sys/powerpc/booke/booke_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (C) 2006-2012 Semihalf
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  15  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  16  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN
  17  * NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  18  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED
  19  * TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
  20  * PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
  21  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
  22  * NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
  23  * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  24  */
  25 /*-
  26  * Copyright (C) 2001 Benno Rice
  27  * All rights reserved.
  28  *
  29  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  30  * modification, are permitted provided that the following conditions
  31  * are met:
  32  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  33  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  34  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  35  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  36  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  37  *
  38  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY Benno Rice ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  39  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  40  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  41  * IN NO EVENT SHALL TOOLS GMBH BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  42  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
  43  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS;
  44  * OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY,
  45  * WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
  46  * OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF
  47  * ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  48  * $NetBSD: machdep.c,v 1.74.2.1 2000/11/01 16:13:48 tv Exp $
  49  */
  50 /*-
  51  * Copyright (C) 1995, 1996 Wolfgang Solfrank.
  52  * Copyright (C) 1995, 1996 TooLs GmbH.
  53  * All rights reserved.
  54  *
  55  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  56  * modification, are permitted provided that the following conditions
  57  * are met:
  58  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  59  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  60  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  61  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  62  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  63  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  64  *    must display the following acknowledgement:
  65  *      This product includes software developed by TooLs GmbH.
  66  * 4. The name of TooLs GmbH may not be used to endorse or promote products
  67  *    derived from this software without specific prior written permission.
  68  *
  69  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY TOOLS GMBH ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  70  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  71  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  72  * IN NO EVENT SHALL TOOLS GMBH BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  73  * SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
  74  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS;
  75  * OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY,
  76  * WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
  77  * OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF
  78  * ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  79  */
  80
  81 #include <sys/cdefs.h>
  82 __FBSDID("$FreeBSD$");
  83
  84 #include "opt_compat.h"
  85 #include "opt_ddb.h"
  86 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
  87 #include "opt_kstack_pages.h"
  88 #include "opt_platform.h"
  89
  90 #include <sys/cdefs.h>
  91 #include <sys/types.h>
  92 #include <sys/param.h>
  93 #include <sys/proc.h>
  94 #include <sys/systm.h>
  95 #include <sys/time.h>
  96 #include <sys/bio.h>
  97 #include <sys/buf.h>
  98 #include <sys/bus.h>
  99 #include <sys/cons.h>
 100 #include <sys/cpu.h>
 101 #include <sys/kdb.h>
 102 #include <sys/kernel.h>
 103 #include <sys/lock.h>
 104 #include <sys/mutex.h>
 105 #include <sys/rwlock.h>
 106 #include <sys/sysctl.h>
 107 #include <sys/exec.h>
 108 #include <sys/ktr.h>
 109 #include <sys/syscallsubr.h>
 110 #include <sys/sysproto.h>
 111 #include <sys/signalvar.h>
 112 #include <sys/sysent.h>
 113 #include <sys/imgact.h>
 114 #include <sys/msgbuf.h>
 115 #include <sys/ptrace.h>
 116
 117 #include <vm/vm.h>
 118 #include <vm/pmap.h>
 119 #include <vm/vm_page.h>
 120 #include <vm/vm_object.h>
 121 #include <vm/vm_pager.h>
 122
 123 #include <machine/cpu.h>
 124 #include <machine/kdb.h>
 125 #include <machine/reg.h>
 126 #include <machine/vmparam.h>
 127 #include <machine/spr.h>
 128 #include <machine/hid.h>
 129 #include <machine/psl.h>
 130 #include <machine/trap.h>
 131 #include <machine/md_var.h>
 132 #include <machine/mmuvar.h>
 133 #include <machine/sigframe.h>
 134 #include <machine/machdep.h>
 135 #include <machine/metadata.h>
 136 #include <machine/platform.h>
 137
 138 #include <sys/linker.h>
 139 #include <sys/reboot.h>
 140
 141 #include <contrib/libfdt/libfdt.h>
 142 #include <dev/fdt/fdt_common.h>
 143 #include <dev/ofw/openfirm.h>
 144
 145 #ifdef DDB
 146 #include <ddb/ddb.h>
 147 #endif
 148
 149 #ifdef  DEBUG
 150 #define debugf(fmt, args...) printf(fmt, ##args)
 151 #else
 152 #define debugf(fmt, args...)
 153 #endif
 154
 155 extern unsigned char _etext[];
 156 extern unsigned char _edata[];
 157 extern unsigned char __bss_start[];
 158 extern unsigned char __sbss_start[];
 159 extern unsigned char __sbss_end[];
 160 extern unsigned char _end[];
 161 extern vm_offset_t __endkernel;
 162
 163 /*
 164  * Bootinfo is passed to us by legacy loaders. Save the address of the
 165  * structure to handle backward compatibility.
 166  */
 167 uint32_t *bootinfo;
 168
 169 void print_kernel_section_addr(void);
 170 void print_kenv(void);
 171 uintptr_t booke_init(u_long, u_long);
 172 void ivor_setup(void);
 173
 174 extern void *interrupt_vector_base;
 175 extern void *int_critical_input;
 176 extern void *int_machine_check;
 177 extern void *int_data_storage;
 178 extern void *int_instr_storage;
 179 extern void *int_external_input;
 180 extern void *int_alignment;
 181 extern void *int_fpu;
 182 extern void *int_program;
 183 extern void *int_syscall;
 184 extern void *int_decrementer;
 185 extern void *int_fixed_interval_timer;
 186 extern void *int_watchdog;
 187 extern void *int_data_tlb_error;
 188 extern void *int_inst_tlb_error;
 189 extern void *int_debug;
 190 extern void *int_vec;
 191 extern void *int_vecast;
 192 #ifdef HWPMC_HOOKS
 193 extern void *int_performance_counter;
 194 #endif
 195
 196 #define SET_TRAP(ivor, handler) \
 197         KASSERT(((uintptr_t)(&handler) & ~0xffffUL) == \
 198             ((uintptr_t)(&interrupt_vector_base) & ~0xffffUL), \
 199             ("Handler " #handler " too far from interrupt vector base")); \
 200         mtspr(ivor, (uintptr_t)(&handler) & 0xffffUL);
 201
 202 uintptr_t powerpc_init(vm_offset_t fdt, vm_offset_t, vm_offset_t, void *mdp);
 203 void booke_cpu_init(void);
 204
 205 void
 206 booke_cpu_init(void)
 207 {
 208
 209         cpu_features |= PPC_FEATURE_BOOKE;
 210
 211         pmap_mmu_install(MMU_TYPE_BOOKE, BUS_PROBE_GENERIC);
 212 }
 213
 214 void
 215 ivor_setup(void)
 216 {
 217
 218         mtspr(SPR_IVPR, ((uintptr_t)&interrupt_vector_base) & 0xffff0000);
 219
 220         SET_TRAP(SPR_IVOR0, int_critical_input);
 221         SET_TRAP(SPR_IVOR1, int_machine_check);
 222         SET_TRAP(SPR_IVOR2, int_data_storage);
 223         SET_TRAP(SPR_IVOR3, int_instr_storage);
 224         SET_TRAP(SPR_IVOR4, int_external_input);
 225         SET_TRAP(SPR_IVOR5, int_alignment);
 226         SET_TRAP(SPR_IVOR6, int_program);
 227         SET_TRAP(SPR_IVOR8, int_syscall);
 228         SET_TRAP(SPR_IVOR10, int_decrementer);
 229         SET_TRAP(SPR_IVOR11, int_fixed_interval_timer);
 230         SET_TRAP(SPR_IVOR12, int_watchdog);
 231         SET_TRAP(SPR_IVOR13, int_data_tlb_error);
 232         SET_TRAP(SPR_IVOR14, int_inst_tlb_error);
 233         SET_TRAP(SPR_IVOR15, int_debug);
 234 #ifdef HWPMC_HOOKS
 235         SET_TRAP(SPR_IVOR35, int_performance_counter);
 236 #endif
 237         switch ((mfpvr() >> 16) & 0xffff) {
 238         case FSL_E6500:
 239                 SET_TRAP(SPR_IVOR32, int_vec);
 240                 SET_TRAP(SPR_IVOR33, int_vecast);
 241                 /* FALLTHROUGH */
 242         case FSL_E500mc:
 243         case FSL_E5500:
 244                 SET_TRAP(SPR_IVOR7, int_fpu);
 245         }
 246 }
 247
 248 static int
 249 booke_check_for_fdt(uint32_t arg1, vm_offset_t *dtbp)
 250 {
 251         void *ptr;
 252
 253         if (arg1 % 8 != 0)
 254                 return (-1);
 255
 256         ptr = (void *)pmap_early_io_map(arg1, PAGE_SIZE);
 257         if (fdt_check_header(ptr) != 0)
 258                 return (-1);
 259
 260         *dtbp = (vm_offset_t)ptr;
 261
 262         return (0);
 263 }
 264
 265 uintptr_t
 266 booke_init(u_long arg1, u_long arg2)
 267 {
 268         uintptr_t ret;
 269         void *mdp;
 270         vm_offset_t dtbp, end;
 271
 272         end = (uintptr_t)_end;
 273         dtbp = (vm_offset_t)NULL;
 274
 275         /* Set up TLB initially */
 276         bootinfo = NULL;
 277         bzero(__sbss_start, __sbss_end - __sbss_start);
 278         bzero(__bss_start, _end - __bss_start);
 279         tlb1_init();
 280
 281         /*
 282          * Handle the various ways we can get loaded and started:
 283          *  -   FreeBSD's loader passes the pointer to the metadata
 284          *      in arg1, with arg2 undefined. arg1 has a value that's
 285          *      relative to the kernel's link address (i.e. larger
 286          *      than 0xc0000000).
 287          *  -   Juniper's loader passes the metadata pointer in arg2
 288          *      and sets arg1 to zero. This is to signal that the
 289          *      loader maps the kernel and starts it at its link
 290          *      address (unlike the FreeBSD loader).
 291          *  -   U-Boot passes the standard argc and argv parameters
 292          *      in arg1 and arg2 (resp). arg1 is between 1 and some
 293          *      relatively small number, such as 64K. arg2 is the
 294          *      physical address of the argv vector.
 295          *  -   ePAPR loaders pass an FDT blob in r3 (arg1) and the magic hex
 296          *      string 0x45504150 ('EPAP') in r6 (which has been lost by now).
 297          *      r4 (arg2) is supposed to be set to zero, but is not always.
 298          */
 299
 300         if (arg1 == 0)                          /* Juniper loader */
 301                 mdp = (void *)arg2;
 302         else if (booke_check_for_fdt(arg1, &dtbp) == 0) { /* ePAPR */
 303                 end = roundup(end, 8);
 304                 memmove((void *)end, (void *)dtbp, fdt_totalsize((void *)dtbp));
 305                 dtbp = end;
 306                 end += fdt_totalsize((void *)dtbp);
 307                 __endkernel = end;
 308                 mdp = NULL;
 309         } else if (arg1 > (uintptr_t)btext)     /* FreeBSD loader */
 310                 mdp = (void *)arg1;
 311         else                                    /* U-Boot */
 312                 mdp = NULL;
 313
 314         /* Default to 32 byte cache line size. */
 315         switch ((mfpvr()) >> 16) {
 316         case FSL_E500mc:
 317         case FSL_E5500:
 318         case FSL_E6500:
 319                 cacheline_size = 64;
 320                 break;
 321         }
 322
 323         ret = powerpc_init(dtbp, 0, 0, mdp);
 324
 325         /* Enable caches */
 326         booke_enable_l1_cache();
 327         booke_enable_l2_cache();
 328
 329         booke_enable_bpred();
 330
 331         return (ret);
 332 }
 333
 334 #define RES_GRANULE 32
 335 extern uint32_t tlb0_miss_locks[];
 336
 337 /* Initialise a struct pcpu. */
 338 void
 339 cpu_pcpu_init(struct pcpu *pcpu, int cpuid, size_t sz)
 340 {
 341
 342         pcpu->pc_tid_next = TID_MIN;
 343
 344 #ifdef SMP
 345         uint32_t *ptr;
 346         int words_per_gran = RES_GRANULE / sizeof(uint32_t);
 347
 348         ptr = &tlb0_miss_locks[cpuid * words_per_gran];
 349         pcpu->pc_booke_tlb_lock = ptr;
 350         *ptr = TLB_UNLOCKED;
 351         *(ptr + 1) = 0;         /* recurse counter */
 352 #endif
 353 }
 354
 355 /* Shutdown the CPU as much as possible. */
 356 void
 357 cpu_halt(void)
 358 {
 359
 360         mtmsr(mfmsr() & ~(PSL_CE | PSL_EE | PSL_ME | PSL_DE));
 361         while (1)
 362                 ;
 363 }
 364
 365 int
 366 ptrace_single_step(struct thread *td)
 367 {
 368         struct trapframe *tf;
 369
 370         tf = td->td_frame;
 371         tf->srr1 |= PSL_DE;
 372         tf->cpu.booke.dbcr0 |= (DBCR0_IDM | DBCR0_IC);
 373         return (0);
 374 }
 375
 376 int
 377 ptrace_clear_single_step(struct thread *td)
 378 {
 379         struct trapframe *tf;
 380
 381         tf = td->td_frame;
 382         tf->srr1 &= ~PSL_DE;
 383         tf->cpu.booke.dbcr0 &= ~(DBCR0_IDM | DBCR0_IC);
 384         return (0);
 385 }
 386
 387 void
 388 kdb_cpu_clear_singlestep(void)
 389 {
 390         register_t r;
 391
 392         r = mfspr(SPR_DBCR0);
 393         mtspr(SPR_DBCR0, r & ~DBCR0_IC);
 394         kdb_frame->srr1 &= ~PSL_DE;
 395 }
 396
 397 void
 398 kdb_cpu_set_singlestep(void)
 399 {
 400         register_t r;
 401
 402         r = mfspr(SPR_DBCR0);
 403         mtspr(SPR_DBCR0, r | DBCR0_IC | DBCR0_IDM);
 404         kdb_frame->srr1 |= PSL_DE;
 405 }
 406