sys/arm/xscale/pxa/pxa_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 dependent functions for kernel setup
  42  *
  43  * This file needs a lot of work.
  44  *
  45  * Created      : 17/09/94
  46  */
  47
  48 #include "opt_ddb.h"
  49 #include "opt_kstack_pages.h"
  50
  51 #include <sys/cdefs.h>
  52 __FBSDID("$FreeBSD$");
  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 <sys/msgbuf.h>
  76 #include <sys/devmap.h>
  77 #include <machine/reg.h>
  78 #include <machine/cpu.h>
  79
  80 #include <vm/vm.h>
  81 #include <vm/pmap.h>
  82 #include <vm/vm_object.h>
  83 #include <vm/vm_page.h>
  84 #include <vm/vm_map.h>
  85 #include <machine/vmparam.h>
  86 #include <machine/pcb.h>
  87 #include <machine/undefined.h>
  88 #include <machine/machdep.h>
  89 #include <machine/metadata.h>
  90 #include <machine/armreg.h>
  91 #include <machine/bus.h>
  92 #include <machine/physmem.h>
  93 #include <sys/reboot.h>
  94
  95 #include <arm/xscale/pxa/pxareg.h>
  96 #include <arm/xscale/pxa/pxavar.h>
  97
  98 #define KERNEL_PT_SYS           0       /* Page table for mapping proc0 zero page */
  99 #define KERNEL_PT_IOPXS         1
 100 #define KERNEL_PT_BEFOREKERN    2
 101 #define KERNEL_PT_AFKERNEL      3       /* L2 table for mapping after kernel */
 102 #define KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM  9
 103
 104 /* this should be evenly divisable by PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL (or 4) */
 105 #define NUM_KERNEL_PTS          (KERNEL_PT_AFKERNEL + KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM)
 106
 107 struct pv_addr kernel_pt_table[NUM_KERNEL_PTS];
 108
 109 /* Physical and virtual addresses for some global pages */
 110
 111 struct pv_addr systempage;
 112 struct pv_addr msgbufpv;
 113 struct pv_addr irqstack;
 114 struct pv_addr undstack;
 115 struct pv_addr abtstack;
 116 struct pv_addr kernelstack;
 117 struct pv_addr minidataclean;
 118
 119 static void     pxa_probe_sdram(bus_space_tag_t, bus_space_handle_t,
 120                     uint32_t *, uint32_t *);
 121
 122 /* Static device mappings. */
 123 static const struct devmap_entry pxa_devmap[] = {
 124         /*
 125          * Map the on-board devices up into the KVA region so we don't muck
 126          * up user-space.
 127          */
 128         {
 129                 PXA2X0_PERIPH_START + PXA2X0_PERIPH_OFFSET,
 130                 PXA2X0_PERIPH_START,
 131                 PXA250_PERIPH_END - PXA2X0_PERIPH_START,
 132         },
 133         { 0, 0, 0, }
 134 };
 135
 136 #define SDRAM_START 0xa0000000
 137
 138 extern vm_offset_t xscale_cache_clean_addr;
 139
 140 void *
 141 initarm(struct arm_boot_params *abp)
 142 {
 143         struct pv_addr  kernel_l1pt;
 144         struct pv_addr  dpcpu;
 145         int loop;
 146         u_int l1pagetable;
 147         vm_offset_t freemempos;
 148         vm_offset_t freemem_pt;
 149         vm_offset_t afterkern;
 150         vm_offset_t freemem_after;
 151         vm_offset_t lastaddr;
 152         int i, j;
 153         uint32_t memsize[PXA2X0_SDRAM_BANKS], memstart[PXA2X0_SDRAM_BANKS];
 154
 155         lastaddr = parse_boot_param(abp);
 156         arm_physmem_kernaddr = abp->abp_physaddr;
 157         set_cpufuncs();
 158         pcpu_init(pcpup, 0, sizeof(struct pcpu));
 159         PCPU_SET(curthread, &thread0);
 160
 161         /* Do basic tuning, hz etc */
 162         init_param1();
 163
 164         freemempos = 0xa0200000;
 165         /* Define a macro to simplify memory allocation */
 166 #define valloc_pages(var, np)                   \
 167         alloc_pages((var).pv_pa, (np));         \
 168         (var).pv_va = (var).pv_pa + 0x20000000;
 169
 170 #define alloc_pages(var, np)                    \
 171         freemempos -= (np * PAGE_SIZE);         \
 172         (var) = freemempos;             \
 173         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
 174
 175         while (((freemempos - L1_TABLE_SIZE) & (L1_TABLE_SIZE - 1)) != 0)
 176                 freemempos -= PAGE_SIZE;
 177         valloc_pages(kernel_l1pt, L1_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 178         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 179                 if (!(loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL))) {
 180                         valloc_pages(kernel_pt_table[loop],
 181                             L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 182                 } else {
 183                         kernel_pt_table[loop].pv_pa = freemempos +
 184                             (loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL)) *
 185                             L2_TABLE_SIZE_REAL;
 186                         kernel_pt_table[loop].pv_va =
 187                             kernel_pt_table[loop].pv_pa + 0x20000000;
 188                 }
 189         }
 190         freemem_pt = freemempos;
 191         freemempos = 0xa0100000;
 192         /*
 193          * Allocate a page for the system page mapped to V0x00000000
 194          * This page will just contain the system vectors and can be
 195          * shared by all processes.
 196          */
 197         valloc_pages(systempage, 1);
 198
 199         /* Allocate dynamic per-cpu area. */
 200         valloc_pages(dpcpu, DPCPU_SIZE / PAGE_SIZE);
 201         dpcpu_init((void *)dpcpu.pv_va, 0);
 202
 203         /* Allocate stacks for all modes */
 204         valloc_pages(irqstack, IRQ_STACK_SIZE);
 205         valloc_pages(abtstack, ABT_STACK_SIZE);
 206         valloc_pages(undstack, UND_STACK_SIZE);
 207         valloc_pages(kernelstack, kstack_pages);
 208         alloc_pages(minidataclean.pv_pa, 1);
 209         valloc_pages(msgbufpv, round_page(msgbufsize) / PAGE_SIZE);
 210         /*
 211          * Allocate memory for the l1 and l2 page tables. The scheme to avoid
 212          * wasting memory by allocating the l1pt on the first 16k memory was
 213          * taken from NetBSD rpc_machdep.c. NKPT should be greater than 12 for
 214          * this to work (which is supposed to be the case).
 215          */
 216
 217         /*
 218          * Now we start construction of the L1 page table
 219          * We start by mapping the L2 page tables into the L1.
 220          * This means that we can replace L1 mappings later on if necessary
 221          */
 222         l1pagetable = kernel_l1pt.pv_va;
 223
 224         /* Map the L2 pages tables in the L1 page table */
 225         pmap_link_l2pt(l1pagetable, rounddown2(ARM_VECTORS_HIGH, 0x00100000),
 226                        &kernel_pt_table[KERNEL_PT_SYS]);
 227 #if 0 /* XXXBJR: What is this?  Don't know if there's an analogue. */
 228         pmap_link_l2pt(l1pagetable, IQ80321_IOPXS_VBASE,
 229                         &kernel_pt_table[KERNEL_PT_IOPXS]);
 230 #endif
 231         pmap_link_l2pt(l1pagetable, KERNBASE,
 232             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_BEFOREKERN]);
 233         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE, SDRAM_START, 0x100000,
 234             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 235         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE + 0x100000, SDRAM_START + 0x100000,
 236             0x100000, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 237         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE + 0x200000, SDRAM_START + 0x200000,
 238            rounddown2(((uint32_t)(lastaddr) - KERNBASE - 0x200000) + L1_S_SIZE, L1_S_SIZE),
 239            VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 240         freemem_after = rounddown2((int)lastaddr + PAGE_SIZE, PAGE_SIZE);
 241         afterkern = round_page(rounddown2((vm_offset_t)lastaddr + L1_S_SIZE, L1_S_SIZE));
 242         for (i = 0; i < KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM; i++) {
 243                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, afterkern + i * 0x00100000,
 244                     &kernel_pt_table[KERNEL_PT_AFKERNEL + i]);
 245         }
 246         pmap_map_entry(l1pagetable, afterkern, minidataclean.pv_pa,
 247             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 248
 249
 250         /* Map the Mini-Data cache clean area. */
 251         xscale_setup_minidata(l1pagetable, afterkern,
 252             minidataclean.pv_pa);
 253
 254         /* Map the vector page. */
 255         pmap_map_entry(l1pagetable, ARM_VECTORS_HIGH, systempage.pv_pa,
 256             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 257         devmap_bootstrap(l1pagetable, pxa_devmap);
 258
 259         /*
 260          * Give the XScale global cache clean code an appropriately
 261          * sized chunk of unmapped VA space starting at 0xff000000
 262          * (our device mappings end before this address).
 263          */
 264         xscale_cache_clean_addr = 0xff000000U;
 265
 266         cpu_domains((DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2)) | DOMAIN_CLIENT);
 267         cpu_setttb(kernel_l1pt.pv_pa);
 268         cpu_tlb_flushID();
 269         cpu_domains(DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2));
 270
 271         /*
 272          * Pages were allocated during the secondary bootstrap for the
 273          * stacks for different CPU modes.
 274          * We must now set the r13 registers in the different CPU modes to
 275          * point to these stacks.
 276          * Since the ARM stacks use STMFD etc. we must set r13 to the top end
 277          * of the stack memory.
 278          */
 279         set_stackptrs(0);
 280
 281         /*
 282          * We must now clean the cache again....
 283          * Cleaning may be done by reading new data to displace any
 284          * dirty data in the cache. This will have happened in cpu_setttb()
 285          * but since we are boot strapping the addresses used for the read
 286          * may have just been remapped and thus the cache could be out
 287          * of sync. A re-clean after the switch will cure this.
 288          * After booting there are no gross relocations of the kernel thus
 289          * this problem will not occur after initarm().
 290          */
 291         cpu_idcache_wbinv_all();
 292         cpu_setup();
 293
 294         /*
 295          * Sort out bus_space for on-board devices.
 296          */
 297         pxa_obio_tag_init();
 298
 299         /*
 300          * Fetch the SDRAM start/size from the PXA2X0 SDRAM configration
 301          * registers.
 302          */
 303         pxa_probe_sdram(obio_tag, PXA2X0_MEMCTL_BASE, memstart, memsize);
 304
 305         /* Fire up consoles. */
 306         cninit();
 307
 308         undefined_init();
 309
 310         init_proc0(kernelstack.pv_va);
 311
 312         /* Enable MMU, I-cache, D-cache, write buffer. */
 313         arm_vector_init(ARM_VECTORS_HIGH, ARM_VEC_ALL);
 314
 315         pmap_curmaxkvaddr = afterkern + PAGE_SIZE;
 316         vm_max_kernel_address = 0xe0000000;
 317         pmap_bootstrap(pmap_curmaxkvaddr, &kernel_l1pt);
 318         msgbufp = (void*)msgbufpv.pv_va;
 319         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
 320         mutex_init();
 321
 322         /*
 323          * Add the physical ram we have available.
 324          *
 325          * Exclude the kernel (and all the things we allocated which immediately
 326          * follow the kernel) from the VM allocation pool but not from crash
 327          * dumps.  virtual_avail is a global variable which tracks the kva we've
 328          * "allocated" while setting up pmaps.
 329          *
 330          * Prepare the list of physical memory available to the vm subsystem.
 331          */
 332         for (j = 0; j < PXA2X0_SDRAM_BANKS; j++) {
 333                 if (memsize[j] > 0)
 334                         arm_physmem_hardware_region(memstart[j], memsize[j]);
 335         }
 336         arm_physmem_exclude_region(freemem_pt, abp->abp_physaddr -
 337             freemem_pt, EXFLAG_NOALLOC);
 338         arm_physmem_exclude_region(freemempos, abp->abp_physaddr - 0x100000 -
 339             freemempos, EXFLAG_NOALLOC);
 340         arm_physmem_exclude_region(abp->abp_physaddr,
 341             virtual_avail - KERNVIRTADDR, EXFLAG_NOALLOC);
 342         arm_physmem_init_kernel_globals();
 343
 344         init_param2(physmem);
 345         kdb_init();
 346         return ((void *)(kernelstack.pv_va + USPACE_SVC_STACK_TOP -
 347             sizeof(struct pcb)));
 348 }
 349
 350 static void
 351 pxa_probe_sdram(bus_space_tag_t bst, bus_space_handle_t bsh,
 352     uint32_t *memstart, uint32_t *memsize)
 353 {
 354         uint32_t        mdcnfg, dwid, dcac, drac, dnb;
 355         int             i;
 356
 357         mdcnfg = bus_space_read_4(bst, bsh, MEMCTL_MDCNFG);
 358
 359         /*
 360          * Scan all 4 SDRAM banks
 361          */
 362         for (i = 0; i < PXA2X0_SDRAM_BANKS; i++) {
 363                 memstart[i] = 0;
 364                 memsize[i] = 0;
 365
 366                 switch (i) {
 367                 case 0:
 368                 case 1:
 369                         if ((i == 0 && (mdcnfg & MDCNFG_DE0) == 0) ||
 370                             (i == 1 && (mdcnfg & MDCNFG_DE1) == 0))
 371                                 continue;
 372                         dwid = mdcnfg >> MDCNFD_DWID01_SHIFT;
 373                         dcac = mdcnfg >> MDCNFD_DCAC01_SHIFT;
 374                         drac = mdcnfg >> MDCNFD_DRAC01_SHIFT;
 375                         dnb = mdcnfg >> MDCNFD_DNB01_SHIFT;
 376                         break;
 377
 378                 case 2:
 379                 case 3:
 380                         if ((i == 2 && (mdcnfg & MDCNFG_DE2) == 0) ||
 381                             (i == 3 && (mdcnfg & MDCNFG_DE3) == 0))
 382                                 continue;
 383                         dwid = mdcnfg >> MDCNFD_DWID23_SHIFT;
 384                         dcac = mdcnfg >> MDCNFD_DCAC23_SHIFT;
 385                         drac = mdcnfg >> MDCNFD_DRAC23_SHIFT;
 386                         dnb = mdcnfg >> MDCNFD_DNB23_SHIFT;
 387                         break;
 388                 default:
 389                         panic("pxa_probe_sdram: impossible");
 390                 }
 391
 392                 dwid = 2 << (1 - (dwid & MDCNFD_DWID_MASK));  /* 16/32 width */
 393                 dcac = 1 << ((dcac & MDCNFD_DCAC_MASK) + 8);  /* 8-11 columns */
 394                 drac = 1 << ((drac & MDCNFD_DRAC_MASK) + 11); /* 11-13 rows */
 395                 dnb = 2 << (dnb & MDCNFD_DNB_MASK);           /* # of banks */
 396
 397                 memsize[i] = dwid * dcac * drac * dnb;
 398                 memstart[i] = PXA2X0_SDRAM0_START +
 399                     (i * PXA2X0_SDRAM_BANK_SIZE);
 400         }
 401 }
 402
 403 #define TIMER_FREQUENCY 3686400
 404 #define UNIMPLEMENTED   panic("%s: unimplemented", __func__)
 405
 406 /* XXXBJR: Belongs with DELAY in a timer.c of some sort. */
 407 void
 408 cpu_startprofclock(void)
 409 {
 410         UNIMPLEMENTED;
 411 }
 412
 413 void
 414 cpu_stopprofclock(void)
 415 {
 416         UNIMPLEMENTED;
 417 }
 418
 419 static struct arm32_dma_range pxa_range = {
 420         .dr_sysbase = 0,
 421         .dr_busbase = 0,
 422         .dr_len = ~0u,
 423 };
 424
 425 struct arm32_dma_range *
 426 bus_dma_get_range(void)
 427 {
 428
 429         return (&pxa_range);
 430 }
 431
 432 int
 433 bus_dma_get_range_nb(void)
 434 {
 435
 436         return (1);
 437 }