sys/arm/cavium/cns11xx/econa_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2009 Yohanes Nugroho <yohanes@gmail.com>
   3  * Copyright (c) 1994-1998 Mark Brinicombe.
   4  * Copyright (c) 1994 Brini.
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software written for Brini by Mark Brinicombe
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by Brini.
  20  * 4. The name of the company nor the name of the author may be used to
  21  *    endorse or promote products derived from this software without specific
  22  *    prior written permission.
  23  *
  24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY BRINI ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
  25  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
  26  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  27  * IN NO EVENT SHALL BRINI OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT,
  28  * INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
  29  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
  30  * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  34  * SUCH DAMAGE.
  35  *
  36  */
  37
  38 #include <sys/cdefs.h>
  39 __FBSDID("$FreeBSD$");
  40
  41 #include "opt_kstack_pages.h"
  42
  43 #define _ARM32_BUS_DMA_PRIVATE
  44 #include <sys/param.h>
  45 #include <sys/systm.h>
  46 #include <sys/sysproto.h>
  47 #include <sys/signalvar.h>
  48 #include <sys/imgact.h>
  49 #include <sys/kernel.h>
  50 #include <sys/ktr.h>
  51 #include <sys/linker.h>
  52 #include <sys/lock.h>
  53 #include <sys/malloc.h>
  54 #include <sys/mutex.h>
  55 #include <sys/pcpu.h>
  56 #include <sys/proc.h>
  57 #include <sys/ptrace.h>
  58 #include <sys/cons.h>
  59 #include <sys/bio.h>
  60 #include <sys/bus.h>
  61 #include <sys/buf.h>
  62 #include <sys/exec.h>
  63 #include <sys/kdb.h>
  64 #include <sys/msgbuf.h>
  65 #include <sys/devmap.h>
  66 #include <machine/physmem.h>
  67 #include <machine/reg.h>
  68 #include <machine/cpu.h>
  69
  70 #include <vm/vm.h>
  71 #include <vm/pmap.h>
  72 #include <vm/vm_object.h>
  73 #include <vm/vm_page.h>
  74 #include <vm/vm_map.h>
  75 #include <machine/vmparam.h>
  76 #include <machine/pcb.h>
  77 #include <machine/undefined.h>
  78 #include <machine/machdep.h>
  79 #include <machine/metadata.h>
  80 #include <machine/armreg.h>
  81 #include <machine/bus.h>
  82 #include <sys/reboot.h>
  83 #include "econa_reg.h"
  84
  85 /* Page table for mapping proc0 zero page */
  86 #define KERNEL_PT_SYS           0
  87 #define KERNEL_PT_KERN          1
  88 #define KERNEL_PT_KERN_NUM      22
  89 /* L2 table for mapping after kernel */
  90 #define KERNEL_PT_AFKERNEL      KERNEL_PT_KERN + KERNEL_PT_KERN_NUM
  91 #define KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM  5
  92
  93 /* this should be evenly divisable by PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL (or 4) */
  94 #define NUM_KERNEL_PTS  (KERNEL_PT_AFKERNEL + KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM)
  95
  96 struct pv_addr kernel_pt_table[NUM_KERNEL_PTS];
  97
  98 /* Physical and virtual addresses for some global pages */
  99
 100 struct pv_addr systempage;
 101 struct pv_addr msgbufpv;
 102 struct pv_addr irqstack;
 103 struct pv_addr undstack;
 104 struct pv_addr abtstack;
 105 struct pv_addr kernelstack;
 106
 107 /* Static device mappings. */
 108 static const struct devmap_entry econa_devmap[] = {
 109         {
 110                 /*
 111                  * This maps DDR SDRAM
 112                  */
 113                 ECONA_SDRAM_BASE, /*virtual*/
 114                 ECONA_SDRAM_BASE, /*physical*/
 115                 ECONA_SDRAM_SIZE, /*size*/
 116         },
 117         /*
 118          * Map the on-board devices VA == PA so that we can access them
 119          * with the MMU on or off.
 120          */
 121         {
 122                 /*
 123                  * This maps the interrupt controller, the UART
 124                  * and the timer.
 125                  */
 126                 ECONA_IO_BASE, /*virtual*/
 127                 ECONA_IO_BASE, /*physical*/
 128                 ECONA_IO_SIZE, /*size*/
 129         },
 130         {
 131                 /*
 132                  * OHCI + EHCI
 133                  */
 134                 ECONA_OHCI_VBASE, /*virtual*/
 135                 ECONA_OHCI_PBASE, /*physical*/
 136                 ECONA_USB_SIZE, /*size*/
 137         },
 138         {
 139                 /*
 140                  * CFI
 141                  */
 142                 ECONA_CFI_VBASE, /*virtual*/
 143                 ECONA_CFI_PBASE, /*physical*/
 144                 ECONA_CFI_SIZE,
 145         },
 146         {
 147                 0,
 148                 0,
 149                 0,
 150         }
 151 };
 152
 153
 154 void *
 155 initarm(struct arm_boot_params *abp)
 156 {
 157         struct pv_addr  kernel_l1pt;
 158         volatile uint32_t * ddr = (uint32_t *)0x4000000C;
 159         int loop, i;
 160         u_int l1pagetable;
 161         vm_offset_t afterkern;
 162         vm_offset_t freemempos;
 163         vm_offset_t lastaddr;
 164         uint32_t memsize;
 165         int mem_info;
 166
 167         boothowto = RB_VERBOSE;
 168         lastaddr = parse_boot_param(abp);
 169         arm_physmem_kernaddr = abp->abp_physaddr;
 170         set_cpufuncs();
 171         pcpu0_init();
 172
 173         /* Do basic tuning, hz etc */
 174         init_param1();
 175
 176
 177         freemempos = (lastaddr + PAGE_MASK) & ~PAGE_MASK;
 178         /* Define a macro to simplify memory allocation */
 179 #define valloc_pages(var, np)                   \
 180         alloc_pages((var).pv_va, (np));         \
 181         (var).pv_pa = (var).pv_va + (abp->abp_physaddr - KERNVIRTADDR);
 182
 183 #define alloc_pages(var, np)                    \
 184         (var) = freemempos;             \
 185         freemempos += (np * PAGE_SIZE);         \
 186         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
 187
 188         while (((freemempos - L1_TABLE_SIZE) & (L1_TABLE_SIZE - 1)) != 0)
 189                 freemempos += PAGE_SIZE;
 190         valloc_pages(kernel_l1pt, L1_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 191         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 192                 if (!(loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL))) {
 193                         valloc_pages(kernel_pt_table[loop],
 194                             L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 195                 } else {
 196                         kernel_pt_table[loop].pv_va = freemempos -
 197                             (loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL)) *
 198                             L2_TABLE_SIZE_REAL;
 199                         kernel_pt_table[loop].pv_pa =
 200                             kernel_pt_table[loop].pv_va - KERNVIRTADDR +
 201                             abp->abp_physaddr;
 202                 }
 203         }
 204         /*
 205          * Allocate a page for the system page mapped to V0x00000000
 206          * This page will just contain the system vectors and can be
 207          * shared by all processes.
 208          */
 209         valloc_pages(systempage, 1);
 210
 211         /* Allocate stacks for all modes */
 212         valloc_pages(irqstack, IRQ_STACK_SIZE);
 213         valloc_pages(abtstack, ABT_STACK_SIZE);
 214         valloc_pages(undstack, UND_STACK_SIZE);
 215         valloc_pages(kernelstack, kstack_pages);
 216         valloc_pages(msgbufpv, round_page(msgbufsize) / PAGE_SIZE);
 217
 218         /*
 219          * Now we start construction of the L1 page table
 220          * We start by mapping the L2 page tables into the L1.
 221          * This means that we can replace L1 mappings later on if necessary
 222          */
 223         l1pagetable = kernel_l1pt.pv_va;
 224
 225         /* Map the L2 pages tables in the L1 page table */
 226         pmap_link_l2pt(l1pagetable, ARM_VECTORS_HIGH,
 227             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_SYS]);
 228         for (i = 0; i < KERNEL_PT_KERN_NUM; i++)
 229                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, KERNBASE + i * L1_S_SIZE,
 230                     &kernel_pt_table[KERNEL_PT_KERN + i]);
 231         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE, PHYSADDR,
 232            rounddown2(((uint32_t)lastaddr - KERNBASE) + PAGE_SIZE, PAGE_SIZE),
 233            VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 234         afterkern = round_page(rounddown2(lastaddr + L1_S_SIZE, L1_S_SIZE));
 235         for (i = 0; i < KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM; i++) {
 236                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, afterkern + i * L1_S_SIZE,
 237                     &kernel_pt_table[KERNEL_PT_AFKERNEL + i]);
 238         }
 239
 240         /* Map the vector page. */
 241         pmap_map_entry(l1pagetable, ARM_VECTORS_HIGH, systempage.pv_pa,
 242             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 243
 244
 245         /* Map the stack pages */
 246         pmap_map_chunk(l1pagetable, irqstack.pv_va, irqstack.pv_pa,
 247             IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 248         pmap_map_chunk(l1pagetable, abtstack.pv_va, abtstack.pv_pa,
 249             ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 250         pmap_map_chunk(l1pagetable, undstack.pv_va, undstack.pv_pa,
 251             UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 252         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernelstack.pv_va, kernelstack.pv_pa,
 253             kstack_pages * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 254
 255         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_l1pt.pv_va, kernel_l1pt.pv_pa,
 256             L1_TABLE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 257         pmap_map_chunk(l1pagetable, msgbufpv.pv_va, msgbufpv.pv_pa,
 258             msgbufsize, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 259
 260         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 261                 pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_pt_table[loop].pv_va,
 262                     kernel_pt_table[loop].pv_pa, L2_TABLE_SIZE,
 263                     VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 264         }
 265
 266         devmap_bootstrap(l1pagetable, econa_devmap);
 267         cpu_domains((DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2)) | DOMAIN_CLIENT);
 268         cpu_setttb(kernel_l1pt.pv_pa);
 269         cpu_tlb_flushID();
 270         cpu_domains(DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2));
 271         cninit();
 272         mem_info = ((*ddr) >> 4) & 0x3;
 273         memsize = (8<<mem_info)*1024*1024;
 274
 275         /* Enable MMU in system control register (SCTLR). */
 276         cpu_control(CPU_CONTROL_MMU_ENABLE, CPU_CONTROL_MMU_ENABLE);
 277
 278         /*
 279          * Pages were allocated during the secondary bootstrap for the
 280          * stacks for different CPU modes.
 281          * We must now set the r13 registers in the different CPU modes to
 282          * point to these stacks.
 283          * Since the ARM stacks use STMFD etc. we must set r13 to the top end
 284          * of the stack memory.
 285          */
 286         set_stackptrs(0);
 287
 288         /*
 289          * We must now clean the cache again....
 290          * Cleaning may be done by reading new data to displace any
 291          * dirty data in the cache. This will have happened in cpu_setttb()
 292          * but since we are boot strapping the addresses used for the read
 293          * may have just been remapped and thus the cache could be out
 294          * of sync. A re-clean after the switch will cure this.
 295          * After booting there are no gross relocations of the kernel thus
 296          * this problem will not occur after initarm().
 297          */
 298         cpu_idcache_wbinv_all();
 299         cpu_setup();
 300
 301         undefined_init();
 302
 303         init_proc0(kernelstack.pv_va);
 304
 305         arm_vector_init(ARM_VECTORS_HIGH, ARM_VEC_ALL);
 306
 307         pmap_curmaxkvaddr = afterkern + L1_S_SIZE * (KERNEL_PT_KERN_NUM - 1);
 308         vm_max_kernel_address = KERNVIRTADDR + 3 * memsize;
 309         pmap_bootstrap(freemempos, &kernel_l1pt);
 310
 311         msgbufp = (void*)msgbufpv.pv_va;
 312         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
 313
 314         mutex_init();
 315
 316         /*
 317          * Add the physical ram we have available.
 318          *
 319          * Exclude the kernel, and all the things we allocated which immediately
 320          * follow the kernel, from the VM allocation pool but not from crash
 321          * dumps.  virtual_avail is a global variable which tracks the kva we've
 322          * "allocated" while setting up pmaps.
 323          *
 324          * Prepare the list of physical memory available to the vm subsystem.
 325          */
 326         arm_physmem_hardware_region(PHYSADDR, memsize);
 327         arm_physmem_exclude_region(abp->abp_physaddr,
 328             virtual_avail - KERNVIRTADDR, EXFLAG_NOALLOC);
 329         arm_physmem_init_kernel_globals();
 330
 331         init_param2(physmem);
 332         kdb_init();
 333
 334         return ((void *)(kernelstack.pv_va + USPACE_SVC_STACK_TOP -
 335             sizeof(struct pcb)));
 336 }