arch/arm/kernel/head.S

   1 /*
   2  *  linux/arch/arm/kernel/head.S
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1994-2002 Russell King
   5  *  Copyright (c) 2003 ARM Limited
   6  *  All Rights Reserved
   7  *
   8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
  10  * published by the Free Software Foundation.
  11  *
  12  *  Kernel startup code for all 32-bit CPUs
  13  */
  14 #include <linux/linkage.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16
  17 #include <asm/assembler.h>
  18 #include <asm/domain.h>
  19 #include <asm/ptrace.h>
  20 #include <asm/asm-offsets.h>
  21 #include <asm/memory.h>
  22 #include <asm/thread_info.h>
  23 #include <asm/system.h>
  24
  25 #if (PHYS_OFFSET & 0x001fffff)
  26 #error "PHYS_OFFSET must be at an even 2MiB boundary!"
  27 #endif
  28
  29 #define KERNEL_RAM_VADDR        (PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET)
  30 #define KERNEL_RAM_PADDR        (PHYS_OFFSET + TEXT_OFFSET)
  31
  32
  33 /*
  34  * swapper_pg_dir is the virtual address of the initial page table.
  35  * We place the page tables 16K below KERNEL_RAM_VADDR.  Therefore, we must
  36  * make sure that KERNEL_RAM_VADDR is correctly set.  Currently, we expect
  37  * the least significant 16 bits to be 0x8000, but we could probably
  38  * relax this restriction to KERNEL_RAM_VADDR >= PAGE_OFFSET + 0x4000.
  39  */
  40 #if (KERNEL_RAM_VADDR & 0xffff) != 0x8000
  41 #error KERNEL_RAM_VADDR must start at 0xXXXX8000
  42 #endif
  43
  44         .globl  swapper_pg_dir
  45         .equ    swapper_pg_dir, KERNEL_RAM_VADDR - 0x4000
  46
  47         .macro  pgtbl, rd
  48         ldr     \rd, =(KERNEL_RAM_PADDR - 0x4000)
  49         .endm
  50
  51 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
  52 #define KERNEL_START    XIP_VIRT_ADDR(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR)
  53 #define KERNEL_END      _edata_loc
  54 #else
  55 #define KERNEL_START    KERNEL_RAM_VADDR
  56 #define KERNEL_END      _end
  57 #endif
  58
  59 /*
  60  * Kernel startup entry point.
  61  * ---------------------------
  62  *
  63  * This is normally called from the decompressor code.  The requirements
  64  * are: MMU = off, D-cache = off, I-cache = dont care, r0 = 0,
  65  * r1 = machine nr, r2 = atags pointer.
  66  *
  67  * This code is mostly position independent, so if you link the kernel at
  68  * 0xc0008000, you call this at __pa(0xc0008000).
  69  *
  70  * See linux/arch/arm/tools/mach-types for the complete list of machine
  71  * numbers for r1.
  72  *
  73  * We're trying to keep crap to a minimum; DO NOT add any machine specific
  74  * crap here - that's what the boot loader (or in extreme, well justified
  75  * circumstances, zImage) is for.
  76  */
  77         .section ".text.head", "ax"
  78 ENTRY(stext)
  79         msr     cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE @ ensure svc mode
  80                                                 @ and irqs disabled
  81         mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id
  82         bl      __lookup_processor_type         @ r5=procinfo r9=cpuid
  83         movs    r10, r5                         @ invalid processor (r5=0)?
  84         beq     __error_p                       @ yes, error 'p'
  85         bl      __lookup_machine_type           @ r5=machinfo
  86         movs    r8, r5                          @ invalid machine (r5=0)?
  87         beq     __error_a                       @ yes, error 'a'
  88         bl      __vet_atags
  89         bl      __create_page_tables
  90
  91         /*
  92          * The following calls CPU specific code in a position independent
  93          * manner.  See arch/arm/mm/proc-*.S for details.  r10 = base of
  94          * xxx_proc_info structure selected by __lookup_machine_type
  95          * above.  On return, the CPU will be ready for the MMU to be
  96          * turned on, and r0 will hold the CPU control register value.
  97          */
  98         ldr     r13, __switch_data              @ address to jump to after
  99                                                 @ mmu has been enabled
 100         adr     lr, __enable_mmu                @ return (PIC) address
 101         add     pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC
 102 ENDPROC(stext)
 103
 104 #if defined(CONFIG_SMP)
 105 ENTRY(secondary_startup)
 106         /*
 107          * Common entry point for secondary CPUs.
 108          *
 109          * Ensure that we're in SVC mode, and IRQs are disabled.  Lookup
 110          * the processor type - there is no need to check the machine type
 111          * as it has already been validated by the primary processor.
 112          */
 113         msr     cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE
 114         mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id
 115         bl      __lookup_processor_type
 116         movs    r10, r5                         @ invalid processor?
 117         moveq   r0, #'p'                        @ yes, error 'p'
 118         beq     __error
 119
 120         /*
 121          * Use the page tables supplied from  __cpu_up.
 122          */
 123         adr     r4, __secondary_data
 124         ldmia   r4, {r5, r7, r13}               @ address to jump to after
 125         sub     r4, r4, r5                      @ mmu has been enabled
 126         ldr     r4, [r7, r4]                    @ get secondary_data.pgdir
 127         adr     lr, __enable_mmu                @ return address
 128         add     pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC     @ initialise processor
 129                                                 @ (return control reg)
 130 ENDPROC(secondary_startup)
 131
 132         /*
 133          * r6  = &secondary_data
 134          */
 135 ENTRY(__secondary_switched)
 136         ldr     sp, [r7, #4]                    @ get secondary_data.stack
 137         mov     fp, #0
 138         b       secondary_start_kernel
 139 ENDPROC(__secondary_switched)
 140
 141         .type   __secondary_data, %object
 142 __secondary_data:
 143         .long   .
 144         .long   secondary_data
 145         .long   __secondary_switched
 146 #endif /* defined(CONFIG_SMP) */
 147
 148
 149
 150 /*
 151  * Setup common bits before finally enabling the MMU.  Essentially
 152  * this is just loading the page table pointer and domain access
 153  * registers.
 154  */
 155 __enable_mmu:
 156 #ifdef CONFIG_ALIGNMENT_TRAP
 157         orr     r0, r0, #CR_A
 158 #else
 159         bic     r0, r0, #CR_A
 160 #endif
 161 #ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE
 162         bic     r0, r0, #CR_C
 163 #endif
 164 #ifdef CONFIG_CPU_BPREDICT_DISABLE
 165         bic     r0, r0, #CR_Z
 166 #endif
 167 #ifdef CONFIG_CPU_ICACHE_DISABLE
 168         bic     r0, r0, #CR_I
 169 #endif
 170         mov     r5, #(domain_val(DOMAIN_USER, DOMAIN_MANAGER) | \
 171                       domain_val(DOMAIN_KERNEL, DOMAIN_MANAGER) | \
 172                       domain_val(DOMAIN_TABLE, DOMAIN_MANAGER) | \
 173                       domain_val(DOMAIN_IO, DOMAIN_CLIENT))
 174         mcr     p15, 0, r5, c3, c0, 0           @ load domain access register
 175         mcr     p15, 0, r4, c2, c0, 0           @ load page table pointer
 176         b       __turn_mmu_on
 177 ENDPROC(__enable_mmu)
 178
 179 /*
 180  * Enable the MMU.  This completely changes the structure of the visible
 181  * memory space.  You will not be able to trace execution through this.
 182  * If you have an enquiry about this, *please* check the linux-arm-kernel
 183  * mailing list archives BEFORE sending another post to the list.
 184  *
 185  *  r0  = cp#15 control register
 186  *  r13 = *virtual* address to jump to upon completion
 187  *
 188  * other registers depend on the function called upon completion
 189  */
 190         .align  5
 191 __turn_mmu_on:
 192         mov     r0, r0
 193         mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0           @ write control reg
 194         mrc     p15, 0, r3, c0, c0, 0           @ read id reg
 195         mov     r3, r3
 196         mov     r3, r3
 197         mov     pc, r13
 198 ENDPROC(__turn_mmu_on)
 199
 200
 201 /*
 202  * Setup the initial page tables.  We only setup the barest
 203  * amount which are required to get the kernel running, which
 204  * generally means mapping in the kernel code.
 205  *
 206  * r8  = machinfo
 207  * r9  = cpuid
 208  * r10 = procinfo
 209  *
 210  * Returns:
 211  *  r0, r3, r6, r7 corrupted
 212  *  r4 = physical page table address
 213  */
 214 __create_page_tables:
 215         pgtbl   r4                              @ page table address
 216
 217         /*
 218          * Clear the 16K level 1 swapper page table
 219          */
 220         mov     r0, r4
 221         mov     r3, #0
 222         add     r6, r0, #0x4000
 223 1:      str     r3, [r0], #4
 224         str     r3, [r0], #4
 225         str     r3, [r0], #4
 226         str     r3, [r0], #4
 227         teq     r0, r6
 228         bne     1b
 229
 230         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_MM_MMUFLAGS] @ mm_mmuflags
 231
 232         /*
 233          * Create identity mapping for first MB of kernel to
 234          * cater for the MMU enable.  This identity mapping
 235          * will be removed by paging_init().  We use our current program
 236          * counter to determine corresponding section base address.
 237          */
 238         mov     r6, pc, lsr #20                 @ start of kernel section
 239         orr     r3, r7, r6, lsl #20             @ flags + kernel base
 240         str     r3, [r4, r6, lsl #2]            @ identity mapping
 241
 242         /*
 243          * Now setup the pagetables for our kernel direct
 244          * mapped region.
 245          */
 246         add     r0, r4,  #(KERNEL_START & 0xff000000) >> 18
 247         str     r3, [r0, #(KERNEL_START & 0x00f00000) >> 18]!
 248         ldr     r6, =(KERNEL_END - 1)
 249         add     r0, r0, #4
 250         add     r6, r4, r6, lsr #18
 251 1:      cmp     r0, r6
 252         add     r3, r3, #1 << 20
 253         strls   r3, [r0], #4
 254         bls     1b
 255
 256 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 257         /*
 258          * Map some ram to cover our .data and .bss areas.
 259          */
 260         orr     r3, r7, #(KERNEL_RAM_PADDR & 0xff000000)
 261         .if     (KERNEL_RAM_PADDR & 0x00f00000)
 262         orr     r3, r3, #(KERNEL_RAM_PADDR & 0x00f00000)
 263         .endif
 264         add     r0, r4,  #(KERNEL_RAM_VADDR & 0xff000000) >> 18
 265         str     r3, [r0, #(KERNEL_RAM_VADDR & 0x00f00000) >> 18]!
 266         ldr     r6, =(_end - 1)
 267         add     r0, r0, #4
 268         add     r6, r4, r6, lsr #18
 269 1:      cmp     r0, r6
 270         add     r3, r3, #1 << 20
 271         strls   r3, [r0], #4
 272         bls     1b
 273 #endif
 274
 275         /*
 276          * Then map first 1MB of ram in case it contains our boot params.
 277          */
 278         add     r0, r4, #PAGE_OFFSET >> 18
 279         orr     r6, r7, #(PHYS_OFFSET & 0xff000000)
 280         .if     (PHYS_OFFSET & 0x00f00000)
 281         orr     r6, r6, #(PHYS_OFFSET & 0x00f00000)
 282         .endif
 283         str     r6, [r0]
 284
 285 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
 286         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_IO_MMUFLAGS] @ io_mmuflags
 287         /*
 288          * Map in IO space for serial debugging.
 289          * This allows debug messages to be output
 290          * via a serial console before paging_init.
 291          */
 292         ldr     r3, [r8, #MACHINFO_PGOFFIO]
 293         add     r0, r4, r3
 294         rsb     r3, r3, #0x4000                 @ PTRS_PER_PGD*sizeof(long)
 295         cmp     r3, #0x0800                     @ limit to 512MB
 296         movhi   r3, #0x0800
 297         add     r6, r0, r3
 298         ldr     r3, [r8, #MACHINFO_PHYSIO]
 299         orr     r3, r3, r7
 300 1:      str     r3, [r0], #4
 301         add     r3, r3, #1 << 20
 302         teq     r0, r6
 303         bne     1b
 304 #if defined(CONFIG_ARCH_NETWINDER) || defined(CONFIG_ARCH_CATS)
 305         /*
 306          * If we're using the NetWinder or CATS, we also need to map
 307          * in the 16550-type serial port for the debug messages
 308          */
 309         add     r0, r4, #0xff000000 >> 18
 310         orr     r3, r7, #0x7c000000
 311         str     r3, [r0]
 312 #endif
 313 #ifdef CONFIG_ARCH_RPC
 314         /*
 315          * Map in screen at 0x02000000 & SCREEN2_BASE
 316          * Similar reasons here - for debug.  This is
 317          * only for Acorn RiscPC architectures.
 318          */
 319         add     r0, r4, #0x02000000 >> 18
 320         orr     r3, r7, #0x02000000
 321         str     r3, [r0]
 322         add     r0, r4, #0xd8000000 >> 18
 323         str     r3, [r0]
 324 #endif
 325 #endif
 326         mov     pc, lr
 327 ENDPROC(__create_page_tables)
 328         .ltorg
 329
 330 #include "head-common.S"