]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/arm/arm/machdep.c
ntp: import ntp-4.2.8p16
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / arm / arm / machdep.c
1 /*      $NetBSD: arm32_machdep.c,v 1.44 2004/03/24 15:34:47 atatat Exp $        */
2
3 /*-
4  * SPDX-License-Identifier: BSD-4-Clause
5  *
6  * Copyright (c) 2004 Olivier Houchard
7  * Copyright (c) 1994-1998 Mark Brinicombe.
8  * Copyright (c) 1994 Brini.
9  * All rights reserved.
10  *
11  * This code is derived from software written for Brini by Mark Brinicombe
12  *
13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
14  * modification, are permitted provided that the following conditions
15  * are met:
16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
21  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
22  *    must display the following acknowledgement:
23  *      This product includes software developed by Mark Brinicombe
24  *      for the NetBSD Project.
25  * 4. The name of the company nor the name of the author may be used to
26  *    endorse or promote products derived from this software without specific
27  *    prior written permission.
28  *
29  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
30  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
31  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
32  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT,
33  * INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
34  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
35  * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
36  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
37  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
38  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
39  * SUCH DAMAGE.
40  *
41  * Machine dependent functions for kernel setup
42  *
43  * Created      : 17/09/94
44  * Updated      : 18/04/01 updated for new wscons
45  */
46
47 #include "opt_ddb.h"
48 #include "opt_kstack_pages.h"
49 #include "opt_platform.h"
50 #include "opt_sched.h"
51
52 #include <sys/cdefs.h>
53 __FBSDID("$FreeBSD$");
54
55 #include <sys/param.h>
56 #include <sys/buf.h>
57 #include <sys/bus.h>
58 #include <sys/cons.h>
59 #include <sys/cpu.h>
60 #include <sys/devmap.h>
61 #include <sys/efi.h>
62 #include <sys/imgact.h>
63 #include <sys/kdb.h>
64 #include <sys/kernel.h>
65 #include <sys/ktr.h>
66 #include <sys/linker.h>
67 #include <sys/msgbuf.h>
68 #include <sys/physmem.h>
69 #include <sys/reboot.h>
70 #include <sys/rwlock.h>
71 #include <sys/sched.h>
72 #include <sys/syscallsubr.h>
73 #include <sys/sysent.h>
74 #include <sys/sysproto.h>
75 #include <sys/vmmeter.h>
76
77 #include <vm/vm_object.h>
78 #include <vm/vm_page.h>
79 #include <vm/vm_pager.h>
80
81 #include <machine/asm.h>
82 #include <machine/debug_monitor.h>
83 #include <machine/machdep.h>
84 #include <machine/metadata.h>
85 #include <machine/pcb.h>
86 #include <machine/platform.h>
87 #include <machine/sysarch.h>
88 #include <machine/undefined.h>
89 #include <machine/vfp.h>
90 #include <machine/vmparam.h>
91
92 #ifdef FDT
93 #include <dev/fdt/fdt_common.h>
94 #include <machine/ofw_machdep.h>
95 #endif
96
97 #ifdef DEBUG
98 #define debugf(fmt, args...) printf(fmt, ##args)
99 #else
100 #define debugf(fmt, args...)
101 #endif
102
103 #if defined(COMPAT_FREEBSD4) || defined(COMPAT_FREEBSD5) || \
104     defined(COMPAT_FREEBSD6) || defined(COMPAT_FREEBSD7) || \
105     defined(COMPAT_FREEBSD9)
106 #error FreeBSD/arm doesn't provide compatibility with releases prior to 10
107 #endif
108
109
110 #if __ARM_ARCH < 6
111 #error FreeBSD requires ARMv6 or later
112 #endif
113
114 struct pcpu __pcpu[MAXCPU];
115 struct pcpu *pcpup = &__pcpu[0];
116
117 static struct trapframe proc0_tf;
118 uint32_t cpu_reset_address = 0;
119 int cold = 1;
120 vm_offset_t vector_page;
121
122 /* The address at which the kernel was loaded.  Set early in initarm(). */
123 vm_paddr_t arm_physmem_kernaddr;
124
125 extern int *end;
126
127 #ifdef FDT
128 vm_paddr_t pmap_pa;
129 vm_offset_t systempage;
130 vm_offset_t irqstack;
131 vm_offset_t undstack;
132 vm_offset_t abtstack;
133 #endif /* FDT */
134
135 #ifdef PLATFORM
136 static delay_func *delay_impl;
137 static void *delay_arg;
138 #endif
139
140 struct kva_md_info kmi;
141 /*
142  * arm32_vector_init:
143  *
144  *      Initialize the vector page, and select whether or not to
145  *      relocate the vectors.
146  *
147  *      NOTE: We expect the vector page to be mapped at its expected
148  *      destination.
149  */
150
151 extern unsigned int page0[], page0_data[];
152 void
153 arm_vector_init(vm_offset_t va, int which)
154 {
155         unsigned int *vectors = (int *) va;
156         unsigned int *vectors_data = vectors + (page0_data - page0);
157         int vec;
158
159         /*
160          * Loop through the vectors we're taking over, and copy the
161          * vector's insn and data word.
162          */
163         for (vec = 0; vec < ARM_NVEC; vec++) {
164                 if ((which & (1 << vec)) == 0) {
165                         /* Don't want to take over this vector. */
166                         continue;
167                 }
168                 vectors[vec] = page0[vec];
169                 vectors_data[vec] = page0_data[vec];
170         }
171
172         /* Now sync the vectors. */
173         icache_sync(va, (ARM_NVEC * 2) * sizeof(u_int));
174
175         vector_page = va;
176 }
177
178 static void
179 cpu_startup(void *dummy)
180 {
181         struct pcb *pcb = thread0.td_pcb;
182         const unsigned int mbyte = 1024 * 1024;
183
184         identify_arm_cpu();
185
186         vm_ksubmap_init(&kmi);
187
188         /*
189          * Display the RAM layout.
190          */
191         printf("real memory  = %ju (%ju MB)\n",
192             (uintmax_t)arm32_ptob(realmem),
193             (uintmax_t)arm32_ptob(realmem) / mbyte);
194         printf("avail memory = %ju (%ju MB)\n",
195             (uintmax_t)arm32_ptob(vm_free_count()),
196             (uintmax_t)arm32_ptob(vm_free_count()) / mbyte);
197         if (bootverbose) {
198                 physmem_print_tables();
199                 devmap_print_table();
200         }
201
202         bufinit();
203         vm_pager_bufferinit();
204         pcb->pcb_regs.sf_sp = (u_int)thread0.td_kstack +
205             USPACE_SVC_STACK_TOP;
206         pmap_set_pcb_pagedir(kernel_pmap, pcb);
207 }
208
209 SYSINIT(cpu, SI_SUB_CPU, SI_ORDER_FIRST, cpu_startup, NULL);
210
211 /*
212  * Flush the D-cache for non-DMA I/O so that the I-cache can
213  * be made coherent later.
214  */
215 void
216 cpu_flush_dcache(void *ptr, size_t len)
217 {
218
219         dcache_wb_poc((vm_offset_t)ptr, (vm_paddr_t)vtophys(ptr), len);
220 }
221
222 /* Get current clock frequency for the given cpu id. */
223 int
224 cpu_est_clockrate(int cpu_id, uint64_t *rate)
225 {
226         struct pcpu *pc;
227
228         pc = pcpu_find(cpu_id);
229         if (pc == NULL || rate == NULL)
230                 return (EINVAL);
231
232         if (pc->pc_clock == 0)
233                 return (EOPNOTSUPP);
234
235         *rate = pc->pc_clock;
236
237         return (0);
238 }
239
240 void
241 cpu_idle(int busy)
242 {
243
244         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d", busy, curcpu);
245         spinlock_enter();
246         if (!busy)
247                 cpu_idleclock();
248         if (!sched_runnable())
249                 cpu_sleep(0);
250         if (!busy)
251                 cpu_activeclock();
252         spinlock_exit();
253         CTR2(KTR_SPARE2, "cpu_idle(%d) at %d done", busy, curcpu);
254 }
255
256 int
257 cpu_idle_wakeup(int cpu)
258 {
259
260         return (0);
261 }
262
263 void
264 cpu_initclocks(void)
265 {
266
267 #ifdef SMP
268         if (PCPU_GET(cpuid) == 0)
269                 cpu_initclocks_bsp();
270         else
271                 cpu_initclocks_ap();
272 #else
273         cpu_initclocks_bsp();
274 #endif
275 }
276
277 #ifdef PLATFORM
278 void
279 arm_set_delay(delay_func *impl, void *arg)
280 {
281
282         KASSERT(impl != NULL, ("No DELAY implementation"));
283         delay_impl = impl;
284         delay_arg = arg;
285 }
286
287 void
288 DELAY(int usec)
289 {
290
291         TSENTER();
292         delay_impl(usec, delay_arg);
293         TSEXIT();
294 }
295 #endif
296
297 void
298 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t size)
299 {
300
301         pcpu->pc_mpidr = 0xffffffff;
302 }
303
304 void
305 spinlock_enter(void)
306 {
307         struct thread *td;
308         register_t cspr;
309
310         td = curthread;
311         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
312                 cspr = disable_interrupts(PSR_I | PSR_F);
313                 td->td_md.md_spinlock_count = 1;
314                 td->td_md.md_saved_cspr = cspr;
315                 critical_enter();
316         } else
317                 td->td_md.md_spinlock_count++;
318 }
319
320 void
321 spinlock_exit(void)
322 {
323         struct thread *td;
324         register_t cspr;
325
326         td = curthread;
327         cspr = td->td_md.md_saved_cspr;
328         td->td_md.md_spinlock_count--;
329         if (td->td_md.md_spinlock_count == 0) {
330                 critical_exit();
331                 restore_interrupts(cspr);
332         }
333 }
334
335 /*
336  * Construct a PCB from a trapframe. This is called from kdb_trap() where
337  * we want to start a backtrace from the function that caused us to enter
338  * the debugger. We have the context in the trapframe, but base the trace
339  * on the PCB. The PCB doesn't have to be perfect, as long as it contains
340  * enough for a backtrace.
341  */
342 void
343 makectx(struct trapframe *tf, struct pcb *pcb)
344 {
345         pcb->pcb_regs.sf_r4 = tf->tf_r4;
346         pcb->pcb_regs.sf_r5 = tf->tf_r5;
347         pcb->pcb_regs.sf_r6 = tf->tf_r6;
348         pcb->pcb_regs.sf_r7 = tf->tf_r7;
349         pcb->pcb_regs.sf_r8 = tf->tf_r8;
350         pcb->pcb_regs.sf_r9 = tf->tf_r9;
351         pcb->pcb_regs.sf_r10 = tf->tf_r10;
352         pcb->pcb_regs.sf_r11 = tf->tf_r11;
353         pcb->pcb_regs.sf_r12 = tf->tf_r12;
354         pcb->pcb_regs.sf_pc = tf->tf_pc;
355         pcb->pcb_regs.sf_lr = tf->tf_usr_lr;
356         pcb->pcb_regs.sf_sp = tf->tf_usr_sp;
357 }
358
359 void
360 pcpu0_init(void)
361 {
362         set_curthread(&thread0);
363         pcpu_init(pcpup, 0, sizeof(struct pcpu));
364         pcpup->pc_mpidr = cp15_mpidr_get() & 0xFFFFFF;
365         PCPU_SET(curthread, &thread0);
366 }
367
368 /*
369  * Initialize proc0
370  */
371 void
372 init_proc0(vm_offset_t kstack)
373 {
374         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
375         thread0.td_kstack = kstack;
376         thread0.td_kstack_pages = kstack_pages;
377         thread0.td_pcb = (struct pcb *)(thread0.td_kstack +
378             thread0.td_kstack_pages * PAGE_SIZE) - 1;
379         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
380         thread0.td_pcb->pcb_fpflags = 0;
381         thread0.td_pcb->pcb_vfpcpu = -1;
382         thread0.td_pcb->pcb_vfpstate.fpscr = VFPSCR_DN;
383         thread0.td_pcb->pcb_vfpsaved = &thread0.td_pcb->pcb_vfpstate;
384         thread0.td_frame = &proc0_tf;
385         pcpup->pc_curpcb = thread0.td_pcb;
386 }
387
388 void
389 set_stackptrs(int cpu)
390 {
391
392         set_stackptr(PSR_IRQ32_MODE,
393             irqstack + ((IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE) * (cpu + 1)));
394         set_stackptr(PSR_ABT32_MODE,
395             abtstack + ((ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE) * (cpu + 1)));
396         set_stackptr(PSR_UND32_MODE,
397             undstack + ((UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE) * (cpu + 1)));
398 }
399
400 static void
401 arm_kdb_init(void)
402 {
403
404         kdb_init();
405 #ifdef KDB
406         if (boothowto & RB_KDB)
407                 kdb_enter(KDB_WHY_BOOTFLAGS, "Boot flags requested debugger");
408 #endif
409 }
410
411 #ifdef FDT
412 void *
413 initarm(struct arm_boot_params *abp)
414 {
415         struct mem_region mem_regions[FDT_MEM_REGIONS];
416         vm_paddr_t lastaddr;
417         vm_offset_t dtbp, kernelstack, dpcpu;
418         char *env;
419         void *kmdp;
420         int err_devmap, mem_regions_sz;
421         phandle_t root;
422         char dts_version[255];
423 #ifdef EFI
424         struct efi_map_header *efihdr;
425 #endif
426
427         /* get last allocated physical address */
428         arm_physmem_kernaddr = abp->abp_physaddr;
429         lastaddr = parse_boot_param(abp) - KERNVIRTADDR + arm_physmem_kernaddr;
430
431         set_cpufuncs();
432         cpuinfo_init();
433
434         /*
435          * Find the dtb passed in by the boot loader.
436          */
437         kmdp = preload_search_by_type("elf kernel");
438         dtbp = MD_FETCH(kmdp, MODINFOMD_DTBP, vm_offset_t);
439 #if defined(FDT_DTB_STATIC)
440         /*
441          * In case the device tree blob was not retrieved (from metadata) try
442          * to use the statically embedded one.
443          */
444         if (dtbp == (vm_offset_t)NULL)
445                 dtbp = (vm_offset_t)&fdt_static_dtb;
446 #endif
447
448         if (OF_install(OFW_FDT, 0) == FALSE)
449                 panic("Cannot install FDT");
450
451         if (OF_init((void *)dtbp) != 0)
452                 panic("OF_init failed with the found device tree");
453
454 #if defined(LINUX_BOOT_ABI)
455         arm_parse_fdt_bootargs();
456 #endif
457
458 #ifdef EFI
459         efihdr = (struct efi_map_header *)preload_search_info(kmdp,
460             MODINFO_METADATA | MODINFOMD_EFI_MAP);
461         if (efihdr != NULL) {
462                 arm_add_efi_map_entries(efihdr, mem_regions, &mem_regions_sz);
463         } else
464 #endif
465         {
466                 /* Grab physical memory regions information from device tree. */
467                 if (fdt_get_mem_regions(mem_regions, &mem_regions_sz,NULL) != 0)
468                         panic("Cannot get physical memory regions");
469         }
470         physmem_hardware_regions(mem_regions, mem_regions_sz);
471
472         /* Grab reserved memory regions information from device tree. */
473         if (fdt_get_reserved_regions(mem_regions, &mem_regions_sz) == 0)
474                 physmem_exclude_regions(mem_regions, mem_regions_sz,
475                     EXFLAG_NODUMP | EXFLAG_NOALLOC);
476
477         /*
478          * Set TEX remapping registers.
479          * Setup kernel page tables and switch to kernel L1 page table.
480          */
481         pmap_set_tex();
482         pmap_bootstrap_prepare(lastaddr);
483
484         /*
485          * If EARLY_PRINTF support is enabled, we need to re-establish the
486          * mapping after pmap_bootstrap_prepare() switches to new page tables.
487          * Note that we can only do the remapping if the VA is outside the
488          * kernel, now that we have real virtual (not VA=PA) mappings in effect.
489          * Early printf does not work between the time pmap_set_tex() does
490          * cp15_prrr_set() and this code remaps the VA.
491          */
492 #if defined(EARLY_PRINTF) && defined(SOCDEV_PA) && defined(SOCDEV_VA) && SOCDEV_VA < KERNBASE
493         pmap_preboot_map_attr(SOCDEV_PA, SOCDEV_VA, 1024 * 1024, 
494             VM_PROT_READ | VM_PROT_WRITE, VM_MEMATTR_DEVICE);
495 #endif
496
497         /*
498          * Now that proper page tables are installed, call cpu_setup() to enable
499          * instruction and data caches and other chip-specific features.
500          */
501         cpu_setup();
502
503         /* Platform-specific initialisation */
504         platform_probe_and_attach();
505         pcpu0_init();
506
507         /* Do basic tuning, hz etc */
508         init_param1();
509
510         /*
511          * Allocate a page for the system page mapped to 0xffff0000
512          * This page will just contain the system vectors and can be
513          * shared by all processes.
514          */
515         systempage = pmap_preboot_get_pages(1);
516
517         /* Map the vector page. */
518         pmap_preboot_map_pages(systempage, ARM_VECTORS_HIGH,  1);
519         if (virtual_end >= ARM_VECTORS_HIGH)
520                 virtual_end = ARM_VECTORS_HIGH - 1;
521
522         /* Allocate dynamic per-cpu area. */
523         dpcpu = pmap_preboot_get_vpages(DPCPU_SIZE / PAGE_SIZE);
524         dpcpu_init((void *)dpcpu, 0);
525
526         /* Allocate stacks for all modes */
527         irqstack    = pmap_preboot_get_vpages(IRQ_STACK_SIZE * MAXCPU);
528         abtstack    = pmap_preboot_get_vpages(ABT_STACK_SIZE * MAXCPU);
529         undstack    = pmap_preboot_get_vpages(UND_STACK_SIZE * MAXCPU );
530         kernelstack = pmap_preboot_get_vpages(kstack_pages);
531
532         /* Allocate message buffer. */
533         msgbufp = (void *)pmap_preboot_get_vpages(
534             round_page(msgbufsize) / PAGE_SIZE);
535
536         /*
537          * Pages were allocated during the secondary bootstrap for the
538          * stacks for different CPU modes.
539          * We must now set the r13 registers in the different CPU modes to
540          * point to these stacks.
541          * Since the ARM stacks use STMFD etc. we must set r13 to the top end
542          * of the stack memory.
543          */
544         set_stackptrs(0);
545         mutex_init();
546
547         /* Establish static device mappings. */
548         err_devmap = platform_devmap_init();
549         devmap_bootstrap(0, NULL);
550         vm_max_kernel_address = platform_lastaddr();
551
552         /*
553          * Only after the SOC registers block is mapped we can perform device
554          * tree fixups, as they may attempt to read parameters from hardware.
555          */
556         OF_interpret("perform-fixup", 0);
557         platform_gpio_init();
558         cninit();
559
560         /*
561          * If we made a mapping for EARLY_PRINTF after pmap_bootstrap_prepare(),
562          * undo it now that the normal console printf works.
563          */
564 #if defined(EARLY_PRINTF) && defined(SOCDEV_PA) && defined(SOCDEV_VA) && SOCDEV_VA < KERNBASE
565         pmap_kremove(SOCDEV_VA);
566 #endif
567
568         debugf("initarm: console initialized\n");
569         debugf(" arg1 kmdp = 0x%08x\n", (uint32_t)kmdp);
570         debugf(" boothowto = 0x%08x\n", boothowto);
571         debugf(" dtbp = 0x%08x\n", (uint32_t)dtbp);
572         debugf(" lastaddr1: 0x%08x\n", lastaddr);
573         arm_print_kenv();
574
575         env = kern_getenv("kernelname");
576         if (env != NULL)
577                 strlcpy(kernelname, env, sizeof(kernelname));
578
579         if (err_devmap != 0)
580                 printf("WARNING: could not fully configure devmap, error=%d\n",
581                     err_devmap);
582
583         platform_late_init();
584
585         root = OF_finddevice("/");
586         if (OF_getprop(root, "freebsd,dts-version", dts_version, sizeof(dts_version)) > 0) {
587                 if (strcmp(LINUX_DTS_VERSION, dts_version) != 0)
588                         printf("WARNING: DTB version is %s while kernel expects %s, "
589                             "please update the DTB in the ESP\n",
590                             dts_version,
591                             LINUX_DTS_VERSION);
592         } else {
593                 printf("WARNING: Cannot find freebsd,dts-version property, "
594                     "cannot check DTB compliance\n");
595         }
596
597         /*
598          * We must now clean the cache again....
599          * Cleaning may be done by reading new data to displace any
600          * dirty data in the cache. This will have happened in cpu_setttb()
601          * but since we are boot strapping the addresses used for the read
602          * may have just been remapped and thus the cache could be out
603          * of sync. A re-clean after the switch will cure this.
604          * After booting there are no gross relocations of the kernel thus
605          * this problem will not occur after initarm().
606          */
607         /* Set stack for exception handlers */
608         undefined_init();
609         init_proc0(kernelstack);
610         arm_vector_init(ARM_VECTORS_HIGH, ARM_VEC_ALL);
611         enable_interrupts(PSR_A);
612         pmap_bootstrap(0);
613
614         /* Exclude the kernel (and all the things we allocated which immediately
615          * follow the kernel) from the VM allocation pool but not from crash
616          * dumps.  virtual_avail is a global variable which tracks the kva we've
617          * "allocated" while setting up pmaps.
618          *
619          * Prepare the list of physical memory available to the vm subsystem.
620          */
621         physmem_exclude_region(abp->abp_physaddr,
622                 pmap_preboot_get_pages(0) - abp->abp_physaddr, EXFLAG_NOALLOC);
623         physmem_init_kernel_globals();
624
625         init_param2(physmem);
626         /* Init message buffer. */
627         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
628         dbg_monitor_init();
629         arm_kdb_init();
630         /* Apply possible BP hardening. */
631         cpuinfo_init_bp_hardening();
632         return ((void *)STACKALIGN(thread0.td_pcb));
633
634 }
635 #endif /* FDT */