]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/mips/mips/cpu.c
OpenZFS: MFV 2.0-rc3-gfc5966
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / mips / mips / cpu.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2004 Juli Mallett.  All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  *
15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
25  * SUCH DAMAGE.
26  *
27  */
28
29 #include <sys/cdefs.h>
30 __FBSDID("$FreeBSD$");
31
32 #include <sys/param.h>
33 #include <sys/kernel.h>
34 #include <sys/module.h>
35 #include <sys/proc.h>
36 #include <sys/stdint.h>
37
38 #include <sys/bus.h>
39 #include <sys/rman.h>
40 #include <sys/sysctl.h>
41 #include <sys/systm.h>
42
43 #include <vm/vm.h>
44 #include <vm/vm_page.h>
45
46 #include <machine/cache.h>
47 #include <machine/cpufunc.h>
48 #include <machine/cpuinfo.h>
49 #include <machine/cpuregs.h>
50 #include <machine/intr_machdep.h>
51 #include <machine/locore.h>
52 #include <machine/pte.h>
53 #include <machine/tlb.h>
54 #include <machine/hwfunc.h>
55 #include <machine/mips_opcode.h>
56 #include <machine/regnum.h>
57 #include <machine/tls.h>
58
59 #if defined(CPU_CNMIPS)
60 #include <contrib/octeon-sdk/cvmx.h>
61 #include <contrib/octeon-sdk/octeon-model.h>
62 #endif
63
64 struct mips_cpuinfo cpuinfo;
65
66 #define _ENCODE_INSN(a,b,c,d,e) \
67     ((uint32_t)(((a) << 26)|((b) << 21)|((c) << 16)|((d) << 11)|(e)))
68
69 #define _JR_RA  _ENCODE_INSN(OP_SPECIAL, RA, 0, 0, OP_JR)
70 #define _NOP    0
71
72 /*
73  * Patch cpu_switch() by removing the UserLocal register code at the end.
74  * For MIPS hardware that don't support UserLocal Register Implementation
75  * we remove the instructions that update this register which may cause a
76  * reserved instruction exception in the kernel.
77  */
78 static void
79 remove_userlocal_code(uint32_t *cpu_switch_code)
80 {
81         uint32_t *instructp;
82
83         instructp = cpu_switch_code;
84         instructp[0] = _JR_RA;
85         instructp[1] = _NOP;
86 }
87
88 /*
89  * Attempt to identify the MIPS CPU as much as possible.
90  *
91  * XXX: Assumes the CPU is MIPS{32,64}{,r2} compliant.
92  * XXX: For now, skip config register selections 2 and 3
93  * as we don't currently use L2/L3 cache or additional
94  * MIPS32 processor features.
95  */
96 static void
97 mips_get_identity(struct mips_cpuinfo *cpuinfo)
98 {
99         u_int32_t prid;
100         u_int32_t cfg0;
101         u_int32_t cfg1;
102         u_int32_t cfg2;
103         u_int32_t cfg3;
104 #if defined(CPU_CNMIPS)
105         u_int32_t cfg4;
106 #endif
107         u_int32_t tmp;
108
109         memset(cpuinfo, 0, sizeof(struct mips_cpuinfo));
110
111         /* Read and store the PrID ID for CPU identification. */
112         prid = mips_rd_prid();
113         cpuinfo->cpu_vendor = MIPS_PRID_CID(prid);
114         cpuinfo->cpu_rev = MIPS_PRID_REV(prid);
115         cpuinfo->cpu_impl = MIPS_PRID_IMPL(prid);
116
117         /* Read config register selection 0 to learn TLB type. */
118         cfg0 = mips_rd_config();
119
120         cpuinfo->tlb_type = 
121             ((cfg0 & MIPS_CONFIG0_MT_MASK) >> MIPS_CONFIG0_MT_SHIFT);
122         cpuinfo->icache_virtual = cfg0 & MIPS_CONFIG0_VI;
123
124         /* If config register selection 1 does not exist, return. */
125         if (!(cfg0 & MIPS_CONFIG0_M))
126                 return;
127
128         /* Learn TLB size and L1 cache geometry. */
129         cfg1 = mips_rd_config1();
130
131         /* Get the Config2 and Config3 registers as well. */
132         cfg2 = 0;
133         cfg3 = 0;
134         if (cfg1 & MIPS_CONFIG1_M) {
135                 cfg2 = mips_rd_config2();
136                 if (cfg2 & MIPS_CONFIG2_M)
137                         cfg3 = mips_rd_config3();
138         }
139
140         /* Save FP implementation revision if FP is present. */
141         if (cfg1 & MIPS_CONFIG1_FP)
142                 cpuinfo->fpu_id = MipsFPID();
143
144         /* Check to see if UserLocal register is implemented. */
145         if (cfg3 & MIPS_CONFIG3_ULR) {
146                 /* UserLocal register is implemented, enable it. */
147                 cpuinfo->userlocal_reg = true;
148                 tmp = mips_rd_hwrena();
149                 mips_wr_hwrena(tmp | MIPS_HWRENA_UL);
150         } else {
151                 /*
152                  * UserLocal register is not implemented. Patch
153                  * cpu_switch() and remove unsupported code.
154                  */
155                 cpuinfo->userlocal_reg = false;
156                 remove_userlocal_code((uint32_t *)cpu_switch_set_userlocal);
157         }
158
159 #if defined(CPU_NLM)
160         /* Account for Extended TLB entries in XLP */
161         tmp = mips_rd_config6();
162         cpuinfo->tlb_nentries = ((tmp >> 16) & 0xffff) + 1;
163 #elif defined(BERI_LARGE_TLB)
164         /* Check if we support extended TLB entries and if so activate. */
165         tmp = mips_rd_config5();
166 #define BERI_CP5_LTLB_SUPPORTED 0x1
167         if (tmp & BERI_CP5_LTLB_SUPPORTED) {
168                 /* See how many extra TLB entries we have. */
169                 tmp = mips_rd_config6();
170                 cpuinfo->tlb_nentries = (tmp >> 16) + 1;
171                 /* Activate the extended entries. */
172                 mips_wr_config6(tmp|0x4);
173         } else
174 #endif
175 #if !defined(CPU_NLM)
176         cpuinfo->tlb_nentries = 
177             ((cfg1 & MIPS_CONFIG1_TLBSZ_MASK) >> MIPS_CONFIG1_TLBSZ_SHIFT) + 1;
178 #endif
179 #if defined(CPU_CNMIPS)
180         /* Add extended TLB size information from config4.  */
181         cfg4 = mips_rd_config4();
182         if ((cfg4 & MIPS_CONFIG4_MMUEXTDEF) == MIPS_CONFIG4_MMUEXTDEF_MMUSIZEEXT)
183                 cpuinfo->tlb_nentries += (cfg4 & MIPS_CONFIG4_MMUSIZEEXT) * 0x40;
184 #endif
185
186         /* L1 instruction cache. */
187 #ifdef MIPS_DISABLE_L1_CACHE
188         cpuinfo->l1.ic_linesize = 0;
189 #else
190         tmp = (cfg1 & MIPS_CONFIG1_IL_MASK) >> MIPS_CONFIG1_IL_SHIFT;
191         if (tmp != 0) {
192                 cpuinfo->l1.ic_linesize = 1 << (tmp + 1);
193                 cpuinfo->l1.ic_nways = (((cfg1 & MIPS_CONFIG1_IA_MASK) >> MIPS_CONFIG1_IA_SHIFT)) + 1;
194                 cpuinfo->l1.ic_nsets = 
195                         1 << (((cfg1 & MIPS_CONFIG1_IS_MASK) >> MIPS_CONFIG1_IS_SHIFT) + 6);
196         }
197 #endif
198
199         /* L1 data cache. */
200 #ifdef MIPS_DISABLE_L1_CACHE
201         cpuinfo->l1.dc_linesize = 0;
202 #else
203 #ifndef CPU_CNMIPS
204         tmp = (cfg1 & MIPS_CONFIG1_DL_MASK) >> MIPS_CONFIG1_DL_SHIFT;
205         if (tmp != 0) {
206                 cpuinfo->l1.dc_linesize = 1 << (tmp + 1);
207                 cpuinfo->l1.dc_nways = 
208                     (((cfg1 & MIPS_CONFIG1_DA_MASK) >> MIPS_CONFIG1_DA_SHIFT)) + 1;
209                 cpuinfo->l1.dc_nsets = 
210                     1 << (((cfg1 & MIPS_CONFIG1_DS_MASK) >> MIPS_CONFIG1_DS_SHIFT) + 6);
211         }
212 #else
213         /*
214          * Some Octeon cache configuration parameters are by model family, not
215          * config1.
216          */
217         if (OCTEON_IS_MODEL(OCTEON_CN3XXX)) {
218                 /* Octeon and Octeon XL.  */
219                 cpuinfo->l1.dc_nsets = 1;
220                 cpuinfo->l1.dc_nways = 64;
221         } else if (OCTEON_IS_MODEL(OCTEON_CN5XXX)) {
222                 /* Octeon Plus.  */
223                 cpuinfo->l1.dc_nsets = 2;
224                 cpuinfo->l1.dc_nways = 64;
225         } else if (OCTEON_IS_MODEL(OCTEON_CN6XXX)) {
226                 /* Octeon II.  */
227                 cpuinfo->l1.dc_nsets = 8;
228                 cpuinfo->l1.dc_nways = 32;
229
230                 cpuinfo->l1.ic_nsets = 8;
231                 cpuinfo->l1.ic_nways = 37;
232         } else {
233                 panic("%s: unsupported Cavium Networks CPU.", __func__);
234         }
235
236         /* All Octeon models use 128 byte line size.  */
237         cpuinfo->l1.dc_linesize = 128;
238 #endif
239 #endif
240
241         cpuinfo->l1.ic_size = cpuinfo->l1.ic_linesize
242             * cpuinfo->l1.ic_nsets * cpuinfo->l1.ic_nways;
243         cpuinfo->l1.dc_size = cpuinfo->l1.dc_linesize 
244             * cpuinfo->l1.dc_nsets * cpuinfo->l1.dc_nways;
245
246         /*
247          * Probe PageMask register to see what sizes of pages are supported
248          * by writing all one's and then reading it back.
249          */
250         mips_wr_pagemask(~0);
251         cpuinfo->tlb_pgmask = mips_rd_pagemask();
252         mips_wr_pagemask(MIPS3_PGMASK_4K);
253
254 #ifndef CPU_CNMIPS
255         /* L2 cache */
256         if (!(cfg1 & MIPS_CONFIG_CM)) {
257                 /* We don't have valid cfg2 register */
258                 return;
259         }
260
261         cfg2 = mips_rd_config2();
262
263         tmp = (cfg2 >> MIPS_CONFIG2_SL_SHIFT) & MIPS_CONFIG2_SL_MASK;
264         if (0 < tmp && tmp <= 7)
265                 cpuinfo->l2.dc_linesize = 2 << tmp;
266
267         tmp = (cfg2 >> MIPS_CONFIG2_SS_SHIFT) & MIPS_CONFIG2_SS_MASK;
268         if (0 <= tmp && tmp <= 7)
269                 cpuinfo->l2.dc_nsets = 64 << tmp;
270
271         tmp = (cfg2 >> MIPS_CONFIG2_SA_SHIFT) & MIPS_CONFIG2_SA_MASK;
272         if (0 <= tmp && tmp <= 7)
273                 cpuinfo->l2.dc_nways = tmp + 1;
274
275         cpuinfo->l2.dc_size = cpuinfo->l2.dc_linesize
276             * cpuinfo->l2.dc_nsets * cpuinfo->l2.dc_nways;
277 #endif
278 }
279
280 void
281 mips_cpu_init(void)
282 {
283         platform_cpu_init();
284         mips_get_identity(&cpuinfo);
285         num_tlbentries = cpuinfo.tlb_nentries;
286         mips_wr_wired(0);
287         tlb_invalidate_all();
288         mips_wr_wired(VMWIRED_ENTRIES);
289         mips_config_cache(&cpuinfo);
290         mips_vector_init();
291
292         mips_icache_sync_all();
293         mips_dcache_wbinv_all();
294 }
295
296 void
297 cpu_identify(void)
298 {
299         uint32_t cfg0, cfg1, cfg2, cfg3;
300 #if defined(CPU_MIPS1004K) || defined (CPU_MIPS74K) || defined (CPU_MIPS24K)
301         uint32_t cfg7;
302 #endif
303         printf("CPU: ");
304         switch (cpuinfo.cpu_vendor) {
305         case MIPS_PRID_CID_MTI:
306                 printf("MIPS Technologies");
307                 break;
308         case MIPS_PRID_CID_BROADCOM:
309         case MIPS_PRID_CID_SIBYTE:
310                 printf("Broadcom");
311                 break;
312         case MIPS_PRID_CID_ALCHEMY:
313                 printf("AMD");
314                 break;
315         case MIPS_PRID_CID_SANDCRAFT:
316                 printf("Sandcraft");
317                 break;
318         case MIPS_PRID_CID_PHILIPS:
319                 printf("Philips");
320                 break;
321         case MIPS_PRID_CID_TOSHIBA:
322                 printf("Toshiba");
323                 break;
324         case MIPS_PRID_CID_LSI:
325                 printf("LSI");
326                 break;
327         case MIPS_PRID_CID_LEXRA:
328                 printf("Lexra");
329                 break;
330         case MIPS_PRID_CID_RMI:
331                 printf("RMI");
332                 break;
333         case MIPS_PRID_CID_CAVIUM:
334                 printf("Cavium");
335                 break;
336         case MIPS_PRID_CID_INGENIC:
337         case MIPS_PRID_CID_INGENIC2:
338                 printf("Ingenic XBurst");
339                 break;
340         case MIPS_PRID_CID_PREHISTORIC:
341         default:
342                 printf("Unknown cid %#x", cpuinfo.cpu_vendor);
343                 break;
344         }
345         if (cpu_model[0] != '\0')
346                 printf(" (%s)", cpu_model);
347         printf(" processor v%d.%d\n", cpuinfo.cpu_rev, cpuinfo.cpu_impl);
348
349         printf("  MMU: ");
350         if (cpuinfo.tlb_type == MIPS_MMU_NONE) {
351                 printf("none present\n");
352         } else {
353                 if (cpuinfo.tlb_type == MIPS_MMU_TLB) {
354                         printf("Standard TLB");
355                 } else if (cpuinfo.tlb_type == MIPS_MMU_BAT) {
356                         printf("Standard BAT");
357                 } else if (cpuinfo.tlb_type == MIPS_MMU_FIXED) {
358                         printf("Fixed mapping");
359                 }
360                 printf(", %d entries ", cpuinfo.tlb_nentries);
361         }
362
363         if (cpuinfo.tlb_pgmask) {
364                 printf("(");
365                 if (cpuinfo.tlb_pgmask & MIPS3_PGMASK_MASKX)
366                         printf("1K ");
367                 printf("4K ");
368                 if (cpuinfo.tlb_pgmask & MIPS3_PGMASK_16K)
369                         printf("16K ");
370                 if (cpuinfo.tlb_pgmask & MIPS3_PGMASK_64K)
371                         printf("64K ");
372                 if (cpuinfo.tlb_pgmask & MIPS3_PGMASK_256K)
373                         printf("256K ");
374                 if (cpuinfo.tlb_pgmask & MIPS3_PGMASK_1M)
375                         printf("1M ");
376                 if (cpuinfo.tlb_pgmask & MIPS3_PGMASK_16M)
377                         printf("16M ");
378                 if (cpuinfo.tlb_pgmask & MIPS3_PGMASK_64M)
379                         printf("64M ");
380                 if (cpuinfo.tlb_pgmask & MIPS3_PGMASK_256M)
381                         printf("256M ");
382                 printf("pg sizes)");
383         }
384         printf("\n");
385
386         printf("  L1 i-cache: ");
387         if (cpuinfo.l1.ic_linesize == 0) {
388                 printf("disabled");
389         } else {
390                 if (cpuinfo.l1.ic_nways == 1) {
391                         printf("direct-mapped with");
392                 } else {
393                         printf ("%d ways of", cpuinfo.l1.ic_nways);
394                 }
395                 printf(" %d sets, %d bytes per line\n", 
396                     cpuinfo.l1.ic_nsets, cpuinfo.l1.ic_linesize);
397         }
398
399         printf("  L1 d-cache: ");
400         if (cpuinfo.l1.dc_linesize == 0) {
401                 printf("disabled");
402         } else {
403                 if (cpuinfo.l1.dc_nways == 1) {
404                         printf("direct-mapped with");
405                 } else {
406                         printf ("%d ways of", cpuinfo.l1.dc_nways);
407                 }
408                 printf(" %d sets, %d bytes per line\n", 
409                     cpuinfo.l1.dc_nsets, cpuinfo.l1.dc_linesize);
410         }
411
412         printf("  L2 cache: ");
413         if (cpuinfo.l2.dc_linesize == 0) {
414                 printf("disabled\n");
415         } else {
416                 printf("%d ways of %d sets, %d bytes per line, "
417                     "%d KiB total size\n",
418                     cpuinfo.l2.dc_nways,
419                     cpuinfo.l2.dc_nsets,
420                     cpuinfo.l2.dc_linesize,
421                     cpuinfo.l2.dc_size / 1024);
422         }
423
424         cfg0 = mips_rd_config();
425         /* If config register selection 1 does not exist, exit. */
426         if (!(cfg0 & MIPS_CONFIG_CM))
427                 return;
428
429         cfg1 = mips_rd_config1();
430         printf("  Config1=0x%b\n", cfg1, 
431             "\20\7COP2\6MDMX\5PerfCount\4WatchRegs\3MIPS16\2EJTAG\1FPU");
432
433         if (cpuinfo.fpu_id != 0)
434                 printf("  FPU ID=0x%b\n", cpuinfo.fpu_id,
435                     "\020"
436                     "\020S"
437                     "\021D"
438                     "\022PS"
439                     "\0233D"
440                     "\024W"
441                     "\025L"
442                     "\026F64"
443                     "\0272008"
444                     "\034UFRP");
445
446         /* If config register selection 2 does not exist, exit. */
447         if (!(cfg1 & MIPS_CONFIG_CM))
448                 return;
449         cfg2 = mips_rd_config2();
450         /* 
451          * Config2 contains no useful information other then Config3 
452          * existence flag
453          */
454         printf("  Config2=0x%08x\n", cfg2);
455
456         /* If config register selection 3 does not exist, exit. */
457         if (!(cfg2 & MIPS_CONFIG_CM))
458                 return;
459         cfg3 = mips_rd_config3();
460
461         /* Print Config3 if it contains any useful info */
462         if (cfg3 & ~(0x80000000))
463                 printf("  Config3=0x%b\n", cfg3, "\20\16ULRI\2SmartMIPS\1TraceLogic");
464
465 #if defined(CPU_MIPS1004K) || defined (CPU_MIPS74K) || defined (CPU_MIPS24K)
466         cfg7 = mips_rd_config7();
467         printf("  Config7=0x%b\n", cfg7, "\20\40WII\21AR");
468 #endif
469 }
470
471 static struct rman cpu_hardirq_rman;
472
473 static devclass_t cpu_devclass;
474
475 /*
476  * Device methods
477  */
478 static int cpu_probe(device_t);
479 static int cpu_attach(device_t);
480 static struct resource *cpu_alloc_resource(device_t, device_t, int, int *,
481                                            rman_res_t, rman_res_t, rman_res_t,
482                                            u_int);
483 static int cpu_setup_intr(device_t, device_t, struct resource *, int,
484                           driver_filter_t *f, driver_intr_t *, void *, 
485                           void **);
486
487 static device_method_t cpu_methods[] = {
488         /* Device interface */
489         DEVMETHOD(device_probe,         cpu_probe),
490         DEVMETHOD(device_attach,        cpu_attach),
491         DEVMETHOD(device_detach,        bus_generic_detach),
492         DEVMETHOD(device_shutdown,      bus_generic_shutdown),
493
494         /* Bus interface */
495         DEVMETHOD(bus_alloc_resource,   cpu_alloc_resource),
496         DEVMETHOD(bus_setup_intr,       cpu_setup_intr),
497         DEVMETHOD(bus_teardown_intr,    bus_generic_teardown_intr),
498         { 0, 0 }
499 };
500
501 static driver_t cpu_driver = {
502         "cpu", cpu_methods, 1
503 };
504
505 static int
506 cpu_probe(device_t dev)
507 {
508
509         return (0);
510 }
511
512 static int
513 cpu_attach(device_t dev)
514 {
515         int error;
516 #ifdef notyet
517         device_t clock;
518 #endif
519
520         cpu_hardirq_rman.rm_start = 0;
521         cpu_hardirq_rman.rm_end = 5;
522         cpu_hardirq_rman.rm_type = RMAN_ARRAY;
523         cpu_hardirq_rman.rm_descr = "CPU Hard Interrupts";
524
525         error = rman_init(&cpu_hardirq_rman);
526         if (error != 0) {
527                 device_printf(dev, "failed to initialize irq resources\n");
528                 return (error);
529         }
530         /* XXX rman_manage_all. */
531         error = rman_manage_region(&cpu_hardirq_rman,
532                                    cpu_hardirq_rman.rm_start,
533                                    cpu_hardirq_rman.rm_end);
534         if (error != 0) {
535                 device_printf(dev, "failed to manage irq resources\n");
536                 return (error);
537         }
538
539         if (device_get_unit(dev) != 0)
540                 panic("can't attach more cpus");
541         device_set_desc(dev, "MIPS32 processor");
542
543 #ifdef notyet
544         clock = device_add_child(dev, "clock", device_get_unit(dev));
545         if (clock == NULL)
546                 device_printf(dev, "clock failed to attach");
547 #endif
548
549         return (bus_generic_attach(dev));
550 }
551
552 static struct resource *
553 cpu_alloc_resource(device_t dev, device_t child, int type, int *rid,
554                    rman_res_t start, rman_res_t end, rman_res_t count, u_int flags)
555 {
556         struct resource *res;
557
558         if (type != SYS_RES_IRQ)
559                 return (NULL);
560         res = rman_reserve_resource(&cpu_hardirq_rman, start, end, count, 0,
561                                     child);
562         return (res);
563 }
564
565 static int
566 cpu_setup_intr(device_t dev, device_t child, struct resource *res, int flags,
567                driver_filter_t *filt, driver_intr_t *handler, void *arg, 
568                void **cookiep)
569 {
570         int error;
571         int intr;
572
573         error = rman_activate_resource(res);
574         if (error != 0) {
575                 device_printf(child, "could not activate irq\n");
576                 return (error);
577         }
578
579         intr = rman_get_start(res);
580
581         cpu_establish_hardintr(device_get_nameunit(child), filt, handler, arg, 
582             intr, flags, cookiep);
583         device_printf(child, "established CPU interrupt %d\n", intr);
584         return (0);
585 }
586
587 DRIVER_MODULE(cpu, root, cpu_driver, cpu_devclass, 0, 0);