Merge branch 'x86-urgent-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[pandora-kernel.git] / 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/seq_file.h>
24 #include <linux/ioport.h>
25 #include <linux/console.h>
26 #include <linux/utsname.h>
27 #include <linux/tty.h>
28 #include <linux/root_dev.h>
29 #include <linux/notifier.h>
30 #include <linux/cpu.h>
31 #include <linux/unistd.h>
32 #include <linux/serial.h>
33 #include <linux/serial_8250.h>
34 #include <linux/bootmem.h>
35 #include <linux/pci.h>
36 #include <linux/lockdep.h>
37 #include <linux/memblock.h>
38 #include <asm/io.h>
39 #include <asm/kdump.h>
40 #include <asm/prom.h>
41 #include <asm/processor.h>
42 #include <asm/pgtable.h>
43 #include <asm/smp.h>
44 #include <asm/elf.h>
45 #include <asm/machdep.h>
46 #include <asm/paca.h>
47 #include <asm/time.h>
48 #include <asm/cputable.h>
49 #include <asm/sections.h>
50 #include <asm/btext.h>
51 #include <asm/nvram.h>
52 #include <asm/setup.h>
53 #include <asm/system.h>
54 #include <asm/rtas.h>
55 #include <asm/iommu.h>
56 #include <asm/serial.h>
57 #include <asm/cache.h>
58 #include <asm/page.h>
59 #include <asm/mmu.h>
60 #include <asm/firmware.h>
61 #include <asm/xmon.h>
62 #include <asm/udbg.h>
63 #include <asm/kexec.h>
64 #include <asm/mmu_context.h>
65 #include <asm/code-patching.h>
66
67 #include "setup.h"
68
69 #ifdef DEBUG
70 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
71 #else
72 #define DBG(fmt...)
73 #endif
74
75 int boot_cpuid = 0;
76 int __initdata boot_cpu_count;
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 = 0x40,
84         .log_dline_size = 6,
85         .iline_size = 0x40,
86         .log_iline_size = 6
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_SMP
99
100 static char *smt_enabled_cmdline;
101
102 /* Look for ibm,smt-enabled OF option */
103 static void check_smt_enabled(void)
104 {
105         struct device_node *dn;
106         const char *smt_option;
107
108         /* Default to enabling all threads */
109         smt_enabled_at_boot = threads_per_core;
110
111         /* Allow the command line to overrule the OF option */
112         if (smt_enabled_cmdline) {
113                 if (!strcmp(smt_enabled_cmdline, "on"))
114                         smt_enabled_at_boot = threads_per_core;
115                 else if (!strcmp(smt_enabled_cmdline, "off"))
116                         smt_enabled_at_boot = 0;
117                 else {
118                         long smt;
119                         int rc;
120
121                         rc = strict_strtol(smt_enabled_cmdline, 10, &smt);
122                         if (!rc)
123                                 smt_enabled_at_boot =
124                                         min(threads_per_core, (int)smt);
125                 }
126         } else {
127                 dn = of_find_node_by_path("/options");
128                 if (dn) {
129                         smt_option = of_get_property(dn, "ibm,smt-enabled",
130                                                      NULL);
131
132                         if (smt_option) {
133                                 if (!strcmp(smt_option, "on"))
134                                         smt_enabled_at_boot = threads_per_core;
135                                 else if (!strcmp(smt_option, "off"))
136                                         smt_enabled_at_boot = 0;
137                         }
138
139                         of_node_put(dn);
140                 }
141         }
142 }
143
144 /* Look for smt-enabled= cmdline option */
145 static int __init early_smt_enabled(char *p)
146 {
147         smt_enabled_cmdline = p;
148         return 0;
149 }
150 early_param("smt-enabled", early_smt_enabled);
151
152 #else
153 #define check_smt_enabled()
154 #endif /* CONFIG_SMP */
155
156 /*
157  * Early initialization entry point. This is called by head.S
158  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
159  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
160  * mode so we can access kernel globals normally provided we
161  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
162  * some early parsing of the device-tree to setup out MEMBLOCK
163  * data structures, and allocate & initialize the hash table
164  * and segment tables so we can start running with translation
165  * enabled.
166  *
167  * It is this function which will call the probe() callback of
168  * the various platform types and copy the matching one to the
169  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
170  * some very early initializations from the probe() routine, but
171  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
172  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
173  */
174
175 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
176 {
177         /* -------- printk is _NOT_ safe to use here ! ------- */
178
179         /* Identify CPU type */
180         identify_cpu(0, mfspr(SPRN_PVR));
181
182         /* Assume we're on cpu 0 for now. Don't write to the paca yet! */
183         initialise_paca(&boot_paca, 0);
184         setup_paca(&boot_paca);
185
186         /* Initialize lockdep early or else spinlocks will blow */
187         lockdep_init();
188
189         /* -------- printk is now safe to use ------- */
190
191         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
192         udbg_early_init();
193
194         DBG(" -> early_setup(), dt_ptr: 0x%lx\n", dt_ptr);
195
196         /*
197          * Do early initialization using the flattened device
198          * tree, such as retrieving the physical memory map or
199          * calculating/retrieving the hash table size.
200          */
201         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
202
203         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
204         setup_paca(&paca[boot_cpuid]);
205
206         /* Fix up paca fields required for the boot cpu */
207         get_paca()->cpu_start = 1;
208
209         /* Probe the machine type */
210         probe_machine();
211
212         setup_kdump_trampoline();
213
214         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
215
216         /* Initialize the hash table or TLB handling */
217         early_init_mmu();
218
219         DBG(" <- early_setup()\n");
220 }
221
222 #ifdef CONFIG_SMP
223 void early_setup_secondary(void)
224 {
225         /* Mark interrupts enabled in PACA */
226         get_paca()->soft_enabled = 0;
227
228         /* Initialize the hash table or TLB handling */
229         early_init_mmu_secondary();
230 }
231
232 #endif /* CONFIG_SMP */
233
234 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
235 void smp_release_cpus(void)
236 {
237         unsigned long *ptr;
238         int i;
239
240         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
241
242         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
243          * all now so they can start to spin on their individual paca
244          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
245          * of the common spinloop.
246          */
247
248         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
249                         - PHYSICAL_START);
250         *ptr = __pa(generic_secondary_smp_init);
251
252         /* And wait a bit for them to catch up */
253         for (i = 0; i < 100000; i++) {
254                 mb();
255                 HMT_low();
256                 if (boot_cpu_count == 0)
257                         break;
258                 udelay(1);
259         }
260         DBG("boot_cpu_count = %d\n", boot_cpu_count);
261
262         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
263 }
264 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
265
266 /*
267  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
268  * structures
269  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
270  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
271  * routines and/or provided to userland
272  */
273 static void __init initialize_cache_info(void)
274 {
275         struct device_node *np;
276         unsigned long num_cpus = 0;
277
278         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
279
280         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
281                 num_cpus += 1;
282
283                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
284                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
285                  */
286
287                 if ( num_cpus == 1 ) {
288                         const u32 *sizep, *lsizep;
289                         u32 size, lsize;
290
291                         size = 0;
292                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
293                         sizep = of_get_property(np, "d-cache-size", NULL);
294                         if (sizep != NULL)
295                                 size = *sizep;
296                         lsizep = of_get_property(np, "d-cache-block-size", NULL);
297                         /* fallback if block size missing */
298                         if (lsizep == NULL)
299                                 lsizep = of_get_property(np, "d-cache-line-size", NULL);
300                         if (lsizep != NULL)
301                                 lsize = *lsizep;
302                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
303                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
304                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
305
306                         ppc64_caches.dsize = size;
307                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
308                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
309                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
310
311                         size = 0;
312                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
313                         sizep = of_get_property(np, "i-cache-size", NULL);
314                         if (sizep != NULL)
315                                 size = *sizep;
316                         lsizep = of_get_property(np, "i-cache-block-size", NULL);
317                         if (lsizep == NULL)
318                                 lsizep = of_get_property(np, "i-cache-line-size", NULL);
319                         if (lsizep != NULL)
320                                 lsize = *lsizep;
321                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
322                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
323                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
324
325                         ppc64_caches.isize = size;
326                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
327                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
328                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
329                 }
330         }
331
332         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
333 }
334
335
336 /*
337  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which 
338  * were passed in from the bootloader.
339  */
340 void __init setup_system(void)
341 {
342         DBG(" -> setup_system()\n");
343
344         /* Apply the CPUs-specific and firmware specific fixups to kernel
345          * text (nop out sections not relevant to this CPU or this firmware)
346          */
347         do_feature_fixups(cur_cpu_spec->cpu_features,
348                           &__start___ftr_fixup, &__stop___ftr_fixup);
349         do_feature_fixups(cur_cpu_spec->mmu_features,
350                           &__start___mmu_ftr_fixup, &__stop___mmu_ftr_fixup);
351         do_feature_fixups(powerpc_firmware_features,
352                           &__start___fw_ftr_fixup, &__stop___fw_ftr_fixup);
353         do_lwsync_fixups(cur_cpu_spec->cpu_features,
354                          &__start___lwsync_fixup, &__stop___lwsync_fixup);
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 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
368         /*
369          * Initialize RTAS if available
370          */
371         rtas_initialize();
372 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
373
374         /*
375          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
376          */
377         check_for_initrd();
378
379         /*
380          * Do some platform specific early initializations, that includes
381          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
382          * related options that will be used by finish_device_tree()
383          */
384         if (ppc_md.init_early)
385                 ppc_md.init_early();
386
387         /*
388          * We can discover serial ports now since the above did setup the
389          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
390          * so that further code can be debugged
391          */
392         find_legacy_serial_ports();
393
394         /*
395          * Register early console
396          */
397         register_early_udbg_console();
398
399         /*
400          * Initialize xmon
401          */
402         xmon_setup();
403
404         smp_setup_cpu_maps();
405         check_smt_enabled();
406
407 #ifdef CONFIG_SMP
408         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
409          * we can map physical -> logical CPU ids
410          */
411         smp_release_cpus();
412 #endif
413
414         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", init_utsname()->version);
415
416         printk("-----------------------------------------------------\n");
417         printk("ppc64_pft_size                = 0x%llx\n", ppc64_pft_size);
418         printk("physicalMemorySize            = 0x%llx\n", memblock_phys_mem_size());
419         if (ppc64_caches.dline_size != 0x80)
420                 printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
421                        ppc64_caches.dline_size);
422         if (ppc64_caches.iline_size != 0x80)
423                 printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
424                        ppc64_caches.iline_size);
425 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
426         if (htab_address)
427                 printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
428         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
429 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU_64 */
430         if (PHYSICAL_START > 0)
431                 printk("physical_start                = 0x%llx\n",
432                        (unsigned long long)PHYSICAL_START);
433         printk("-----------------------------------------------------\n");
434
435         DBG(" <- setup_system()\n");
436 }
437
438 /* This returns the limit below which memory accesses to the linear
439  * mapping are guarnateed not to cause a TLB or SLB miss. This is
440  * used to allocate interrupt or emergency stacks for which our
441  * exception entry path doesn't deal with being interrupted.
442  */
443 static u64 safe_stack_limit(void)
444 {
445 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
446         /* Freescale BookE bolts the entire linear mapping */
447         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_TYPE_FSL_E))
448                 return linear_map_top;
449         /* Other BookE, we assume the first GB is bolted */
450         return 1ul << 30;
451 #else
452         /* BookS, the first segment is bolted */
453         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_1T_SEGMENT))
454                 return 1UL << SID_SHIFT_1T;
455         return 1UL << SID_SHIFT;
456 #endif
457 }
458
459 static void __init irqstack_early_init(void)
460 {
461         u64 limit = safe_stack_limit();
462         unsigned int i;
463
464         /*
465          * Interrupt stacks must be in the first segment since we
466          * cannot afford to take SLB misses on them.
467          */
468         for_each_possible_cpu(i) {
469                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
470                         __va(memblock_alloc_base(THREAD_SIZE,
471                                             THREAD_SIZE, limit));
472                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
473                         __va(memblock_alloc_base(THREAD_SIZE,
474                                             THREAD_SIZE, limit));
475         }
476 }
477
478 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
479 static void __init exc_lvl_early_init(void)
480 {
481         extern unsigned int interrupt_base_book3e;
482         extern unsigned int exc_debug_debug_book3e;
483
484         unsigned int i;
485
486         for_each_possible_cpu(i) {
487                 critirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
488                         __va(memblock_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE));
489                 dbgirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
490                         __va(memblock_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE));
491                 mcheckirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
492                         __va(memblock_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE));
493         }
494
495         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_DEBUG_LVL_EXC))
496                 patch_branch(&interrupt_base_book3e + (0x040 / 4) + 1,
497                              (unsigned long)&exc_debug_debug_book3e, 0);
498 }
499 #else
500 #define exc_lvl_early_init()
501 #endif
502
503 /*
504  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
505  * early in SMP boots before relocation is enabled.
506  */
507 static void __init emergency_stack_init(void)
508 {
509         u64 limit;
510         unsigned int i;
511
512         /*
513          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
514          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
515          * aligned.
516          *
517          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
518          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
519          * must also be within the RMO region.
520          */
521         limit = min(safe_stack_limit(), ppc64_rma_size);
522
523         for_each_possible_cpu(i) {
524                 unsigned long sp;
525                 sp  = memblock_alloc_base(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE, limit);
526                 sp += THREAD_SIZE;
527                 paca[i].emergency_sp = __va(sp);
528         }
529 }
530
531 /*
532  * Called into from start_kernel this initializes bootmem, which is used
533  * to manage page allocation until mem_init is called.
534  */
535 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
536 {
537         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
538
539         *cmdline_p = cmd_line;
540
541         /*
542          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
543          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
544          * for a possibly more accurate value.
545          */
546         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
547         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
548
549         /* reboot on panic */
550         panic_timeout = 180;
551
552         if (ppc_md.panic)
553                 setup_panic();
554
555         init_mm.start_code = (unsigned long)_stext;
556         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
557         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
558         init_mm.brk = klimit;
559         
560         irqstack_early_init();
561         exc_lvl_early_init();
562         emergency_stack_init();
563
564 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
565         stabs_alloc();
566 #endif
567         /* set up the bootmem stuff with available memory */
568         do_init_bootmem();
569         sparse_init();
570
571 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
572         conswitchp = &dummy_con;
573 #endif
574
575         if (ppc_md.setup_arch)
576                 ppc_md.setup_arch();
577
578         paging_init();
579
580         /* Initialize the MMU context management stuff */
581         mmu_context_init();
582
583         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
584 }
585
586
587 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
588 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
589 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
590 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
591
592 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
593 {
594         if (ppc_md.progress) {
595                 char buf[128];
596
597                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
598                 ppc_md.progress(buf, 0);
599                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
600                 ppc_md.progress(buf, 0);
601         }
602 }
603
604 /* Print a boot progress message. */
605 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
606 {
607         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
608         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
609 }
610
611 #ifdef CONFIG_SMP
612 #define PCPU_DYN_SIZE           ()
613
614 static void * __init pcpu_fc_alloc(unsigned int cpu, size_t size, size_t align)
615 {
616         return __alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(cpu)), size, align,
617                                     __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
618 }
619
620 static void __init pcpu_fc_free(void *ptr, size_t size)
621 {
622         free_bootmem(__pa(ptr), size);
623 }
624
625 static int pcpu_cpu_distance(unsigned int from, unsigned int to)
626 {
627         if (cpu_to_node(from) == cpu_to_node(to))
628                 return LOCAL_DISTANCE;
629         else
630                 return REMOTE_DISTANCE;
631 }
632
633 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly;
634 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
635
636 void __init setup_per_cpu_areas(void)
637 {
638         const size_t dyn_size = PERCPU_MODULE_RESERVE + PERCPU_DYNAMIC_RESERVE;
639         size_t atom_size;
640         unsigned long delta;
641         unsigned int cpu;
642         int rc;
643
644         /*
645          * Linear mapping is one of 4K, 1M and 16M.  For 4K, no need
646          * to group units.  For larger mappings, use 1M atom which
647          * should be large enough to contain a number of units.
648          */
649         if (mmu_linear_psize == MMU_PAGE_4K)
650                 atom_size = PAGE_SIZE;
651         else
652                 atom_size = 1 << 20;
653
654         rc = pcpu_embed_first_chunk(0, dyn_size, atom_size, pcpu_cpu_distance,
655                                     pcpu_fc_alloc, pcpu_fc_free);
656         if (rc < 0)
657                 panic("cannot initialize percpu area (err=%d)", rc);
658
659         delta = (unsigned long)pcpu_base_addr - (unsigned long)__per_cpu_start;
660         for_each_possible_cpu(cpu) {
661                 __per_cpu_offset[cpu] = delta + pcpu_unit_offsets[cpu];
662                 paca[cpu].data_offset = __per_cpu_offset[cpu];
663         }
664 }
665 #endif
666
667
668 #ifdef CONFIG_PPC_INDIRECT_IO
669 struct ppc_pci_io ppc_pci_io;
670 EXPORT_SYMBOL(ppc_pci_io);
671 #endif /* CONFIG_PPC_INDIRECT_IO */
672