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 #ifdef CONFIG_CPU_V6
  25                 .macro  loadsp, rb
  26                 .endm
  27                 .macro  writeb, ch, rb
  28                 mcr     p14, 0, \ch, c0, c5, 0
  29                 .endm
  30 #else
  31                 .macro  loadsp, rb
  32                 .endm
  33                 .macro  writeb, ch, rb
  34                 mcr     p14, 0, \ch, c1, c0, 0
  35                 .endm
  36 #endif
  37
  38 #else
  39
  40 #include <asm/arch/debug-macro.S>
  41
  42                 .macro  writeb, ch, rb
  43                 senduart \ch, \rb
  44                 .endm
  45
  46 #if defined(CONFIG_ARCH_SA1100)
  47                 .macro  loadsp, rb
  48                 mov     \rb, #0x80000000        @ physical base address
  49 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL_SER3
  50                 add     \rb, \rb, #0x00050000   @ Ser3
  51 #else
  52                 add     \rb, \rb, #0x00010000   @ Ser1
  53 #endif
  54                 .endm
  55 #elif defined(CONFIG_ARCH_S3C2410)
  56                 .macro loadsp, rb
  57                 mov     \rb, #0x50000000
  58                 add     \rb, \rb, #0x4000 * CONFIG_S3C_LOWLEVEL_UART_PORT
  59                 .endm
  60 #else
  61                 .macro  loadsp, rb
  62                 addruart \rb
  63                 .endm
  64 #endif
  65 #endif
  66 #endif
  67
  68                 .macro  kputc,val
  69                 mov     r0, \val
  70                 bl      putc
  71                 .endm
  72
  73                 .macro  kphex,val,len
  74                 mov     r0, \val
  75                 mov     r1, #\len
  76                 bl      phex
  77                 .endm
  78
  79                 .macro  debug_reloc_start
  80 #ifdef DEBUG
  81                 kputc   #'\n'
  82                 kphex   r6, 8           /* processor id */
  83                 kputc   #':'
  84                 kphex   r7, 8           /* architecture id */
  85 #ifdef CONFIG_CPU_CP15
  86                 kputc   #':'
  87                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0
  88                 kphex   r0, 8           /* control reg */
  89 #endif
  90                 kputc   #'\n'
  91                 kphex   r5, 8           /* decompressed kernel start */
  92                 kputc   #'-'
  93                 kphex   r9, 8           /* decompressed kernel end  */
  94                 kputc   #'>'
  95                 kphex   r4, 8           /* kernel execution address */
  96                 kputc   #'\n'
  97 #endif
  98                 .endm
  99
 100                 .macro  debug_reloc_end
 101 #ifdef DEBUG
 102                 kphex   r5, 8           /* end of kernel */
 103                 kputc   #'\n'
 104                 mov     r0, r4
 105                 bl      memdump         /* dump 256 bytes at start of kernel */
 106 #endif
 107                 .endm
 108
 109                 .section ".start", #alloc, #execinstr
 110 /*
 111  * sort out different calling conventions
 112  */
 113                 .align
 114 start:
 115                 .type   start,#function
 116                 .rept   8
 117                 mov     r0, r0
 118                 .endr
 119
 120                 b       1f
 121                 .word   0x016f2818              @ Magic numbers to help the loader
 122                 .word   start                   @ absolute load/run zImage address
 123                 .word   _edata                  @ zImage end address
 124 1:              mov     r7, r1                  @ save architecture ID
 125                 mov     r8, r2                  @ save atags pointer
 126
 127 #ifndef __ARM_ARCH_2__
 128                 /*
 129                  * Booting from Angel - need to enter SVC mode and disable
 130                  * FIQs/IRQs (numeric definitions from angel arm.h source).
 131                  * We only do this if we were in user mode on entry.
 132                  */
 133                 mrs     r2, cpsr                @ get current mode
 134                 tst     r2, #3                  @ not user?
 135                 bne     not_angel
 136                 mov     r0, #0x17               @ angel_SWIreason_EnterSVC
 137                 swi     0x123456                @ angel_SWI_ARM
 138 not_angel:
 139                 mrs     r2, cpsr                @ turn off interrupts to
 140                 orr     r2, r2, #0xc0           @ prevent angel from running
 141                 msr     cpsr_c, r2
 142 #else
 143                 teqp    pc, #0x0c000003         @ turn off interrupts
 144 #endif
 145
 146                 /*
 147                  * Note that some cache flushing and other stuff may
 148                  * be needed here - is there an Angel SWI call for this?
 149                  */
 150
 151                 /*
 152                  * some architecture specific code can be inserted
 153                  * by the linker here, but it should preserve r7, r8, and r9.
 154                  */
 155
 156                 .text
 157                 adr     r0, LC0
 158                 ldmia   r0, {r1, r2, r3, r4, r5, r6, ip, sp}
 159                 subs    r0, r0, r1              @ calculate the delta offset
 160
 161                                                 @ if delta is zero, we are
 162                 beq     not_relocated           @ running at the address we
 163                                                 @ were linked at.
 164
 165                 /*
 166                  * We're running at a different address.  We need to fix
 167                  * up various pointers:
 168                  *   r5 - zImage base address
 169                  *   r6 - GOT start
 170                  *   ip - GOT end
 171                  */
 172                 add     r5, r5, r0
 173                 add     r6, r6, r0
 174                 add     ip, ip, r0
 175
 176 #ifndef CONFIG_ZBOOT_ROM
 177                 /*
 178                  * If we're running fully PIC === CONFIG_ZBOOT_ROM = n,
 179                  * we need to fix up pointers into the BSS region.
 180                  *   r2 - BSS start
 181                  *   r3 - BSS end
 182                  *   sp - stack pointer
 183                  */
 184                 add     r2, r2, r0
 185                 add     r3, r3, r0
 186                 add     sp, sp, r0
 187
 188                 /*
 189                  * Relocate all entries in the GOT table.
 190                  */
 191 1:              ldr     r1, [r6, #0]            @ relocate entries in the GOT
 192                 add     r1, r1, r0              @ table.  This fixes up the
 193                 str     r1, [r6], #4            @ C references.
 194                 cmp     r6, ip
 195                 blo     1b
 196 #else
 197
 198                 /*
 199                  * Relocate entries in the GOT table.  We only relocate
 200                  * the entries that are outside the (relocated) BSS region.
 201                  */
 202 1:              ldr     r1, [r6, #0]            @ relocate entries in the GOT
 203                 cmp     r1, r2                  @ entry < bss_start ||
 204                 cmphs   r3, r1                  @ _end < entry
 205                 addlo   r1, r1, r0              @ table.  This fixes up the
 206                 str     r1, [r6], #4            @ C references.
 207                 cmp     r6, ip
 208                 blo     1b
 209 #endif
 210
 211 not_relocated:  mov     r0, #0
 212 1:              str     r0, [r2], #4            @ clear bss
 213                 str     r0, [r2], #4
 214                 str     r0, [r2], #4
 215                 str     r0, [r2], #4
 216                 cmp     r2, r3
 217                 blo     1b
 218
 219                 /*
 220                  * The C runtime environment should now be setup
 221                  * sufficiently.  Turn the cache on, set up some
 222                  * pointers, and start decompressing.
 223                  */
 224                 bl      cache_on
 225
 226                 mov     r1, sp                  @ malloc space above stack
 227                 add     r2, sp, #0x10000        @ 64k max
 228
 229 /*
 230  * Check to see if we will overwrite ourselves.
 231  *   r4 = final kernel address
 232  *   r5 = start of this image
 233  *   r2 = end of malloc space (and therefore this image)
 234  * We basically want:
 235  *   r4 >= r2 -> OK
 236  *   r4 + image length <= r5 -> OK
 237  */
 238                 cmp     r4, r2
 239                 bhs     wont_overwrite
 240                 sub     r3, sp, r5              @ > compressed kernel size
 241                 add     r0, r4, r3, lsl #2      @ allow for 4x expansion
 242                 cmp     r0, r5
 243                 bls     wont_overwrite
 244
 245                 mov     r5, r2                  @ decompress after malloc space
 246                 mov     r0, r5
 247                 mov     r3, r7
 248                 bl      decompress_kernel
 249
 250                 add     r0, r0, #127 + 128      @ alignment + stack
 251                 bic     r0, r0, #127            @ align the kernel length
 252 /*
 253  * r0     = decompressed kernel length
 254  * r1-r3  = unused
 255  * r4     = kernel execution address
 256  * r5     = decompressed kernel start
 257  * r6     = processor ID
 258  * r7     = architecture ID
 259  * r8     = atags pointer
 260  * r9-r14 = corrupted
 261  */
 262                 add     r1, r5, r0              @ end of decompressed kernel
 263                 adr     r2, reloc_start
 264                 ldr     r3, LC1
 265                 add     r3, r2, r3
 266 1:              ldmia   r2!, {r9 - r14}         @ copy relocation code
 267                 stmia   r1!, {r9 - r14}
 268                 ldmia   r2!, {r9 - r14}
 269                 stmia   r1!, {r9 - r14}
 270                 cmp     r2, r3
 271                 blo     1b
 272                 add     sp, r1, #128            @ relocate the stack
 273
 274                 bl      cache_clean_flush
 275                 add     pc, r5, r0              @ call relocation code
 276
 277 /*
 278  * We're not in danger of overwriting ourselves.  Do this the simple way.
 279  *
 280  * r4     = kernel execution address
 281  * r7     = architecture ID
 282  */
 283 wont_overwrite: mov     r0, r4
 284                 mov     r3, r7
 285                 bl      decompress_kernel
 286                 b       call_kernel
 287
 288                 .type   LC0, #object
 289 LC0:            .word   LC0                     @ r1
 290                 .word   __bss_start             @ r2
 291                 .word   _end                    @ r3
 292                 .word   zreladdr                @ r4
 293                 .word   _start                  @ r5
 294                 .word   _got_start              @ r6
 295                 .word   _got_end                @ ip
 296                 .word   user_stack+4096         @ sp
 297 LC1:            .word   reloc_end - reloc_start
 298                 .size   LC0, . - LC0
 299
 300 #ifdef CONFIG_ARCH_RPC
 301                 .globl  params
 302 params:         ldr     r0, =params_phys
 303                 mov     pc, lr
 304                 .ltorg
 305                 .align
 306 #endif
 307
 308 /*
 309  * Turn on the cache.  We need to setup some page tables so that we
 310  * can have both the I and D caches on.
 311  *
 312  * We place the page tables 16k down from the kernel execution address,
 313  * and we hope that nothing else is using it.  If we're using it, we
 314  * will go pop!
 315  *
 316  * On entry,
 317  *  r4 = kernel execution address
 318  *  r6 = processor ID
 319  *  r7 = architecture number
 320  *  r8 = atags pointer
 321  *  r9 = run-time address of "start"  (???)
 322  * On exit,
 323  *  r1, r2, r3, r9, r10, r12 corrupted
 324  * This routine must preserve:
 325  *  r4, r5, r6, r7, r8
 326  */
 327                 .align  5
 328 cache_on:       mov     r3, #8                  @ cache_on function
 329                 b       call_cache_fn
 330
 331 /*
 332  * Initialize the highest priority protection region, PR7
 333  * to cover all 32bit address and cacheable and bufferable.
 334  */
 335 __armv4_mpu_cache_on:
 336                 mov     r0, #0x3f               @ 4G, the whole
 337                 mcr     p15, 0, r0, c6, c7, 0   @ PR7 Area Setting
 338                 mcr     p15, 0, r0, c6, c7, 1
 339
 340                 mov     r0, #0x80               @ PR7
 341                 mcr     p15, 0, r0, c2, c0, 0   @ D-cache on
 342                 mcr     p15, 0, r0, c2, c0, 1   @ I-cache on
 343                 mcr     p15, 0, r0, c3, c0, 0   @ write-buffer on
 344
 345                 mov     r0, #0xc000
 346                 mcr     p15, 0, r0, c5, c0, 1   @ I-access permission
 347                 mcr     p15, 0, r0, c5, c0, 0   @ D-access permission
 348
 349                 mov     r0, #0
 350                 mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4  @ drain write buffer
 351                 mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 0   @ flush(inval) I-Cache
 352                 mcr     p15, 0, r0, c7, c6, 0   @ flush(inval) D-Cache
 353                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ read control reg
 354                                                 @ ...I .... ..D. WC.M
 355                 orr     r0, r0, #0x002d         @ .... .... ..1. 11.1
 356                 orr     r0, r0, #0x1000         @ ...1 .... .... ....
 357
 358                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ write control reg
 359
 360                 mov     r0, #0
 361                 mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 0   @ flush(inval) I-Cache
 362                 mcr     p15, 0, r0, c7, c6, 0   @ flush(inval) D-Cache
 363                 mov     pc, lr
 364
 365 __armv3_mpu_cache_on:
 366                 mov     r0, #0x3f               @ 4G, the whole
 367                 mcr     p15, 0, r0, c6, c7, 0   @ PR7 Area Setting
 368
 369                 mov     r0, #0x80               @ PR7
 370                 mcr     p15, 0, r0, c2, c0, 0   @ cache on
 371                 mcr     p15, 0, r0, c3, c0, 0   @ write-buffer on
 372
 373                 mov     r0, #0xc000
 374                 mcr     p15, 0, r0, c5, c0, 0   @ access permission
 375
 376                 mov     r0, #0
 377                 mcr     p15, 0, r0, c7, c0, 0   @ invalidate whole cache v3
 378                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ read control reg
 379                                                 @ .... .... .... WC.M
 380                 orr     r0, r0, #0x000d         @ .... .... .... 11.1
 381                 mov     r0, #0
 382                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ write control reg
 383
 384                 mcr     p15, 0, r0, c7, c0, 0   @ invalidate whole cache v3
 385                 mov     pc, lr
 386
 387 __setup_mmu:    sub     r3, r4, #16384          @ Page directory size
 388                 bic     r3, r3, #0xff           @ Align the pointer
 389                 bic     r3, r3, #0x3f00
 390 /*
 391  * Initialise the page tables, turning on the cacheable and bufferable
 392  * bits for the RAM area only.
 393  */
 394                 mov     r0, r3
 395                 mov     r9, r0, lsr #18
 396                 mov     r9, r9, lsl #18         @ start of RAM
 397                 add     r10, r9, #0x10000000    @ a reasonable RAM size
 398                 mov     r1, #0x12
 399                 orr     r1, r1, #3 << 10
 400                 add     r2, r3, #16384
 401 1:              cmp     r1, r9                  @ if virt > start of RAM
 402                 orrhs   r1, r1, #0x0c           @ set cacheable, bufferable
 403                 cmp     r1, r10                 @ if virt > end of RAM
 404                 bichs   r1, r1, #0x0c           @ clear cacheable, bufferable
 405                 str     r1, [r0], #4            @ 1:1 mapping
 406                 add     r1, r1, #1048576
 407                 teq     r0, r2
 408                 bne     1b
 409 /*
 410  * If ever we are running from Flash, then we surely want the cache
 411  * to be enabled also for our execution instance...  We map 2MB of it
 412  * so there is no map overlap problem for up to 1 MB compressed kernel.
 413  * If the execution is in RAM then we would only be duplicating the above.
 414  */
 415                 mov     r1, #0x1e
 416                 orr     r1, r1, #3 << 10
 417                 mov     r2, pc, lsr #20
 418                 orr     r1, r1, r2, lsl #20
 419                 add     r0, r3, r2, lsl #2
 420                 str     r1, [r0], #4
 421                 add     r1, r1, #1048576
 422                 str     r1, [r0]
 423                 mov     pc, lr
 424
 425 __armv4_mmu_cache_on:
 426                 mov     r12, lr
 427                 bl      __setup_mmu
 428                 mov     r0, #0
 429                 mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4  @ drain write buffer
 430                 mcr     p15, 0, r0, c8, c7, 0   @ flush I,D TLBs
 431                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ read control reg
 432                 orr     r0, r0, #0x5000         @ I-cache enable, RR cache replacement
 433                 orr     r0, r0, #0x0030
 434                 bl      __common_mmu_cache_on
 435                 mov     r0, #0
 436                 mcr     p15, 0, r0, c8, c7, 0   @ flush I,D TLBs
 437                 mov     pc, r12
 438
 439 __armv7_mmu_cache_on:
 440                 mov     r12, lr
 441                 mrc     p15, 0, r11, c0, c1, 4  @ read ID_MMFR0
 442                 tst     r11, #0xf               @ VMSA
 443                 blne    __setup_mmu
 444                 mov     r0, #0
 445                 mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4  @ drain write buffer
 446                 tst     r11, #0xf               @ VMSA
 447                 mcrne   p15, 0, r0, c8, c7, 0   @ flush I,D TLBs
 448                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ read control reg
 449                 orr     r0, r0, #0x5000         @ I-cache enable, RR cache replacement
 450                 orr     r0, r0, #0x003c         @ write buffer
 451                 orrne   r0, r0, #1              @ MMU enabled
 452                 movne   r1, #-1
 453                 mcrne   p15, 0, r3, c2, c0, 0   @ load page table pointer
 454                 mcrne   p15, 0, r1, c3, c0, 0   @ load domain access control
 455                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ load control register
 456                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ and read it back
 457                 mov     r0, #0
 458                 mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 4   @ ISB
 459                 mov     pc, r12
 460
 461 __arm6_mmu_cache_on:
 462                 mov     r12, lr
 463                 bl      __setup_mmu
 464                 mov     r0, #0
 465                 mcr     p15, 0, r0, c7, c0, 0   @ invalidate whole cache v3
 466                 mcr     p15, 0, r0, c5, c0, 0   @ invalidate whole TLB v3
 467                 mov     r0, #0x30
 468                 bl      __common_mmu_cache_on
 469                 mov     r0, #0
 470                 mcr     p15, 0, r0, c5, c0, 0   @ invalidate whole TLB v3
 471                 mov     pc, r12
 472
 473 __common_mmu_cache_on:
 474 #ifndef DEBUG
 475                 orr     r0, r0, #0x000d         @ Write buffer, mmu
 476 #endif
 477                 mov     r1, #-1
 478                 mcr     p15, 0, r3, c2, c0, 0   @ load page table pointer
 479                 mcr     p15, 0, r1, c3, c0, 0   @ load domain access control
 480                 b       1f
 481                 .align  5                       @ cache line aligned
 482 1:              mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ load control register
 483                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ and read it back to
 484                 sub     pc, lr, r0, lsr #32     @ properly flush pipeline
 485
 486 /*
 487  * All code following this line is relocatable.  It is relocated by
 488  * the above code to the end of the decompressed kernel image and
 489  * executed there.  During this time, we have no stacks.
 490  *
 491  * r0     = decompressed kernel length
 492  * r1-r3  = unused
 493  * r4     = kernel execution address
 494  * r5     = decompressed kernel start
 495  * r6     = processor ID
 496  * r7     = architecture ID
 497  * r8     = atags pointer
 498  * r9-r14 = corrupted
 499  */
 500                 .align  5
 501 reloc_start:    add     r9, r5, r0
 502                 sub     r9, r9, #128            @ do not copy the stack
 503                 debug_reloc_start
 504                 mov     r1, r4
 505 1:
 506                 .rept   4
 507                 ldmia   r5!, {r0, r2, r3, r10 - r14}    @ relocate kernel
 508                 stmia   r1!, {r0, r2, r3, r10 - r14}
 509                 .endr
 510
 511                 cmp     r5, r9
 512                 blo     1b
 513                 add     sp, r1, #128            @ relocate the stack
 514                 debug_reloc_end
 515
 516 call_kernel:    bl      cache_clean_flush
 517                 bl      cache_off
 518                 mov     r0, #0                  @ must be zero
 519                 mov     r1, r7                  @ restore architecture number
 520                 mov     r2, r8                  @ restore atags pointer
 521                 mov     pc, r4                  @ call kernel
 522
 523 /*
 524  * Here follow the relocatable cache support functions for the
 525  * various processors.  This is a generic hook for locating an
 526  * entry and jumping to an instruction at the specified offset
 527  * from the start of the block.  Please note this is all position
 528  * independent code.
 529  *
 530  *  r1  = corrupted
 531  *  r2  = corrupted
 532  *  r3  = block offset
 533  *  r6  = corrupted
 534  *  r12 = corrupted
 535  */
 536
 537 call_cache_fn:  adr     r12, proc_types
 538 #ifdef CONFIG_CPU_CP15
 539                 mrc     p15, 0, r6, c0, c0      @ get processor ID
 540 #else
 541                 ldr     r6, =CONFIG_PROCESSOR_ID
 542 #endif
 543 1:              ldr     r1, [r12, #0]           @ get value
 544                 ldr     r2, [r12, #4]           @ get mask
 545                 eor     r1, r1, r6              @ (real ^ match)
 546                 tst     r1, r2                  @       & mask
 547                 addeq   pc, r12, r3             @ call cache function
 548                 add     r12, r12, #4*5
 549                 b       1b
 550
 551 /*
 552  * Table for cache operations.  This is basically:
 553  *   - CPU ID match
 554  *   - CPU ID mask
 555  *   - 'cache on' method instruction
 556  *   - 'cache off' method instruction
 557  *   - 'cache flush' method instruction
 558  *
 559  * We match an entry using: ((real_id ^ match) & mask) == 0
 560  *
 561  * Writethrough caches generally only need 'on' and 'off'
 562  * methods.  Writeback caches _must_ have the flush method
 563  * defined.
 564  */
 565                 .type   proc_types,#object
 566 proc_types:
 567                 .word   0x41560600              @ ARM6/610
 568                 .word   0xffffffe0
 569                 b       __arm6_mmu_cache_off    @ works, but slow
 570                 b       __arm6_mmu_cache_off
 571                 mov     pc, lr
 572 @               b       __arm6_mmu_cache_on             @ untested
 573 @               b       __arm6_mmu_cache_off
 574 @               b       __armv3_mmu_cache_flush
 575
 576                 .word   0x00000000              @ old ARM ID
 577                 .word   0x0000f000
 578                 mov     pc, lr
 579                 mov     pc, lr
 580                 mov     pc, lr
 581
 582                 .word   0x41007000              @ ARM7/710
 583                 .word   0xfff8fe00
 584                 b       __arm7_mmu_cache_off
 585                 b       __arm7_mmu_cache_off
 586                 mov     pc, lr
 587
 588                 .word   0x41807200              @ ARM720T (writethrough)
 589                 .word   0xffffff00
 590                 b       __armv4_mmu_cache_on
 591                 b       __armv4_mmu_cache_off
 592                 mov     pc, lr
 593
 594                 .word   0x41007400              @ ARM74x
 595                 .word   0xff00ff00
 596                 b       __armv3_mpu_cache_on
 597                 b       __armv3_mpu_cache_off
 598                 b       __armv3_mpu_cache_flush
 599
 600                 .word   0x41009400              @ ARM94x
 601                 .word   0xff00ff00
 602                 b       __armv4_mpu_cache_on
 603                 b       __armv4_mpu_cache_off
 604                 b       __armv4_mpu_cache_flush
 605
 606                 .word   0x00007000              @ ARM7 IDs
 607                 .word   0x0000f000
 608                 mov     pc, lr
 609                 mov     pc, lr
 610                 mov     pc, lr
 611
 612                 @ Everything from here on will be the new ID system.
 613
 614                 .word   0x4401a100              @ sa110 / sa1100
 615                 .word   0xffffffe0
 616                 b       __armv4_mmu_cache_on
 617                 b       __armv4_mmu_cache_off
 618                 b       __armv4_mmu_cache_flush
 619
 620                 .word   0x6901b110              @ sa1110
 621                 .word   0xfffffff0
 622                 b       __armv4_mmu_cache_on
 623                 b       __armv4_mmu_cache_off
 624                 b       __armv4_mmu_cache_flush
 625
 626                 .word   0x56055310              @ Feroceon
 627                 .word   0xfffffff0
 628                 b       __armv4_mmu_cache_on
 629                 b       __armv4_mmu_cache_off
 630                 b       __armv5tej_mmu_cache_flush
 631
 632                 @ These match on the architecture ID
 633
 634                 .word   0x00020000              @ ARMv4T
 635                 .word   0x000f0000
 636                 b       __armv4_mmu_cache_on
 637                 b       __armv4_mmu_cache_off
 638                 b       __armv4_mmu_cache_flush
 639
 640                 .word   0x00050000              @ ARMv5TE
 641                 .word   0x000f0000
 642                 b       __armv4_mmu_cache_on
 643                 b       __armv4_mmu_cache_off
 644                 b       __armv4_mmu_cache_flush
 645
 646                 .word   0x00060000              @ ARMv5TEJ
 647                 .word   0x000f0000
 648                 b       __armv4_mmu_cache_on
 649                 b       __armv4_mmu_cache_off
 650                 b       __armv5tej_mmu_cache_flush
 651
 652                 .word   0x0007b000              @ ARMv6
 653                 .word   0x000ff000
 654                 b       __armv4_mmu_cache_on
 655                 b       __armv4_mmu_cache_off
 656                 b       __armv6_mmu_cache_flush
 657
 658                 .word   0x000f0000              @ new CPU Id
 659                 .word   0x000f0000
 660                 b       __armv7_mmu_cache_on
 661                 b       __armv7_mmu_cache_off
 662                 b       __armv7_mmu_cache_flush
 663
 664                 .word   0                       @ unrecognised type
 665                 .word   0
 666                 mov     pc, lr
 667                 mov     pc, lr
 668                 mov     pc, lr
 669
 670                 .size   proc_types, . - proc_types
 671
 672 /*
 673  * Turn off the Cache and MMU.  ARMv3 does not support
 674  * reading the control register, but ARMv4 does.
 675  *
 676  * On entry,  r6 = processor ID
 677  * On exit,   r0, r1, r2, r3, r12 corrupted
 678  * This routine must preserve: r4, r6, r7
 679  */
 680                 .align  5
 681 cache_off:      mov     r3, #12                 @ cache_off function
 682                 b       call_cache_fn
 683
 684 __armv4_mpu_cache_off:
 685                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0
 686                 bic     r0, r0, #0x000d
 687                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0      @ turn MPU and cache off
 688                 mov     r0, #0
 689                 mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4  @ drain write buffer
 690                 mcr     p15, 0, r0, c7, c6, 0   @ flush D-Cache
 691                 mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 0   @ flush I-Cache
 692                 mov     pc, lr
 693
 694 __armv3_mpu_cache_off:
 695                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0
 696                 bic     r0, r0, #0x000d
 697                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ turn MPU and cache off
 698                 mov     r0, #0
 699                 mcr     p15, 0, r0, c7, c0, 0   @ invalidate whole cache v3
 700                 mov     pc, lr
 701
 702 __armv4_mmu_cache_off:
 703                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0
 704                 bic     r0, r0, #0x000d
 705                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0      @ turn MMU and cache off
 706                 mov     r0, #0
 707                 mcr     p15, 0, r0, c7, c7      @ invalidate whole cache v4
 708                 mcr     p15, 0, r0, c8, c7      @ invalidate whole TLB v4
 709                 mov     pc, lr
 710
 711 __armv7_mmu_cache_off:
 712                 mrc     p15, 0, r0, c1, c0
 713                 bic     r0, r0, #0x000d
 714                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0      @ turn MMU and cache off
 715                 mov     r12, lr
 716                 bl      __armv7_mmu_cache_flush
 717                 mov     r0, #0
 718                 mcr     p15, 0, r0, c8, c7, 0   @ invalidate whole TLB
 719                 mov     pc, r12
 720
 721 __arm6_mmu_cache_off:
 722                 mov     r0, #0x00000030         @ ARM6 control reg.
 723                 b       __armv3_mmu_cache_off
 724
 725 __arm7_mmu_cache_off:
 726                 mov     r0, #0x00000070         @ ARM7 control reg.
 727                 b       __armv3_mmu_cache_off
 728
 729 __armv3_mmu_cache_off:
 730                 mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0   @ turn MMU and cache off
 731                 mov     r0, #0
 732                 mcr     p15, 0, r0, c7, c0, 0   @ invalidate whole cache v3
 733                 mcr     p15, 0, r0, c5, c0, 0   @ invalidate whole TLB v3
 734                 mov     pc, lr
 735
 736 /*
 737  * Clean and flush the cache to maintain consistency.
 738  *
 739  * On entry,
 740  *  r6 = processor ID
 741  * On exit,
 742  *  r1, r2, r3, r11, r12 corrupted
 743  * This routine must preserve:
 744  *  r0, r4, r5, r6, r7
 745  */
 746                 .align  5
 747 cache_clean_flush:
 748                 mov     r3, #16
 749                 b       call_cache_fn
 750
 751 __armv4_mpu_cache_flush:
 752                 mov     r2, #1
 753                 mov     r3, #0
 754                 mcr     p15, 0, ip, c7, c6, 0   @ invalidate D cache
 755                 mov     r1, #7 << 5             @ 8 segments
 756 1:              orr     r3, r1, #63 << 26       @ 64 entries
 757 2:              mcr     p15, 0, r3, c7, c14, 2  @ clean & invalidate D index
 758                 subs    r3, r3, #1 << 26
 759                 bcs     2b                      @ entries 63 to 0
 760                 subs    r1, r1, #1 << 5
 761                 bcs     1b                      @ segments 7 to 0
 762
 763                 teq     r2, #0
 764                 mcrne   p15, 0, ip, c7, c5, 0   @ invalidate I cache
 765                 mcr     p15, 0, ip, c7, c10, 4  @ drain WB
 766                 mov     pc, lr
 767
 768
 769 __armv6_mmu_cache_flush:
 770                 mov     r1, #0
 771                 mcr     p15, 0, r1, c7, c14, 0  @ clean+invalidate D
 772                 mcr     p15, 0, r1, c7, c5, 0   @ invalidate I+BTB
 773                 mcr     p15, 0, r1, c7, c15, 0  @ clean+invalidate unified
 774                 mcr     p15, 0, r1, c7, c10, 4  @ drain WB
 775                 mov     pc, lr
 776
 777 __armv7_mmu_cache_flush:
 778                 mrc     p15, 0, r10, c0, c1, 5  @ read ID_MMFR1
 779                 tst     r10, #0xf << 16         @ hierarchical cache (ARMv7)
 780                 beq     hierarchical
 781                 mov     r10, #0
 782                 mcr     p15, 0, r10, c7, c14, 0 @ clean+invalidate D
 783                 b       iflush
 784 hierarchical:
 785                 stmfd   sp!, {r0-r5, r7, r9-r11}
 786                 mrc     p15, 1, r0, c0, c0, 1   @ read clidr
 787                 ands    r3, r0, #0x7000000      @ extract loc from clidr
 788                 mov     r3, r3, lsr #23         @ left align loc bit field
 789                 beq     finished                @ if loc is 0, then no need to clean
 790                 mov     r10, #0                 @ start clean at cache level 0
 791 loop1:
 792                 add     r2, r10, r10, lsr #1    @ work out 3x current cache level
 793                 mov     r1, r0, lsr r2          @ extract cache type bits from clidr
 794                 and     r1, r1, #7              @ mask of the bits for current cache only
 795                 cmp     r1, #2                  @ see what cache we have at this level
 796                 blt     skip                    @ skip if no cache, or just i-cache
 797                 mcr     p15, 2, r10, c0, c0, 0  @ select current cache level in cssr
 798                 mcr     p15, 0, r10, c7, c5, 4  @ isb to sych the new cssr&csidr
 799                 mrc     p15, 1, r1, c0, c0, 0   @ read the new csidr
 800                 and     r2, r1, #7              @ extract the length of the cache lines
 801                 add     r2, r2, #4              @ add 4 (line length offset)
 802                 ldr     r4, =0x3ff
 803                 ands    r4, r4, r1, lsr #3      @ find maximum number on the way size
 804                 .word   0xe16f5f14              @ clz r5, r4 - find bit position of way size increment
 805                 ldr     r7, =0x7fff
 806                 ands    r7, r7, r1, lsr #13     @ extract max number of the index size
 807 loop2:
 808                 mov     r9, r4                  @ create working copy of max way size
 809 loop3:
 810                 orr     r11, r10, r9, lsl r5    @ factor way and cache number into r11
 811                 orr     r11, r11, r7, lsl r2    @ factor index number into r11
 812                 mcr     p15, 0, r11, c7, c14, 2 @ clean & invalidate by set/way
 813                 subs    r9, r9, #1              @ decrement the way
 814                 bge     loop3
 815                 subs    r7, r7, #1              @ decrement the index
 816                 bge     loop2
 817 skip:
 818                 add     r10, r10, #2            @ increment cache number
 819                 cmp     r3, r10
 820                 bgt     loop1
 821 finished:
 822                 mov     r10, #0                 @ swith back to cache level 0
 823                 mcr     p15, 2, r10, c0, c0, 0  @ select current cache level in cssr
 824                 ldmfd   sp!, {r0-r5, r7, r9-r11}
 825 iflush:
 826                 mcr     p15, 0, r10, c7, c5, 0  @ invalidate I+BTB
 827                 mcr     p15, 0, r10, c7, c10, 4 @ drain WB
 828                 mov     pc, lr
 829
 830 __armv5tej_mmu_cache_flush:
 831 1:              mrc     p15, 0, r15, c7, c14, 3 @ test,clean,invalidate D cache
 832                 bne     1b
 833                 mcr     p15, 0, r0, c7, c5, 0   @ flush I cache
 834                 mcr     p15, 0, r0, c7, c10, 4  @ drain WB
 835                 mov     pc, lr
 836
 837 __armv4_mmu_cache_flush:
 838                 mov     r2, #64*1024            @ default: 32K dcache size (*2)
 839                 mov     r11, #32                @ default: 32 byte line size
 840                 mrc     p15, 0, r3, c0, c0, 1   @ read cache type
 841                 teq     r3, r6                  @ cache ID register present?
 842                 beq     no_cache_id
 843                 mov     r1, r3, lsr #18
 844                 and     r1, r1, #7
 845                 mov     r2, #1024
 846                 mov     r2, r2, lsl r1          @ base dcache size *2
 847                 tst     r3, #1 << 14            @ test M bit
 848                 addne   r2, r2, r2, lsr #1      @ +1/2 size if M == 1
 849                 mov     r3, r3, lsr #12
 850                 and     r3, r3, #3
 851                 mov     r11, #8
 852                 mov     r11, r11, lsl r3        @ cache line size in bytes
 853 no_cache_id:
 854                 bic     r1, pc, #63             @ align to longest cache line
 855                 add     r2, r1, r2
 856 1:              ldr     r3, [r1], r11           @ s/w flush D cache
 857                 teq     r1, r2
 858                 bne     1b
 859
 860                 mcr     p15, 0, r1, c7, c5, 0   @ flush I cache
 861                 mcr     p15, 0, r1, c7, c6, 0   @ flush D cache
 862                 mcr     p15, 0, r1, c7, c10, 4  @ drain WB
 863                 mov     pc, lr
 864
 865 __armv3_mmu_cache_flush:
 866 __armv3_mpu_cache_flush:
 867                 mov     r1, #0
 868                 mcr     p15, 0, r0, c7, c0, 0   @ invalidate whole cache v3
 869                 mov     pc, lr
 870
 871 /*
 872  * Various debugging routines for printing hex characters and
 873  * memory, which again must be relocatable.
 874  */
 875 #ifdef DEBUG
 876                 .type   phexbuf,#object
 877 phexbuf:        .space  12
 878                 .size   phexbuf, . - phexbuf
 879
 880 phex:           adr     r3, phexbuf
 881                 mov     r2, #0
 882                 strb    r2, [r3, r1]
 883 1:              subs    r1, r1, #1
 884                 movmi   r0, r3
 885                 bmi     puts
 886                 and     r2, r0, #15
 887                 mov     r0, r0, lsr #4
 888                 cmp     r2, #10
 889                 addge   r2, r2, #7
 890                 add     r2, r2, #'0'
 891                 strb    r2, [r3, r1]
 892                 b       1b
 893
 894 puts:           loadsp  r3
 895 1:              ldrb    r2, [r0], #1
 896                 teq     r2, #0
 897                 moveq   pc, lr
 898 2:              writeb  r2, r3
 899                 mov     r1, #0x00020000
 900 3:              subs    r1, r1, #1
 901                 bne     3b
 902                 teq     r2, #'\n'
 903                 moveq   r2, #'\r'
 904                 beq     2b
 905                 teq     r0, #0
 906                 bne     1b
 907                 mov     pc, lr
 908 putc:
 909                 mov     r2, r0
 910                 mov     r0, #0
 911                 loadsp  r3
 912                 b       2b
 913
 914 memdump:        mov     r12, r0
 915                 mov     r10, lr
 916                 mov     r11, #0
 917 2:              mov     r0, r11, lsl #2
 918                 add     r0, r0, r12
 919                 mov     r1, #8
 920                 bl      phex
 921                 mov     r0, #':'
 922                 bl      putc
 923 1:              mov     r0, #' '
 924                 bl      putc
 925                 ldr     r0, [r12, r11, lsl #2]
 926                 mov     r1, #8
 927                 bl      phex
 928                 and     r0, r11, #7
 929                 teq     r0, #3
 930                 moveq   r0, #' '
 931                 bleq    putc
 932                 and     r0, r11, #7
 933                 add     r11, r11, #1
 934                 teq     r0, #7
 935                 bne     1b
 936                 mov     r0, #'\n'
 937                 bl      putc
 938                 cmp     r11, #64
 939                 blt     2b
 940                 mov     pc, r10
 941 #endif
 942
 943                 .ltorg
 944 reloc_end:
 945
 946                 .align
 947                 .section ".stack", "w"
 948 user_stack:     .space  4096