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/lmb.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
  65 #include "setup.h"
  66
  67 #ifdef DEBUG
  68 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
  69 #else
  70 #define DBG(fmt...)
  71 #endif
  72
  73 int have_of = 1;
  74 int boot_cpuid = 0;
  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_SMP
  97
  98 static int smt_enabled_cmdline;
  99
 100 /* Look for ibm,smt-enabled OF option */
 101 static void check_smt_enabled(void)
 102 {
 103         struct device_node *dn;
 104         const char *smt_option;
 105
 106         /* Allow the command line to overrule the OF option */
 107         if (smt_enabled_cmdline)
 108                 return;
 109
 110         dn = of_find_node_by_path("/options");
 111
 112         if (dn) {
 113                 smt_option = of_get_property(dn, "ibm,smt-enabled", NULL);
 114
 115                 if (smt_option) {
 116                         if (!strcmp(smt_option, "on"))
 117                                 smt_enabled_at_boot = 1;
 118                         else if (!strcmp(smt_option, "off"))
 119                                 smt_enabled_at_boot = 0;
 120                 }
 121         }
 122 }
 123
 124 /* Look for smt-enabled= cmdline option */
 125 static int __init early_smt_enabled(char *p)
 126 {
 127         smt_enabled_cmdline = 1;
 128
 129         if (!p)
 130                 return 0;
 131
 132         if (!strcmp(p, "on") || !strcmp(p, "1"))
 133                 smt_enabled_at_boot = 1;
 134         else if (!strcmp(p, "off") || !strcmp(p, "0"))
 135                 smt_enabled_at_boot = 0;
 136
 137         return 0;
 138 }
 139 early_param("smt-enabled", early_smt_enabled);
 140
 141 #else
 142 #define check_smt_enabled()
 143 #endif /* CONFIG_SMP */
 144
 145 /* Put the paca pointer into r13 and SPRG3 */
 146 void __init setup_paca(int cpu)
 147 {
 148         local_paca = &paca[cpu];
 149         mtspr(SPRN_SPRG3, local_paca);
 150 }
 151
 152 /*
 153  * Early initialization entry point. This is called by head.S
 154  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
 155  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
 156  * mode so we can access kernel globals normally provided we
 157  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
 158  * some early parsing of the device-tree to setup out LMB
 159  * data structures, and allocate & initialize the hash table
 160  * and segment tables so we can start running with translation
 161  * enabled.
 162  *
 163  * It is this function which will call the probe() callback of
 164  * the various platform types and copy the matching one to the
 165  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
 166  * some very early initializations from the probe() routine, but
 167  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
 168  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
 169  */
 170
 171 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
 172 {
 173         /* Identify CPU type */
 174         identify_cpu(0, mfspr(SPRN_PVR));
 175
 176         /* Assume we're on cpu 0 for now. Don't write to the paca yet! */
 177         setup_paca(0);
 178
 179         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
 180         udbg_early_init();
 181
 182         /* Initialize lockdep early or else spinlocks will blow */
 183         lockdep_init();
 184
 185         DBG(" -> early_setup(), dt_ptr: 0x%lx\n", dt_ptr);
 186
 187         /*
 188          * Do early initialization using the flattened device
 189          * tree, such as retrieving the physical memory map or
 190          * calculating/retrieving the hash table size.
 191          */
 192         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
 193
 194         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
 195         setup_paca(boot_cpuid);
 196
 197         /* Fix up paca fields required for the boot cpu */
 198         get_paca()->cpu_start = 1;
 199         get_paca()->stab_real = __pa((u64)&initial_stab);
 200         get_paca()->stab_addr = (u64)&initial_stab;
 201
 202         /* Probe the machine type */
 203         probe_machine();
 204
 205         setup_kdump_trampoline();
 206
 207         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
 208
 209         /*
 210          * Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
 211          * of memory. Has to be done before stab/slb initialization as
 212          * this is currently where the page size encoding is obtained
 213          */
 214         htab_initialize();
 215
 216         /*
 217          * Initialize stab / SLB management except on iSeries
 218          */
 219         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 220                 slb_initialize();
 221         else if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 222                 stab_initialize(get_paca()->stab_real);
 223
 224         DBG(" <- early_setup()\n");
 225 }
 226
 227 #ifdef CONFIG_SMP
 228 void early_setup_secondary(void)
 229 {
 230         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 231
 232         /* Mark interrupts enabled in PACA */
 233         lpaca->soft_enabled = 0;
 234
 235         /* Initialize hash table for that CPU */
 236         htab_initialize_secondary();
 237
 238         /* Initialize STAB/SLB. We use a virtual address as it works
 239          * in real mode on pSeries and we want a virutal address on
 240          * iSeries anyway
 241          */
 242         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 243                 slb_initialize();
 244         else
 245                 stab_initialize(lpaca->stab_addr);
 246 }
 247
 248 #endif /* CONFIG_SMP */
 249
 250 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
 251 void smp_release_cpus(void)
 252 {
 253         extern unsigned long __secondary_hold_spinloop;
 254         unsigned long *ptr;
 255
 256         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
 257
 258         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
 259          * all now so they can start to spin on their individual paca
 260          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
 261          * of the common spinloop.
 262          * This is useless but harmless on iSeries, secondaries are already
 263          * waiting on their paca spinloops. */
 264
 265         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
 266                         - PHYSICAL_START);
 267         *ptr = 1;
 268         mb();
 269
 270         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
 271 }
 272 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
 273
 274 /*
 275  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
 276  * structures
 277  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
 278  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
 279  * routines and/or provided to userland
 280  */
 281 static void __init initialize_cache_info(void)
 282 {
 283         struct device_node *np;
 284         unsigned long num_cpus = 0;
 285
 286         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
 287
 288         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
 289                 num_cpus += 1;
 290
 291                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
 292                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
 293                  */
 294
 295                 if ( num_cpus == 1 ) {
 296                         const u32 *sizep, *lsizep;
 297                         u32 size, lsize;
 298
 299                         size = 0;
 300                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
 301                         sizep = of_get_property(np, "d-cache-size", NULL);
 302                         if (sizep != NULL)
 303                                 size = *sizep;
 304                         lsizep = of_get_property(np, "d-cache-block-size", NULL);
 305                         /* fallback if block size missing */
 306                         if (lsizep == NULL)
 307                                 lsizep = of_get_property(np, "d-cache-line-size", NULL);
 308                         if (lsizep != NULL)
 309                                 lsize = *lsizep;
 310                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 311                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
 312                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 313
 314                         ppc64_caches.dsize = size;
 315                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
 316                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
 317                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 318
 319                         size = 0;
 320                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
 321                         sizep = of_get_property(np, "i-cache-size", NULL);
 322                         if (sizep != NULL)
 323                                 size = *sizep;
 324                         lsizep = of_get_property(np, "i-cache-block-size", NULL);
 325                         if (lsizep == NULL)
 326                                 lsizep = of_get_property(np, "i-cache-line-size", NULL);
 327                         if (lsizep != NULL)
 328                                 lsize = *lsizep;
 329                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 330                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
 331                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 332
 333                         ppc64_caches.isize = size;
 334                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
 335                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
 336                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 337                 }
 338         }
 339
 340         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
 341 }
 342
 343
 344 /*
 345  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which
 346  * were passed in from the bootloader.
 347  */
 348 void __init setup_system(void)
 349 {
 350         DBG(" -> setup_system()\n");
 351
 352         /* Apply the CPUs-specific and firmware specific fixups to kernel
 353          * text (nop out sections not relevant to this CPU or this firmware)
 354          */
 355         do_feature_fixups(cur_cpu_spec->cpu_features,
 356                           &__start___ftr_fixup, &__stop___ftr_fixup);
 357         do_feature_fixups(powerpc_firmware_features,
 358                           &__start___fw_ftr_fixup, &__stop___fw_ftr_fixup);
 359
 360         /*
 361          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
 362          */
 363         unflatten_device_tree();
 364
 365         /*
 366          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
 367          * retrieved from the device-tree.
 368          */
 369         initialize_cache_info();
 370
 371         /*
 372          * Initialize irq remapping subsystem
 373          */
 374         irq_early_init();
 375
 376 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
 377         /*
 378          * Initialize RTAS if available
 379          */
 380         rtas_initialize();
 381 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
 382
 383         /*
 384          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
 385          */
 386         check_for_initrd();
 387
 388         /*
 389          * Do some platform specific early initializations, that includes
 390          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
 391          * related options that will be used by finish_device_tree()
 392          */
 393         if (ppc_md.init_early)
 394                 ppc_md.init_early();
 395
 396         /*
 397          * We can discover serial ports now since the above did setup the
 398          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
 399          * so that further code can be debugged
 400          */
 401         find_legacy_serial_ports();
 402
 403         /*
 404          * Register early console
 405          */
 406         register_early_udbg_console();
 407
 408         /*
 409          * Initialize xmon
 410          */
 411         xmon_setup();
 412
 413         check_smt_enabled();
 414         smp_setup_cpu_maps();
 415
 416 #ifdef CONFIG_SMP
 417         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
 418          * we can map physical -> logical CPU ids
 419          */
 420         smp_release_cpus();
 421 #endif
 422
 423         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", init_utsname()->version);
 424
 425         printk("-----------------------------------------------------\n");
 426         printk("ppc64_pft_size                = 0x%lx\n", ppc64_pft_size);
 427         printk("physicalMemorySize            = 0x%lx\n", lmb_phys_mem_size());
 428         if (ppc64_caches.dline_size != 0x80)
 429                 printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
 430                        ppc64_caches.dline_size);
 431         if (ppc64_caches.iline_size != 0x80)
 432                 printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
 433                        ppc64_caches.iline_size);
 434         if (htab_address)
 435                 printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
 436         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
 437 #if PHYSICAL_START > 0
 438         printk("physical_start                = 0x%x\n", PHYSICAL_START);
 439 #endif
 440         printk("-----------------------------------------------------\n");
 441
 442         DBG(" <- setup_system()\n");
 443 }
 444
 445 #ifdef CONFIG_IRQSTACKS
 446 static void __init irqstack_early_init(void)
 447 {
 448         unsigned int i;
 449
 450         /*
 451          * interrupt stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 452          * SLB misses on them.
 453          */
 454         for_each_possible_cpu(i) {
 455                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 456                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 457                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 458                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 459                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 460                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 461         }
 462 }
 463 #else
 464 #define irqstack_early_init()
 465 #endif
 466
 467 /*
 468  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
 469  * early in SMP boots before relocation is enabled.
 470  */
 471 static void __init emergency_stack_init(void)
 472 {
 473         unsigned long limit;
 474         unsigned int i;
 475
 476         /*
 477          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 478          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
 479          * aligned.
 480          *
 481          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
 482          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
 483          * must also be within the RMO region.
 484          */
 485         limit = min(0x10000000UL, lmb.rmo_size);
 486
 487         for_each_possible_cpu(i)
 488                 paca[i].emergency_sp =
 489                 __va(lmb_alloc_base(HW_PAGE_SIZE, 128, limit)) + HW_PAGE_SIZE;
 490 }
 491
 492 /*
 493  * Called into from start_kernel, after lock_kernel has been called.
 494  * Initializes bootmem, which is unsed to manage page allocation until
 495  * mem_init is called.
 496  */
 497 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 498 {
 499         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
 500
 501         *cmdline_p = cmd_line;
 502
 503         /*
 504          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
 505          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
 506          * for a possibly more accurate value.
 507          */
 508         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
 509         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
 510
 511         /* reboot on panic */
 512         panic_timeout = 180;
 513
 514         if (ppc_md.panic)
 515                 setup_panic();
 516
 517         init_mm.start_code = (unsigned long)_stext;
 518         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 519         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 520         init_mm.brk = klimit;
 521
 522         irqstack_early_init();
 523         emergency_stack_init();
 524
 525         stabs_alloc();
 526
 527         /* set up the bootmem stuff with available memory */
 528         do_init_bootmem();
 529         sparse_init();
 530
 531 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
 532         conswitchp = &dummy_con;
 533 #endif
 534
 535         if (ppc_md.setup_arch)
 536                 ppc_md.setup_arch();
 537
 538         paging_init();
 539         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
 540 }
 541
 542
 543 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
 544 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
 545 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
 546 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
 547
 548 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
 549 {
 550         if (ppc_md.progress) {
 551                 char buf[128];
 552
 553                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
 554                 ppc_md.progress(buf, 0);
 555                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
 556                 ppc_md.progress(buf, 0);
 557         }
 558 }
 559
 560 /* Print a boot progress message. */
 561 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
 562 {
 563         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
 564         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
 565 }
 566
 567 /* Print a termination message (print only -- does not stop the kernel) */
 568 void ppc64_terminate_msg(unsigned int src, const char *msg)
 569 {
 570         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_TERM_MESSAGE|src, msg);
 571         printk("[terminate]%04x %s\n", src, msg);
 572 }
 573
 574 void cpu_die(void)
 575 {
 576         if (ppc_md.cpu_die)
 577                 ppc_md.cpu_die();
 578 }
 579
 580 #ifdef CONFIG_SMP
 581 void __init setup_per_cpu_areas(void)
 582 {
 583         int i;
 584         unsigned long size;
 585         char *ptr;
 586
 587         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 588         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, PAGE_SIZE);
 589 #ifdef CONFIG_MODULES
 590         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
 591                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 592 #endif
 593
 594         for_each_possible_cpu(i) {
 595                 ptr = alloc_bootmem_pages_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
 596                 if (!ptr)
 597                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
 598
 599                 paca[i].data_offset = ptr - __per_cpu_start;
 600                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 601         }
 602
 603         /* Now that per_cpu is setup, initialize cpu_sibling_map */
 604         smp_setup_cpu_sibling_map();
 605 }
 606 #endif
 607
 608
 609 #ifdef CONFIG_PPC_INDIRECT_IO
 610 struct ppc_pci_io ppc_pci_io;
 611 EXPORT_SYMBOL(ppc_pci_io);
 612 #endif /* CONFIG_PPC_INDIRECT_IO */
 613