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/module.h>
  16 #include <linux/string.h>
  17 #include <linux/sched.h>
  18 #include <linux/init.h>
  19 #include <linux/kernel.h>
  20 #include <linux/reboot.h>
  21 #include <linux/delay.h>
  22 #include <linux/initrd.h>
  23 #include <linux/ide.h>
  24 #include <linux/seq_file.h>
  25 #include <linux/ioport.h>
  26 #include <linux/console.h>
  27 #include <linux/utsname.h>
  28 #include <linux/tty.h>
  29 #include <linux/root_dev.h>
  30 #include <linux/notifier.h>
  31 #include <linux/cpu.h>
  32 #include <linux/unistd.h>
  33 #include <linux/serial.h>
  34 #include <linux/serial_8250.h>
  35 #include <linux/bootmem.h>
  36 #include <asm/io.h>
  37 #include <asm/kdump.h>
  38 #include <asm/prom.h>
  39 #include <asm/processor.h>
  40 #include <asm/pgtable.h>
  41 #include <asm/smp.h>
  42 #include <asm/elf.h>
  43 #include <asm/machdep.h>
  44 #include <asm/paca.h>
  45 #include <asm/time.h>
  46 #include <asm/cputable.h>
  47 #include <asm/sections.h>
  48 #include <asm/btext.h>
  49 #include <asm/nvram.h>
  50 #include <asm/setup.h>
  51 #include <asm/system.h>
  52 #include <asm/rtas.h>
  53 #include <asm/iommu.h>
  54 #include <asm/serial.h>
  55 #include <asm/cache.h>
  56 #include <asm/page.h>
  57 #include <asm/mmu.h>
  58 #include <asm/lmb.h>
  59 #include <asm/firmware.h>
  60 #include <asm/xmon.h>
  61 #include <asm/udbg.h>
  62 #include <asm/kexec.h>
  63
  64 #include "setup.h"
  65
  66 #ifdef DEBUG
  67 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
  68 #else
  69 #define DBG(fmt...)
  70 #endif
  71
  72 int have_of = 1;
  73 int boot_cpuid = 0;
  74 dev_t boot_dev;
  75 u64 ppc64_pft_size;
  76
  77 /* Pick defaults since we might want to patch instructions
  78  * before we've read this from the device tree.
  79  */
  80 struct ppc64_caches ppc64_caches = {
  81         .dline_size = 0x40,
  82         .log_dline_size = 6,
  83         .iline_size = 0x40,
  84         .log_iline_size = 6
  85 };
  86 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc64_caches);
  87
  88 /*
  89  * These are used in binfmt_elf.c to put aux entries on the stack
  90  * for each elf executable being started.
  91  */
  92 int dcache_bsize;
  93 int icache_bsize;
  94 int ucache_bsize;
  95
  96 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
  97 unsigned long SYSRQ_KEY;
  98 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
  99
 100
 101 #ifdef CONFIG_SMP
 102
 103 static int smt_enabled_cmdline;
 104
 105 /* Look for ibm,smt-enabled OF option */
 106 static void check_smt_enabled(void)
 107 {
 108         struct device_node *dn;
 109         const char *smt_option;
 110
 111         /* Allow the command line to overrule the OF option */
 112         if (smt_enabled_cmdline)
 113                 return;
 114
 115         dn = of_find_node_by_path("/options");
 116
 117         if (dn) {
 118                 smt_option = get_property(dn, "ibm,smt-enabled", NULL);
 119
 120                 if (smt_option) {
 121                         if (!strcmp(smt_option, "on"))
 122                                 smt_enabled_at_boot = 1;
 123                         else if (!strcmp(smt_option, "off"))
 124                                 smt_enabled_at_boot = 0;
 125                 }
 126         }
 127 }
 128
 129 /* Look for smt-enabled= cmdline option */
 130 static int __init early_smt_enabled(char *p)
 131 {
 132         smt_enabled_cmdline = 1;
 133
 134         if (!p)
 135                 return 0;
 136
 137         if (!strcmp(p, "on") || !strcmp(p, "1"))
 138                 smt_enabled_at_boot = 1;
 139         else if (!strcmp(p, "off") || !strcmp(p, "0"))
 140                 smt_enabled_at_boot = 0;
 141
 142         return 0;
 143 }
 144 early_param("smt-enabled", early_smt_enabled);
 145
 146 #else
 147 #define check_smt_enabled()
 148 #endif /* CONFIG_SMP */
 149
 150 /* Put the paca pointer into r13 and SPRG3 */
 151 void __init setup_paca(int cpu)
 152 {
 153         local_paca = &paca[cpu];
 154         mtspr(SPRN_SPRG3, local_paca);
 155 }
 156
 157 /*
 158  * Early initialization entry point. This is called by head.S
 159  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
 160  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
 161  * mode so we can access kernel globals normally provided we
 162  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
 163  * some early parsing of the device-tree to setup out LMB
 164  * data structures, and allocate & initialize the hash table
 165  * and segment tables so we can start running with translation
 166  * enabled.
 167  *
 168  * It is this function which will call the probe() callback of
 169  * the various platform types and copy the matching one to the
 170  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
 171  * some very early initializations from the probe() routine, but
 172  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
 173  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
 174  */
 175
 176 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
 177 {
 178         /* Assume we're on cpu 0 for now. Don't write to the paca yet! */
 179         setup_paca(0);
 180
 181         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
 182         udbg_early_init();
 183
 184         DBG(" -> early_setup(), dt_ptr: 0x%lx\n", dt_ptr);
 185
 186         /*
 187          * Do early initializations using the flattened device
 188          * tree, like retreiving the physical memory map or
 189          * calculating/retreiving the hash table size
 190          */
 191         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
 192
 193         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
 194         setup_paca(boot_cpuid);
 195
 196         /* Fix up paca fields required for the boot cpu */
 197         get_paca()->cpu_start = 1;
 198         get_paca()->stab_real = __pa((u64)&initial_stab);
 199         get_paca()->stab_addr = (u64)&initial_stab;
 200
 201         /* Probe the machine type */
 202         probe_machine();
 203
 204         setup_kdump_trampoline();
 205
 206         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
 207
 208         /*
 209          * Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
 210          * of memory. Has to be done before stab/slb initialization as
 211          * this is currently where the page size encoding is obtained
 212          */
 213         htab_initialize();
 214
 215         /*
 216          * Initialize stab / SLB management except on iSeries
 217          */
 218         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 219                 slb_initialize();
 220         else if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 221                 stab_initialize(get_paca()->stab_real);
 222
 223         DBG(" <- early_setup()\n");
 224 }
 225
 226 #ifdef CONFIG_SMP
 227 void early_setup_secondary(void)
 228 {
 229         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 230
 231         /* Mark enabled in PACA */
 232         lpaca->proc_enabled = 0;
 233
 234         /* Initialize hash table for that CPU */
 235         htab_initialize_secondary();
 236
 237         /* Initialize STAB/SLB. We use a virtual address as it works
 238          * in real mode on pSeries and we want a virutal address on
 239          * iSeries anyway
 240          */
 241         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 242                 slb_initialize();
 243         else
 244                 stab_initialize(lpaca->stab_addr);
 245 }
 246
 247 #endif /* CONFIG_SMP */
 248
 249 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
 250 void smp_release_cpus(void)
 251 {
 252         extern unsigned long __secondary_hold_spinloop;
 253         unsigned long *ptr;
 254
 255         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
 256
 257         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
 258          * all now so they can start to spin on their individual paca
 259          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
 260          * of the common spinloop.
 261          * This is useless but harmless on iSeries, secondaries are already
 262          * waiting on their paca spinloops. */
 263
 264         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
 265                         - PHYSICAL_START);
 266         *ptr = 1;
 267         mb();
 268
 269         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
 270 }
 271 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
 272
 273 /*
 274  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
 275  * structures
 276  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
 277  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
 278  * routines and/or provided to userland
 279  */
 280 static void __init initialize_cache_info(void)
 281 {
 282         struct device_node *np;
 283         unsigned long num_cpus = 0;
 284
 285         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
 286
 287         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
 288                 num_cpus += 1;
 289
 290                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
 291                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
 292                  */
 293
 294                 if ( num_cpus == 1 ) {
 295                         const u32 *sizep, *lsizep;
 296                         u32 size, lsize;
 297                         const char *dc, *ic;
 298
 299                         /* Then read cache informations */
 300                         if (machine_is(powermac)) {
 301                                 dc = "d-cache-block-size";
 302                                 ic = "i-cache-block-size";
 303                         } else {
 304                                 dc = "d-cache-line-size";
 305                                 ic = "i-cache-line-size";
 306                         }
 307
 308                         size = 0;
 309                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
 310                         sizep = get_property(np, "d-cache-size", NULL);
 311                         if (sizep != NULL)
 312                                 size = *sizep;
 313                         lsizep = get_property(np, dc, NULL);
 314                         if (lsizep != NULL)
 315                                 lsize = *lsizep;
 316                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 317                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
 318                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 319
 320                         ppc64_caches.dsize = size;
 321                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
 322                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
 323                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 324
 325                         size = 0;
 326                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
 327                         sizep = get_property(np, "i-cache-size", NULL);
 328                         if (sizep != NULL)
 329                                 size = *sizep;
 330                         lsizep = get_property(np, ic, NULL);
 331                         if (lsizep != NULL)
 332                                 lsize = *lsizep;
 333                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 334                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
 335                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 336
 337                         ppc64_caches.isize = size;
 338                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
 339                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
 340                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 341                 }
 342         }
 343
 344         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
 345 }
 346
 347
 348 /*
 349  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which
 350  * were passed in from the bootloader.
 351  */
 352 void __init setup_system(void)
 353 {
 354         DBG(" -> setup_system()\n");
 355
 356         /*
 357          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
 358          */
 359         unflatten_device_tree();
 360
 361         /*
 362          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
 363          * retrieved from the device-tree.
 364          */
 365         initialize_cache_info();
 366
 367         /*
 368          * Initialize irq remapping subsystem
 369          */
 370         irq_early_init();
 371
 372 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
 373         /*
 374          * Initialize RTAS if available
 375          */
 376         rtas_initialize();
 377 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
 378
 379         /*
 380          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
 381          */
 382         check_for_initrd();
 383
 384         /*
 385          * Do some platform specific early initializations, that includes
 386          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
 387          * related options that will be used by finish_device_tree()
 388          */
 389         ppc_md.init_early();
 390
 391         /*
 392          * We can discover serial ports now since the above did setup the
 393          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
 394          * so that further code can be debugged
 395          */
 396         find_legacy_serial_ports();
 397
 398         /*
 399          * Initialize xmon
 400          */
 401 #ifdef CONFIG_XMON_DEFAULT
 402         xmon_init(1);
 403 #endif
 404         /*
 405          * Register early console
 406          */
 407         register_early_udbg_console();
 408
 409         if (do_early_xmon)
 410                 debugger(NULL);
 411
 412         check_smt_enabled();
 413         smp_setup_cpu_maps();
 414
 415 #ifdef CONFIG_SMP
 416         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
 417          * we can map physical -> logical CPU ids
 418          */
 419         smp_release_cpus();
 420 #endif
 421
 422         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", system_utsname.version);
 423
 424         printk("-----------------------------------------------------\n");
 425         printk("ppc64_pft_size                = 0x%lx\n", ppc64_pft_size);
 426         printk("physicalMemorySize            = 0x%lx\n", lmb_phys_mem_size());
 427         printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
 428                ppc64_caches.dline_size);
 429         printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
 430                ppc64_caches.iline_size);
 431         printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
 432         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
 433 #if PHYSICAL_START > 0
 434         printk("physical_start                = 0x%x\n", PHYSICAL_START);
 435 #endif
 436         printk("-----------------------------------------------------\n");
 437
 438         DBG(" <- setup_system()\n");
 439 }
 440
 441 #ifdef CONFIG_IRQSTACKS
 442 static void __init irqstack_early_init(void)
 443 {
 444         unsigned int i;
 445
 446         /*
 447          * interrupt stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 448          * SLB misses on them.
 449          */
 450         for_each_possible_cpu(i) {
 451                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 452                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 453                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 454                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 455                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 456                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 457         }
 458 }
 459 #else
 460 #define irqstack_early_init()
 461 #endif
 462
 463 /*
 464  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
 465  * early in SMP boots before relocation is enabled.
 466  */
 467 static void __init emergency_stack_init(void)
 468 {
 469         unsigned long limit;
 470         unsigned int i;
 471
 472         /*
 473          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 474          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
 475          * aligned.
 476          *
 477          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
 478          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
 479          * must also be within the RMO region.
 480          */
 481         limit = min(0x10000000UL, lmb.rmo_size);
 482
 483         for_each_possible_cpu(i)
 484                 paca[i].emergency_sp =
 485                 __va(lmb_alloc_base(HW_PAGE_SIZE, 128, limit)) + HW_PAGE_SIZE;
 486 }
 487
 488 /*
 489  * Called into from start_kernel, after lock_kernel has been called.
 490  * Initializes bootmem, which is unsed to manage page allocation until
 491  * mem_init is called.
 492  */
 493 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 494 {
 495         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
 496
 497         *cmdline_p = cmd_line;
 498
 499         /*
 500          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
 501          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
 502          * for a possibly more accurate value.
 503          */
 504         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
 505         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
 506
 507         /* reboot on panic */
 508         panic_timeout = 180;
 509
 510         if (ppc_md.panic)
 511                 setup_panic();
 512
 513         init_mm.start_code = PAGE_OFFSET;
 514         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 515         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 516         init_mm.brk = klimit;
 517
 518         irqstack_early_init();
 519         emergency_stack_init();
 520
 521         stabs_alloc();
 522
 523         /* set up the bootmem stuff with available memory */
 524         do_init_bootmem();
 525         sparse_init();
 526
 527 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
 528         conswitchp = &dummy_con;
 529 #endif
 530
 531         ppc_md.setup_arch();
 532
 533         paging_init();
 534         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
 535 }
 536
 537
 538 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
 539 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
 540 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
 541 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
 542
 543 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
 544 {
 545         if (ppc_md.progress) {
 546                 char buf[128];
 547
 548                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
 549                 ppc_md.progress(buf, 0);
 550                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
 551                 ppc_md.progress(buf, 0);
 552         }
 553 }
 554
 555 /* Print a boot progress message. */
 556 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
 557 {
 558         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
 559         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
 560 }
 561
 562 /* Print a termination message (print only -- does not stop the kernel) */
 563 void ppc64_terminate_msg(unsigned int src, const char *msg)
 564 {
 565         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_TERM_MESSAGE|src, msg);
 566         printk("[terminate]%04x %s\n", src, msg);
 567 }
 568
 569 void cpu_die(void)
 570 {
 571         if (ppc_md.cpu_die)
 572                 ppc_md.cpu_die();
 573 }
 574
 575 #ifdef CONFIG_SMP
 576 void __init setup_per_cpu_areas(void)
 577 {
 578         int i;
 579         unsigned long size;
 580         char *ptr;
 581
 582         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 583         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
 584 #ifdef CONFIG_MODULES
 585         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
 586                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 587 #endif
 588
 589         for_each_possible_cpu(i) {
 590                 ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
 591                 if (!ptr)
 592                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
 593
 594                 paca[i].data_offset = ptr - __per_cpu_start;
 595                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 596         }
 597 }
 598 #endif