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 #ifdef CONFIG_FTRACE
  89 extern void _mcount(void);
  90 EXPORT_SYMBOL(_mcount);
  91 #endif
  92
  93 /*
  94  * These are used in binfmt_elf.c to put aux entries on the stack
  95  * for each elf executable being started.
  96  */
  97 int dcache_bsize;
  98 int icache_bsize;
  99 int ucache_bsize;
 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 = of_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         /* -------- printk is _NOT_ safe to use here ! ------- */
 179
 180         /* Fill in any unititialised pacas */
 181         initialise_pacas();
 182
 183         /* Identify CPU type */
 184         identify_cpu(0, mfspr(SPRN_PVR));
 185
 186         /* Assume we're on cpu 0 for now. Don't write to the paca yet! */
 187         setup_paca(0);
 188
 189         /* Initialize lockdep early or else spinlocks will blow */
 190         lockdep_init();
 191
 192         /* -------- printk is now safe to use ------- */
 193
 194         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
 195         udbg_early_init();
 196
 197         DBG(" -> early_setup(), dt_ptr: 0x%lx\n", dt_ptr);
 198
 199         /*
 200          * Do early initialization using the flattened device
 201          * tree, such as retrieving the physical memory map or
 202          * calculating/retrieving the hash table size.
 203          */
 204         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
 205
 206         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
 207         setup_paca(boot_cpuid);
 208
 209         /* Fix up paca fields required for the boot cpu */
 210         get_paca()->cpu_start = 1;
 211         get_paca()->stab_real = __pa((u64)&initial_stab);
 212         get_paca()->stab_addr = (u64)&initial_stab;
 213
 214         /* Probe the machine type */
 215         probe_machine();
 216
 217         setup_kdump_trampoline();
 218
 219         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
 220
 221         /*
 222          * Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
 223          * of memory. Has to be done before stab/slb initialization as
 224          * this is currently where the page size encoding is obtained
 225          */
 226         htab_initialize();
 227
 228         /*
 229          * Initialize stab / SLB management except on iSeries
 230          */
 231         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 232                 slb_initialize();
 233         else if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
 234                 stab_initialize(get_paca()->stab_real);
 235
 236         DBG(" <- early_setup()\n");
 237 }
 238
 239 #ifdef CONFIG_SMP
 240 void early_setup_secondary(void)
 241 {
 242         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 243
 244         /* Mark interrupts enabled in PACA */
 245         lpaca->soft_enabled = 0;
 246
 247         /* Initialize hash table for that CPU */
 248         htab_initialize_secondary();
 249
 250         /* Initialize STAB/SLB. We use a virtual address as it works
 251          * in real mode on pSeries and we want a virutal address on
 252          * iSeries anyway
 253          */
 254         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 255                 slb_initialize();
 256         else
 257                 stab_initialize(lpaca->stab_addr);
 258 }
 259
 260 #endif /* CONFIG_SMP */
 261
 262 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
 263 void smp_release_cpus(void)
 264 {
 265         extern unsigned long __secondary_hold_spinloop;
 266         unsigned long *ptr;
 267
 268         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
 269
 270         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
 271          * all now so they can start to spin on their individual paca
 272          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
 273          * of the common spinloop.
 274          * This is useless but harmless on iSeries, secondaries are already
 275          * waiting on their paca spinloops. */
 276
 277         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
 278                         - PHYSICAL_START);
 279         *ptr = 1;
 280         mb();
 281
 282         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
 283 }
 284 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
 285
 286 /*
 287  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
 288  * structures
 289  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
 290  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
 291  * routines and/or provided to userland
 292  */
 293 static void __init initialize_cache_info(void)
 294 {
 295         struct device_node *np;
 296         unsigned long num_cpus = 0;
 297
 298         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
 299
 300         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
 301                 num_cpus += 1;
 302
 303                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
 304                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
 305                  */
 306
 307                 if ( num_cpus == 1 ) {
 308                         const u32 *sizep, *lsizep;
 309                         u32 size, lsize;
 310
 311                         size = 0;
 312                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
 313                         sizep = of_get_property(np, "d-cache-size", NULL);
 314                         if (sizep != NULL)
 315                                 size = *sizep;
 316                         lsizep = of_get_property(np, "d-cache-block-size", NULL);
 317                         /* fallback if block size missing */
 318                         if (lsizep == NULL)
 319                                 lsizep = of_get_property(np, "d-cache-line-size", NULL);
 320                         if (lsizep != NULL)
 321                                 lsize = *lsizep;
 322                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 323                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
 324                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 325
 326                         ppc64_caches.dsize = size;
 327                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
 328                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
 329                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 330
 331                         size = 0;
 332                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
 333                         sizep = of_get_property(np, "i-cache-size", NULL);
 334                         if (sizep != NULL)
 335                                 size = *sizep;
 336                         lsizep = of_get_property(np, "i-cache-block-size", NULL);
 337                         if (lsizep == NULL)
 338                                 lsizep = of_get_property(np, "i-cache-line-size", NULL);
 339                         if (lsizep != NULL)
 340                                 lsize = *lsizep;
 341                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 342                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
 343                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 344
 345                         ppc64_caches.isize = size;
 346                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
 347                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
 348                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 349                 }
 350         }
 351
 352         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
 353 }
 354
 355
 356 /*
 357  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which
 358  * were passed in from the bootloader.
 359  */
 360 void __init setup_system(void)
 361 {
 362         DBG(" -> setup_system()\n");
 363
 364         /* Apply the CPUs-specific and firmware specific fixups to kernel
 365          * text (nop out sections not relevant to this CPU or this firmware)
 366          */
 367         do_feature_fixups(cur_cpu_spec->cpu_features,
 368                           &__start___ftr_fixup, &__stop___ftr_fixup);
 369         do_feature_fixups(powerpc_firmware_features,
 370                           &__start___fw_ftr_fixup, &__stop___fw_ftr_fixup);
 371
 372         /*
 373          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
 374          */
 375         unflatten_device_tree();
 376
 377         /*
 378          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
 379          * retrieved from the device-tree.
 380          */
 381         initialize_cache_info();
 382
 383         /*
 384          * Initialize irq remapping subsystem
 385          */
 386         irq_early_init();
 387
 388 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
 389         /*
 390          * Initialize RTAS if available
 391          */
 392         rtas_initialize();
 393 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
 394
 395         /*
 396          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
 397          */
 398         check_for_initrd();
 399
 400         /*
 401          * Do some platform specific early initializations, that includes
 402          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
 403          * related options that will be used by finish_device_tree()
 404          */
 405         if (ppc_md.init_early)
 406                 ppc_md.init_early();
 407
 408         /*
 409          * We can discover serial ports now since the above did setup the
 410          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
 411          * so that further code can be debugged
 412          */
 413         find_legacy_serial_ports();
 414
 415         /*
 416          * Register early console
 417          */
 418         register_early_udbg_console();
 419
 420         /*
 421          * Initialize xmon
 422          */
 423         xmon_setup();
 424
 425         check_smt_enabled();
 426         smp_setup_cpu_maps();
 427
 428 #ifdef CONFIG_SMP
 429         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
 430          * we can map physical -> logical CPU ids
 431          */
 432         smp_release_cpus();
 433 #endif
 434
 435         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", init_utsname()->version);
 436
 437         printk("-----------------------------------------------------\n");
 438         printk("ppc64_pft_size                = 0x%lx\n", ppc64_pft_size);
 439         printk("physicalMemorySize            = 0x%lx\n", lmb_phys_mem_size());
 440         if (ppc64_caches.dline_size != 0x80)
 441                 printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
 442                        ppc64_caches.dline_size);
 443         if (ppc64_caches.iline_size != 0x80)
 444                 printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
 445                        ppc64_caches.iline_size);
 446         if (htab_address)
 447                 printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
 448         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
 449 #if PHYSICAL_START > 0
 450         printk("physical_start                = 0x%lx\n", PHYSICAL_START);
 451 #endif
 452         printk("-----------------------------------------------------\n");
 453
 454         DBG(" <- setup_system()\n");
 455 }
 456
 457 #ifdef CONFIG_IRQSTACKS
 458 static void __init irqstack_early_init(void)
 459 {
 460         unsigned int i;
 461
 462         /*
 463          * interrupt stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 464          * SLB misses on them.
 465          */
 466         for_each_possible_cpu(i) {
 467                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 468                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 469                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 470                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 471                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 472                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 473         }
 474 }
 475 #else
 476 #define irqstack_early_init()
 477 #endif
 478
 479 /*
 480  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
 481  * early in SMP boots before relocation is enabled.
 482  */
 483 static void __init emergency_stack_init(void)
 484 {
 485         unsigned long limit;
 486         unsigned int i;
 487
 488         /*
 489          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 490          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
 491          * aligned.
 492          *
 493          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
 494          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
 495          * must also be within the RMO region.
 496          */
 497         limit = min(0x10000000UL, lmb.rmo_size);
 498
 499         for_each_possible_cpu(i) {
 500                 unsigned long sp;
 501                 sp  = lmb_alloc_base(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE, limit);
 502                 sp += THREAD_SIZE;
 503                 paca[i].emergency_sp = __va(sp);
 504         }
 505 }
 506
 507 /*
 508  * Called into from start_kernel, after lock_kernel has been called.
 509  * Initializes bootmem, which is unsed to manage page allocation until
 510  * mem_init is called.
 511  */
 512 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 513 {
 514         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
 515
 516         *cmdline_p = cmd_line;
 517
 518         /*
 519          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
 520          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
 521          * for a possibly more accurate value.
 522          */
 523         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
 524         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
 525
 526         /* reboot on panic */
 527         panic_timeout = 180;
 528
 529         if (ppc_md.panic)
 530                 setup_panic();
 531
 532         init_mm.start_code = (unsigned long)_stext;
 533         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 534         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 535         init_mm.brk = klimit;
 536
 537         irqstack_early_init();
 538         emergency_stack_init();
 539
 540         stabs_alloc();
 541
 542         /* set up the bootmem stuff with available memory */
 543         do_init_bootmem();
 544         sparse_init();
 545
 546 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
 547         conswitchp = &dummy_con;
 548 #endif
 549
 550         if (ppc_md.setup_arch)
 551                 ppc_md.setup_arch();
 552
 553         paging_init();
 554         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
 555 }
 556
 557
 558 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
 559 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
 560 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
 561 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
 562
 563 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
 564 {
 565         if (ppc_md.progress) {
 566                 char buf[128];
 567
 568                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
 569                 ppc_md.progress(buf, 0);
 570                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
 571                 ppc_md.progress(buf, 0);
 572         }
 573 }
 574
 575 /* Print a boot progress message. */
 576 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
 577 {
 578         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
 579         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
 580 }
 581
 582 /* Print a termination message (print only -- does not stop the kernel) */
 583 void ppc64_terminate_msg(unsigned int src, const char *msg)
 584 {
 585         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_TERM_MESSAGE|src, msg);
 586         printk("[terminate]%04x %s\n", src, msg);
 587 }
 588
 589 void cpu_die(void)
 590 {
 591         if (ppc_md.cpu_die)
 592                 ppc_md.cpu_die();
 593 }
 594
 595 #ifdef CONFIG_SMP
 596 void __init setup_per_cpu_areas(void)
 597 {
 598         int i;
 599         unsigned long size;
 600         char *ptr;
 601
 602         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
 603         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, PAGE_SIZE);
 604 #ifdef CONFIG_MODULES
 605         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
 606                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
 607 #endif
 608
 609         for_each_possible_cpu(i) {
 610                 ptr = alloc_bootmem_pages_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
 611                 if (!ptr)
 612                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
 613
 614                 paca[i].data_offset = ptr - __per_cpu_start;
 615                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
 616         }
 617
 618         /* Now that per_cpu is setup, initialize cpu_sibling_map */
 619         smp_setup_cpu_sibling_map();
 620 }
 621 #endif
 622
 623
 624 #ifdef CONFIG_PPC_INDIRECT_IO
 625 struct ppc_pci_io ppc_pci_io;
 626 EXPORT_SYMBOL(ppc_pci_io);
 627 #endif /* CONFIG_PPC_INDIRECT_IO */
 628