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 #define MDROOT_ADDR 0xd0400000
  97
  98 #define KERNEL_PT_VMEM          0       /* Page table for mapping video memory */
  99 #define KERNEL_PT_SYS           0       /* Page table for mapping proc0 zero page */
 100 #define KERNEL_PT_IO            3       /* Page table for mapping IO */
 101 #define KERNEL_PT_IRQ           2       /* Page table for mapping irq handler */
 102 #define KERNEL_PT_KERNEL        1       /* Page table for mapping kernel */
 103 #define KERNEL_PT_L1            4       /* Page table for mapping l1pt */
 104 #define KERNEL_PT_VMDATA        5       /* Page tables for mapping kernel VM */
 105 #define KERNEL_PT_VMDATA_NUM    4       /* start with 16MB of KVM */
 106 #define NUM_KERNEL_PTS          (KERNEL_PT_VMDATA + KERNEL_PT_VMDATA_NUM)
 107
 108 /* Define various stack sizes in pages */
 109 #define IRQ_STACK_SIZE  1
 110 #define ABT_STACK_SIZE  1
 111 #ifdef IPKDB
 112 #define UND_STACK_SIZE  2
 113 #else
 114 #define UND_STACK_SIZE  1
 115 #endif
 116 #define KERNEL_VM_BASE          (KERNBASE + 0x00c00000)
 117 #define KERNEL_VM_SIZE          0x05000000
 118
 119 extern u_int data_abort_handler_address;
 120 extern u_int prefetch_abort_handler_address;
 121 extern u_int undefined_handler_address;
 122
 123 struct pv_addr kernel_pt_table[NUM_KERNEL_PTS];
 124
 125 extern void *_end;
 126
 127 int got_mmu = 0;
 128
 129 extern vm_offset_t sa1_cache_clean_addr;
 130
 131 extern int *end;
 132
 133 struct pcpu __pcpu;
 134 struct pcpu *pcpup = &__pcpu;
 135
 136 #ifndef MD_ROOT_SIZE
 137 #define MD_ROOT_SIZE 65535
 138 #endif
 139 /* Physical and virtual addresses for some global pages */
 140
 141 vm_paddr_t phys_avail[10];
 142 vm_paddr_t dump_avail[4];
 143 vm_paddr_t physical_start;
 144 vm_paddr_t physical_end;
 145 vm_paddr_t physical_freestart;
 146 vm_offset_t physical_pages;
 147 vm_offset_t clean_sva, clean_eva;
 148
 149 struct pv_addr systempage;
 150 struct pv_addr irqstack;
 151 struct pv_addr undstack;
 152 struct pv_addr abtstack;
 153 struct pv_addr kernelstack;
 154 void enable_mmu(vm_offset_t);
 155 static struct trapframe proc0_tf;
 156
 157 struct arm32_dma_range *
 158 bus_dma_get_range(void)
 159 {
 160
 161         return (NULL);
 162 }
 163
 164 int
 165 bus_dma_get_range_nb(void)
 166 {
 167         return (0);
 168 }
 169
 170 void
 171 cpu_reset()
 172 {
 173         cpu_halt();
 174         while (1);
 175 }
 176
 177 #define CPU_SA110_CACHE_CLEAN_SIZE (0x4000 * 2)
 178
 179 void *
 180 initarm(void *arg, void *arg2)
 181 {
 182         struct pcpu *pc;
 183         struct pv_addr  kernel_l1pt;
 184         struct pv_addr  md_addr;
 185         struct pv_addr  md_bla;
 186         int loop;
 187         u_int kerneldatasize, symbolsize;
 188         u_int l1pagetable;
 189         vm_offset_t freemempos;
 190         vm_offset_t lastalloced;
 191         vm_size_t pt_size;
 192         int i = 0;
 193         uint32_t fake_preload[35];
 194
 195         boothowto = RB_VERBOSE | RB_SINGLE;
 196         cninit();
 197         set_cpufuncs();
 198         fake_preload[i++] = MODINFO_NAME;
 199         fake_preload[i++] = strlen("elf kernel") + 1;
 200         strcpy((char*)&fake_preload[i++], "elf kernel");
 201         i += 2;
 202         fake_preload[i++] = MODINFO_TYPE;
 203         fake_preload[i++] = strlen("elf kernel") + 1;
 204         strcpy((char*)&fake_preload[i++], "elf kernel");
 205         i += 2;
 206         fake_preload[i++] = MODINFO_ADDR;
 207         fake_preload[i++] = sizeof(vm_offset_t);
 208         fake_preload[i++] = KERNBASE;
 209         fake_preload[i++] = MODINFO_SIZE;
 210         fake_preload[i++] = sizeof(uint32_t);
 211         fake_preload[i++] = (uint32_t)&end - KERNBASE;
 212         fake_preload[i++] = MODINFO_NAME;
 213         fake_preload[i++] = strlen("md root") + 1;
 214         strcpy((char*)&fake_preload[i++], "md root");
 215         i += 1;
 216         fake_preload[i++] = MODINFO_TYPE;
 217         fake_preload[i++] = strlen("md_image") + 1;
 218         strcpy((char*)&fake_preload[i++], "md_image");
 219         i += 2;
 220         fake_preload[i++] = MODINFO_ADDR;
 221         fake_preload[i++] = sizeof(uint32_t);
 222         fake_preload[i++] = MDROOT_ADDR;
 223         fake_preload[i++] = MODINFO_SIZE;
 224         fake_preload[i++] = sizeof(uint32_t);
 225         fake_preload[i++] = MD_ROOT_SIZE * 1024;
 226         fake_preload[i++] = 0;
 227         fake_preload[i] = 0;
 228         preload_metadata = (void *)fake_preload;
 229
 230         physmem =( 16 * 1024 * 1024) / PAGE_SIZE;
 231         pc = &__pcpu;
 232         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
 233         PCPU_SET(curthread, &thread0);
 234
 235         physical_start = (vm_offset_t) KERNBASE;
 236         physical_end =  (vm_offset_t) &end;
 237         physical_freestart = (((vm_offset_t)physical_end) + PAGE_MASK) & ~PAGE_MASK;
 238         md_addr.pv_va = md_addr.pv_pa = MDROOT_ADDR;
 239 #define KERNEL_TEXT_BASE (KERNBASE + 0x00040000)
 240         kerneldatasize = (u_int32_t)&end - (u_int32_t)KERNEL_TEXT_BASE;
 241         symbolsize = 0;
 242         freemempos = (vm_offset_t)round_page(physical_freestart);
 243         memset((void *)freemempos, 0, 256*1024);
 244                 /* Define a macro to simplify memory allocation */
 245 #define valloc_pages(var, np)                   \
 246         alloc_pages((var).pv_pa, (np));         \
 247         (var).pv_va = (var).pv_pa;
 248
 249 #define alloc_pages(var, np)                    \
 250         (var) = freemempos;             \
 251         freemempos += ((np) * PAGE_SIZE);\
 252         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
 253
 254         while ((freemempos & (L1_TABLE_SIZE - 1)) != 0)
 255                 freemempos += PAGE_SIZE;
 256         valloc_pages(kernel_l1pt, L1_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 257         valloc_pages(md_bla, L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 258         alloc_pages(sa1_cache_clean_addr, CPU_SA110_CACHE_CLEAN_SIZE / PAGE_SIZE);
 259         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 260                 valloc_pages(kernel_pt_table[loop],
 261                     L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 262         }
 263
 264         valloc_pages(systempage, 1);
 265
 266         /*
 267          * Allocate a page for the system page mapped to V0x00000000
 268          * This page will just contain the system vectors and can be
 269          * shared by all processes.
 270          */
 271         pt_size = round_page(freemempos) - physical_freestart;
 272
 273         /* Allocate stacks for all modes */
 274         valloc_pages(irqstack, IRQ_STACK_SIZE);
 275         valloc_pages(abtstack, ABT_STACK_SIZE);
 276         valloc_pages(undstack, UND_STACK_SIZE);
 277         valloc_pages(kernelstack, KSTACK_PAGES);
 278         lastalloced = kernelstack.pv_va;
 279
 280         /*
 281          * Allocate memory for the l1 and l2 page tables. The scheme to avoid
 282          * wasting memory by allocating the l1pt on the first 16k memory was
 283          * taken from NetBSD rpc_machdep.c. NKPT should be greater than 12 for
 284          * this to work (which is supposed to be the case).
 285          */
 286
 287         /*
 288          * Now we start construction of the L1 page table
 289          * We start by mapping the L2 page tables into the L1.
 290          * This means that we can replace L1 mappings later on if necessary
 291          */
 292         l1pagetable = kernel_l1pt.pv_pa;
 293
 294
 295         /* Map the L2 pages tables in the L1 page table */
 296         pmap_link_l2pt(l1pagetable, 0x00000000,
 297             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_SYS]);
 298         pmap_link_l2pt(l1pagetable, KERNBASE,
 299             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_KERNEL]);
 300         pmap_link_l2pt(l1pagetable, 0xd0000000,
 301             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_IO]);
 302         pmap_link_l2pt(l1pagetable, lastalloced & ~((L1_S_SIZE * 4) - 1),
 303             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_L1]);
 304         pmap_link_l2pt(l1pagetable, 0x90000000, &kernel_pt_table[KERNEL_PT_IRQ]);
 305         pmap_link_l2pt(l1pagetable, MDROOT_ADDR,
 306             &md_bla);
 307         for (loop = 0; loop < KERNEL_PT_VMDATA_NUM; ++loop)
 308                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, KERNEL_VM_BASE + loop * 0x00400000,
 309                     &kernel_pt_table[KERNEL_PT_VMDATA + loop]);
 310         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE, KERNBASE,
 311            (uint32_t)&end - KERNBASE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 312         /* Map the stack pages */
 313         pmap_map_chunk(l1pagetable, irqstack.pv_va, irqstack.pv_pa,
 314             IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 315         pmap_map_chunk(l1pagetable, md_addr.pv_va, md_addr.pv_pa,
 316             MD_ROOT_SIZE * 1024, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 317         pmap_map_chunk(l1pagetable, abtstack.pv_va, abtstack.pv_pa,
 318             ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 319         pmap_map_chunk(l1pagetable, undstack.pv_va, undstack.pv_pa,
 320             UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 321         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernelstack.pv_va, kernelstack.pv_pa,
 322             KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 323
 324         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_l1pt.pv_va, kernel_l1pt.pv_pa,
 325             L1_TABLE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 326
 327         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 328                 pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_pt_table[loop].pv_va,
 329                     kernel_pt_table[loop].pv_pa, L2_TABLE_SIZE,
 330                     VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 331         }
 332         pmap_map_chunk(l1pagetable, md_bla.pv_va, md_bla.pv_pa, L2_TABLE_SIZE,
 333             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 334         /* Map the vector page. */
 335         pmap_map_entry(l1pagetable, vector_page, systempage.pv_pa,
 336             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 337         /* Map SACOM3. */
 338         pmap_map_entry(l1pagetable, 0xd000d000, 0x80010000,
 339             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_NOCACHE);
 340         pmap_map_entry(l1pagetable, 0x90050000, 0x90050000,
 341             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_NOCACHE);
 342         pmap_map_chunk(l1pagetable, sa1_cache_clean_addr, 0xf0000000,
 343             CPU_SA110_CACHE_CLEAN_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 344
 345         data_abort_handler_address = (u_int)data_abort_handler;
 346         prefetch_abort_handler_address = (u_int)prefetch_abort_handler;
 347         undefined_handler_address = (u_int)undefinedinstruction_bounce;
 348         undefined_init();
 349         cpu_domains((DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2)) | DOMAIN_CLIENT);
 350         setttb(kernel_l1pt.pv_pa);
 351         cpu_tlb_flushID();
 352         cpu_domains(DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2));
 353
 354         /*
 355          * Pages were allocated during the secondary bootstrap for the
 356          * stacks for different CPU modes.
 357          * We must now set the r13 registers in the different CPU modes to
 358          * point to these stacks.
 359          * Since the ARM stacks use STMFD etc. we must set r13 to the top end
 360          * of the stack memory.
 361          */
 362         set_stackptr(PSR_IRQ32_MODE,
 363             irqstack.pv_va + IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 364         set_stackptr(PSR_ABT32_MODE,
 365             abtstack.pv_va + ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 366         set_stackptr(PSR_UND32_MODE,
 367             undstack.pv_va + UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 368
 369
 370
 371         /*
 372          * We must now clean the cache again....
 373          * Cleaning may be done by reading new data to displace any
 374          * dirty data in the cache. This will have happened in setttb()
 375          * but since we are boot strapping the addresses used for the read
 376          * may have just been remapped and thus the cache could be out
 377          * of sync. A re-clean after the switch will cure this.
 378          * After booting there are no gross reloations of the kernel thus
 379          * this problem will not occur after initarm().
 380          */
 381 /*      cpu_idcache_wbinv_all();*/
 382
 383
 384         bootverbose = 1;
 385
 386         /* Set stack for exception handlers */
 387
 388         proc_linkup(&proc0, &ksegrp0, &thread0);
 389         thread0.td_kstack = kernelstack.pv_va;
 390         thread0.td_pcb = (struct pcb *)
 391                 (thread0.td_kstack + KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE) - 1;
 392         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
 393         thread0.td_frame = &proc0_tf;
 394
 395
 396         /* Enable MMU, I-cache, D-cache, write buffer. */
 397
 398         cpufunc_control(0x337f, 0x107d);
 399         got_mmu = 1;
 400         arm_vector_init(ARM_VECTORS_LOW, ARM_VEC_ALL);
 401
 402         pmap_curmaxkvaddr = freemempos + KERNEL_PT_VMDATA_NUM * 0x400000;
 403
 404         pmap_bootstrap(freemempos,
 405             0xd0000000, &kernel_l1pt);
 406
 407
 408         mutex_init();
 409
 410
 411         dump_avail[0] = phys_avail[0] = round_page(virtual_avail);
 412         dump_avail[1] = phys_avail[1] = 0xc0000000 + 0x02000000 - 1;
 413         dump_avail[2] = phys_avail[2] = 0;
 414         dump_avail[3] = phys_avail[3] = 0;
 415
 416         /* Do basic tuning, hz etc */
 417         init_param1();
 418         init_param2(physmem);
 419         kdb_init();
 420         avail_end = 0xc0000000 + 0x02000000 - 1;
 421         return ((void *)(kernelstack.pv_va + USPACE_SVC_STACK_TOP -
 422             sizeof(struct pcb)));
 423 }