sys/arm/sa11x0/assabet_machdep.c

   1 /*      $NetBSD: hpc_machdep.c,v 1.70 2003/09/16 08:18:22 agc Exp $     */
   2
   3 /*-
   4  * Copyright (c) 1994-1998 Mark Brinicombe.
   5  * Copyright (c) 1994 Brini.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * This code is derived from software written for Brini by Mark Brinicombe
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  19  *    must display the following acknowledgement:
  20  *      This product includes software developed by Brini.
  21  * 4. The name of the company nor the name of the author may be used to
  22  *    endorse or promote products derived from this software without specific
  23  *    prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY BRINI ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
  26  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
  27  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  28  * IN NO EVENT SHALL BRINI OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT,
  29  * INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
  30  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
  31  * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  *
  37  * RiscBSD kernel project
  38  *
  39  * machdep.c
  40  *
  41  * Machine dependant functions for kernel setup
  42  *
  43  * This file needs a lot of work.
  44  *
  45  * Created      : 17/09/94
  46  */
  47
  48
  49 #include <sys/cdefs.h>
  50 __FBSDID("$FreeBSD$");
  51
  52 #include "opt_md.h"
  53
  54 #define _ARM32_BUS_DMA_PRIVATE
  55 #include <sys/param.h>
  56 #include <sys/systm.h>
  57 #include <sys/sysproto.h>
  58 #include <sys/signalvar.h>
  59 #include <sys/imgact.h>
  60 #include <sys/kernel.h>
  61 #include <sys/ktr.h>
  62 #include <sys/linker.h>
  63 #include <sys/lock.h>
  64 #include <sys/malloc.h>
  65 #include <sys/mutex.h>
  66 #include <sys/pcpu.h>
  67 #include <sys/proc.h>
  68 #include <sys/ptrace.h>
  69 #include <sys/cons.h>
  70 #include <sys/bio.h>
  71 #include <sys/bus.h>
  72 #include <sys/buf.h>
  73 #include <sys/exec.h>
  74 #include <sys/kdb.h>
  75 #include <machine/reg.h>
  76 #include <machine/cpu.h>
  77
  78 #include <vm/vm.h>
  79 #include <vm/pmap.h>
  80 #include <vm/vm.h>
  81 #include <vm/vm_object.h>
  82 #include <vm/vm_page.h>
  83 #include <vm/vm_pager.h>
  84 #include <vm/vm_map.h>
  85 #include <vm/vnode_pager.h>
  86 #include <machine/pmap.h>
  87 #include <machine/vmparam.h>
  88 #include <machine/pcb.h>
  89 #include <machine/undefined.h>
  90 #include <machine/machdep.h>
  91 #include <machine/metadata.h>
  92 #include <machine/armreg.h>
  93 #include <machine/bus.h>
  94 #include <sys/reboot.h>
  95
  96 #include <arm/sa11x0/sa11x0_reg.h>
  97
  98 #define MDROOT_ADDR 0xd0400000
  99
 100 #define KERNEL_PT_VMEM          0       /* Page table for mapping video memory */
 101 #define KERNEL_PT_SYS           0       /* Page table for mapping proc0 zero page */
 102 #define KERNEL_PT_IO            3       /* Page table for mapping IO */
 103 #define KERNEL_PT_IRQ           2       /* Page table for mapping irq handler */
 104 #define KERNEL_PT_KERNEL        1       /* Page table for mapping kernel */
 105 #define KERNEL_PT_L1            4       /* Page table for mapping l1pt */
 106 #define KERNEL_PT_VMDATA        5       /* Page tables for mapping kernel VM */
 107 #define KERNEL_PT_VMDATA_NUM    7       /* start with 16MB of KVM */
 108 #define NUM_KERNEL_PTS          (KERNEL_PT_VMDATA + KERNEL_PT_VMDATA_NUM)
 109
 110 /* Define various stack sizes in pages */
 111 #define IRQ_STACK_SIZE  1
 112 #define ABT_STACK_SIZE  1
 113 #ifdef IPKDB
 114 #define UND_STACK_SIZE  2
 115 #else
 116 #define UND_STACK_SIZE  1
 117 #endif
 118 #define KERNEL_VM_BASE          (KERNBASE + 0x00100000)
 119 #define KERNEL_VM_SIZE          0x05000000
 120
 121 extern u_int data_abort_handler_address;
 122 extern u_int prefetch_abort_handler_address;
 123 extern u_int undefined_handler_address;
 124
 125 struct pv_addr kernel_pt_table[NUM_KERNEL_PTS];
 126
 127 extern void *_end;
 128
 129 extern vm_offset_t sa1110_uart_vaddr;
 130
 131 extern vm_offset_t sa1_cache_clean_addr;
 132
 133 extern int *end;
 134
 135 struct pcpu __pcpu;
 136 struct pcpu *pcpup = &__pcpu;
 137
 138 #ifndef MD_ROOT_SIZE
 139 #define MD_ROOT_SIZE 65535
 140 #endif
 141 /* Physical and virtual addresses for some global pages */
 142
 143 vm_paddr_t phys_avail[10];
 144 vm_paddr_t dump_avail[4];
 145 vm_paddr_t physical_start;
 146 vm_paddr_t physical_end;
 147 vm_paddr_t physical_freestart;
 148 vm_offset_t physical_pages;
 149
 150 struct pv_addr systempage;
 151 struct pv_addr irqstack;
 152 struct pv_addr undstack;
 153 struct pv_addr abtstack;
 154 struct pv_addr kernelstack;
 155 static struct trapframe proc0_tf;
 156
 157 /* Static device mappings. */
 158 static const struct pmap_devmap assabet_devmap[] = {
 159         /*
 160          * Map the on-board devices VA == PA so that we can access them
 161          * with the MMU on or off.
 162          */
 163         {
 164                 SACOM1_VBASE,
 165                 SACOM1_BASE,
 166                 SACOM1_SIZE,
 167                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 168                 PTE_NOCACHE,
 169         },
 170         {
 171                 SAIPIC_BASE,
 172                 SAIPIC_BASE,
 173                 SAIPIC_SIZE,
 174                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 175                 PTE_NOCACHE,
 176         },
 177         {
 178                 0,
 179                 0,
 180                 0,
 181                 0,
 182                 0,
 183         }
 184 };
 185
 186 struct arm32_dma_range *
 187 bus_dma_get_range(void)
 188 {
 189
 190         return (NULL);
 191 }
 192
 193 int
 194 bus_dma_get_range_nb(void)
 195 {
 196         return (0);
 197 }
 198
 199 void
 200 cpu_reset()
 201 {
 202         cpu_halt();
 203         while (1);
 204 }
 205
 206 #define CPU_SA110_CACHE_CLEAN_SIZE (0x4000 * 2)
 207
 208 void *
 209 initarm(void *arg, void *arg2)
 210 {
 211         struct pcpu *pc;
 212         struct pv_addr  kernel_l1pt;
 213         struct pv_addr  md_addr;
 214         struct pv_addr  md_bla;
 215         int loop;
 216         u_int kerneldatasize, symbolsize;
 217         u_int l1pagetable;
 218         vm_offset_t freemempos;
 219         vm_offset_t lastalloced;
 220         vm_size_t pt_size;
 221         int i = 0;
 222         uint32_t fake_preload[35];
 223         uint32_t memsize = 32 * 1024 * 1024;
 224         sa1110_uart_vaddr = SACOM1_VBASE;
 225
 226         boothowto = RB_VERBOSE | RB_SINGLE;
 227         cninit();
 228         set_cpufuncs();
 229         fake_preload[i++] = MODINFO_NAME;
 230         fake_preload[i++] = strlen("elf kernel") + 1;
 231         strcpy((char*)&fake_preload[i++], "elf kernel");
 232         i += 2;
 233         fake_preload[i++] = MODINFO_TYPE;
 234         fake_preload[i++] = strlen("elf kernel") + 1;
 235         strcpy((char*)&fake_preload[i++], "elf kernel");
 236         i += 2;
 237         fake_preload[i++] = MODINFO_ADDR;
 238         fake_preload[i++] = sizeof(vm_offset_t);
 239         fake_preload[i++] = KERNBASE;
 240         fake_preload[i++] = MODINFO_SIZE;
 241         fake_preload[i++] = sizeof(uint32_t);
 242         fake_preload[i++] = (uint32_t)&end - KERNBASE;
 243         fake_preload[i++] = MODINFO_NAME;
 244         fake_preload[i++] = strlen("md root") + 1;
 245         strcpy((char*)&fake_preload[i++], "md root");
 246         i += 1;
 247         fake_preload[i++] = MODINFO_TYPE;
 248         fake_preload[i++] = strlen("md_image") + 1;
 249         strcpy((char*)&fake_preload[i++], "md_image");
 250         i += 2;
 251         fake_preload[i++] = MODINFO_ADDR;
 252         fake_preload[i++] = sizeof(uint32_t);
 253         fake_preload[i++] = MDROOT_ADDR;
 254         fake_preload[i++] = MODINFO_SIZE;
 255         fake_preload[i++] = sizeof(uint32_t);
 256         fake_preload[i++] = MD_ROOT_SIZE * 1024;
 257         fake_preload[i++] = 0;
 258         fake_preload[i] = 0;
 259         preload_metadata = (void *)fake_preload;
 260
 261         physmem = memsize / PAGE_SIZE;
 262         pc = &__pcpu;
 263         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
 264         PCPU_SET(curthread, &thread0);
 265
 266         physical_start = (vm_offset_t) KERNBASE;
 267         physical_end =  (vm_offset_t) &end;
 268         physical_freestart = (((vm_offset_t)physical_end) + PAGE_MASK) & ~PAGE_MASK;
 269         md_addr.pv_va = md_addr.pv_pa = MDROOT_ADDR;
 270 #define KERNEL_TEXT_BASE (KERNBASE + 0x00040000)
 271         kerneldatasize = (u_int32_t)&end - (u_int32_t)KERNEL_TEXT_BASE;
 272         symbolsize = 0;
 273         freemempos = (vm_offset_t)round_page(physical_freestart);
 274         memset((void *)freemempos, 0, 256*1024);
 275                 /* Define a macro to simplify memory allocation */
 276 #define valloc_pages(var, np)                   \
 277         alloc_pages((var).pv_pa, (np));         \
 278         (var).pv_va = (var).pv_pa;
 279
 280 #define alloc_pages(var, np)                    \
 281         (var) = freemempos;             \
 282         freemempos += ((np) * PAGE_SIZE);\
 283         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
 284
 285         while ((freemempos & (L1_TABLE_SIZE - 1)) != 0)
 286                 freemempos += PAGE_SIZE;
 287         valloc_pages(kernel_l1pt, L1_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 288         valloc_pages(md_bla, L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 289         alloc_pages(sa1_cache_clean_addr, CPU_SA110_CACHE_CLEAN_SIZE / PAGE_SIZE);
 290
 291         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 292                 if (!(loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL))) {
 293                         valloc_pages(kernel_pt_table[loop],
 294                             L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 295                 } else {
 296                         kernel_pt_table[loop].pv_pa = freemempos +
 297                             (loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL)) *
 298                             L2_TABLE_SIZE_REAL;
 299                         kernel_pt_table[loop].pv_va =
 300                             kernel_pt_table[loop].pv_pa;
 301                 }
 302         }
 303
 304         valloc_pages(systempage, 1);
 305
 306         /*
 307          * Allocate a page for the system page mapped to V0x00000000
 308          * This page will just contain the system vectors and can be
 309          * shared by all processes.
 310          */
 311         pt_size = round_page(freemempos) - physical_freestart;
 312
 313         /* Allocate stacks for all modes */
 314         valloc_pages(irqstack, IRQ_STACK_SIZE);
 315         valloc_pages(abtstack, ABT_STACK_SIZE);
 316         valloc_pages(undstack, UND_STACK_SIZE);
 317         valloc_pages(kernelstack, KSTACK_PAGES);
 318         lastalloced = kernelstack.pv_va;
 319
 320         /*
 321          * Allocate memory for the l1 and l2 page tables. The scheme to avoid
 322          * wasting memory by allocating the l1pt on the first 16k memory was
 323          * taken from NetBSD rpc_machdep.c. NKPT should be greater than 12 for
 324          * this to work (which is supposed to be the case).
 325          */
 326
 327         /*
 328          * Now we start construction of the L1 page table
 329          * We start by mapping the L2 page tables into the L1.
 330          * This means that we can replace L1 mappings later on if necessary
 331          */
 332         l1pagetable = kernel_l1pt.pv_pa;
 333
 334
 335         /* Map the L2 pages tables in the L1 page table */
 336         pmap_link_l2pt(l1pagetable, 0x00000000,
 337             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_SYS]);
 338         pmap_link_l2pt(l1pagetable, KERNBASE,
 339             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_KERNEL]);
 340         pmap_link_l2pt(l1pagetable, 0xd0000000,
 341             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_IO]);
 342         pmap_link_l2pt(l1pagetable, lastalloced & ~((L1_S_SIZE * 4) - 1),
 343             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_L1]);
 344         pmap_link_l2pt(l1pagetable, 0x90000000, &kernel_pt_table[KERNEL_PT_IRQ]);
 345         pmap_link_l2pt(l1pagetable, MDROOT_ADDR,
 346             &md_bla);
 347         for (loop = 0; loop < KERNEL_PT_VMDATA_NUM; ++loop)
 348                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, KERNEL_VM_BASE + loop * 0x00100000,
 349                     &kernel_pt_table[KERNEL_PT_VMDATA + loop]);
 350         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE, KERNBASE,
 351            ((uint32_t)&end - KERNBASE), VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 352         /* Map the stack pages */
 353         pmap_map_chunk(l1pagetable, irqstack.pv_va, irqstack.pv_pa,
 354             IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 355         pmap_map_chunk(l1pagetable, md_addr.pv_va, md_addr.pv_pa,
 356             MD_ROOT_SIZE * 1024, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 357         pmap_map_chunk(l1pagetable, abtstack.pv_va, abtstack.pv_pa,
 358             ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 359         pmap_map_chunk(l1pagetable, undstack.pv_va, undstack.pv_pa,
 360             UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 361         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernelstack.pv_va, kernelstack.pv_pa,
 362             KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 363
 364         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_l1pt.pv_va, kernel_l1pt.pv_pa,
 365             L1_TABLE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 366
 367         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 368                 pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_pt_table[loop].pv_va,
 369                     kernel_pt_table[loop].pv_pa, L2_TABLE_SIZE,
 370                     VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 371         }
 372         pmap_map_chunk(l1pagetable, md_bla.pv_va, md_bla.pv_pa, L2_TABLE_SIZE,
 373             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 374         /* Map the vector page. */
 375         pmap_map_entry(l1pagetable, vector_page, systempage.pv_pa,
 376             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 377         /* Map the statically mapped devices. */
 378         pmap_devmap_bootstrap(l1pagetable, assabet_devmap);
 379         pmap_map_chunk(l1pagetable, sa1_cache_clean_addr, 0xf0000000,
 380             CPU_SA110_CACHE_CLEAN_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 381
 382         data_abort_handler_address = (u_int)data_abort_handler;
 383         prefetch_abort_handler_address = (u_int)prefetch_abort_handler;
 384         undefined_handler_address = (u_int)undefinedinstruction_bounce;
 385         undefined_init();
 386         cpu_domains((DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2)) | DOMAIN_CLIENT);
 387         setttb(kernel_l1pt.pv_pa);
 388         cpu_tlb_flushID();
 389         cpu_domains(DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2));
 390
 391         /*
 392          * Pages were allocated during the secondary bootstrap for the
 393          * stacks for different CPU modes.
 394          * We must now set the r13 registers in the different CPU modes to
 395          * point to these stacks.
 396          * Since the ARM stacks use STMFD etc. we must set r13 to the top end
 397          * of the stack memory.
 398          */
 399         set_stackptr(PSR_IRQ32_MODE,
 400             irqstack.pv_va + IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 401         set_stackptr(PSR_ABT32_MODE,
 402             abtstack.pv_va + ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 403         set_stackptr(PSR_UND32_MODE,
 404             undstack.pv_va + UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 405
 406
 407
 408         /*
 409          * We must now clean the cache again....
 410          * Cleaning may be done by reading new data to displace any
 411          * dirty data in the cache. This will have happened in setttb()
 412          * but since we are boot strapping the addresses used for the read
 413          * may have just been remapped and thus the cache could be out
 414          * of sync. A re-clean after the switch will cure this.
 415          * After booting there are no gross reloations of the kernel thus
 416          * this problem will not occur after initarm().
 417          */
 418         cpu_idcache_wbinv_all();
 419
 420
 421         bootverbose = 1;
 422
 423         /* Set stack for exception handlers */
 424
 425         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
 426         thread0.td_kstack = kernelstack.pv_va;
 427         thread0.td_pcb = (struct pcb *)
 428                 (thread0.td_kstack + KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE) - 1;
 429         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
 430         thread0.td_frame = &proc0_tf;
 431
 432
 433         /* Enable MMU, I-cache, D-cache, write buffer. */
 434
 435         cpufunc_control(0x337f, 0x107d);
 436         arm_vector_init(ARM_VECTORS_LOW, ARM_VEC_ALL);
 437
 438         pmap_curmaxkvaddr = freemempos + KERNEL_PT_VMDATA_NUM * 0x400000;
 439
 440         dump_avail[0] = phys_avail[0] = round_page(virtual_avail);
 441         dump_avail[1] = phys_avail[1] = 0xc0000000 + 0x02000000 - 1;
 442         dump_avail[2] = phys_avail[2] = 0;
 443         dump_avail[3] = phys_avail[3] = 0;
 444
 445         mutex_init();
 446         pmap_bootstrap(freemempos,
 447             0xd0000000, &kernel_l1pt);
 448
 449         /* Do basic tuning, hz etc */
 450         init_param1();
 451         init_param2(physmem);
 452         kdb_init();
 453         return ((void *)(kernelstack.pv_va + USPACE_SVC_STACK_TOP -
 454             sizeof(struct pcb)));
 455 }