if PHYSICAL_START > 0
 439         printk("physical_start                = 0x%x\n", PHYSICAL_START);
 440 #endif
 441         printk("-----------------------------------------------------\n");
 442
 443         DBG(" <- setup_system()\n");
 444 }
 445
 446 #ifdef CONFIG_IRQSTACKS
 447 static void __init irqstack_early_init(void)
 448 {
 449         unsigned int i;
 450
 451         /*
 452          * interrupt stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 453          * SLB misses on them.
 454          */
 455         for_each_possible_cpu(i) {
 456                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 457                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 458                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 459                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 460                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 461                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 462         }
 463 }
 464 #else
 465 #define irqstack_early_init()
 466 #endif
 467
 468 /*
 469  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
 470  * early in SMP boots before relocation is enabled.
 471  */
 472 static void __init emergency_stack_init(void)
 473 {
 474         unsigned long limit;
 475         unsigned int i;
 476
 477         /*
 478          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 479          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
 480          * aligned.
 481          *
 482          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
 483          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
 484          * must also be within the RMO region.
 485          */
 486         limit = min(0x10000000UL, lmb.rmo_size);
 487
 488         for_each_possible_cpu(i)
 489                 paca[i].emergency_sp =
 490                 __va(lmb_alloc_base(HW_PAGE_SIZE, 128, limit)) + HW_PAGE_SIZE;
 491 }
 492
 493 /*
 494  * Called into from start_kernel, after lock_kernel has been called.
 495  * Initializes bootmem, which is unsed to manage page allocation until
 496  * mem_init is called.
 497  */
 498 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 499 {
 500         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
 501
 502         *cmdline_p = cmd_line;
 503
 504         /*
 505          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
 506          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
 507          * for a possibly more accurate value.
 508          */
 509         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
 510         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
 511
 512         /* reboot on panic */
 513         panic_timeout = 180;
 514
 515         if (ppc_md.panic)
 516                 setup_panic();
 517
 518         init_mm.start_code = PAGE_OFFSET;
 519         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 520         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 521         init_mm.brk = klimit;
 522
 523         irqstack_early_init();
 524         emergency_stack_init();
 525
 526         stabs_alloc();
 527
 528         /* set up the bootmem stuff with available memory */
 529         do_init_bootmem();
 530         sparse_init();
 531
 532 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
 533         conswitchp = &dummy_con;
 534 #endif
 535
 536         ppc_md.setup_arch();
 537
 538         paging_init();
 539         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
 540 }
 541
 542
 543 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
 544 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
 545 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
 546 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
 547
 548 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
 549 {
 550         if (ppc_md.progress) {
 551                 char buf[128];
 552
 553                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
 554                 ppc_md.progress(buf, 0);
 555                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
 556                 ppc_md.progress(buf, 0);
 557         }
 558 }
 559
 560 /* Print a boot progress message. */
 561 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
 562 {
 563         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
 564         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
 565 }
 566
 567 /* Print a termination message (print only -- does not stop the kernel) */
 568 void ppc64_terminate_msg(unsigned int src, const char *msg)
 569 {
 570         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_TERM_MESSAGE|src, msg);
 571         printk("[terminate]%04x %s\n", src, msg);
 572 }
 573
 574 void cpu_die(void)
 575 {
 576         if (ppc_md.cpu_die)
 577                 ppc_md.cpu_die();
 578 }
 579
 580 #ifdef CONFIG_SMP
 581 void __init setup_per_cpu_areas(void)
 582 {
 583         int i;
 584         unsigned long size;
 585         char *ptr;
 586
 587         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 588         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
 589 #ifdef CONFIG_MODULES
 590         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
 591                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 592 #endif
 593
 594         for_each_possible_cpu(i) {
 595                 ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
 596                 if (!ptr)
 597                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
 598
 599                 paca[i].data_offset = ptr - __per_cpu_start;
 600                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 601         }
 602 }
 603 #endif