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_object.h>
  81 #include <vm/vm_page.h>
  82 #include <vm/vm_map.h>
  83 #include <machine/vmparam.h>
  84 #include <machine/pcb.h>
  85 #include <machine/undefined.h>
  86 #include <machine/machdep.h>
  87 #include <machine/metadata.h>
  88 #include <machine/armreg.h>
  89 #include <machine/bus.h>
  90 #include <sys/reboot.h>
  91
  92 #include <arm/sa11x0/sa11x0_reg.h>
  93
  94 #define MDROOT_ADDR 0xd0400000
  95
  96 #define KERNEL_PT_VMEM          0       /* Page table for mapping video memory */
  97 #define KERNEL_PT_SYS           0       /* Page table for mapping proc0 zero page */
  98 #define KERNEL_PT_IO            3       /* Page table for mapping IO */
  99 #define KERNEL_PT_IRQ           2       /* Page table for mapping irq handler */
 100 #define KERNEL_PT_KERNEL        1       /* Page table for mapping kernel */
 101 #define KERNEL_PT_L1            4       /* Page table for mapping l1pt */
 102 #define KERNEL_PT_VMDATA        5       /* Page tables for mapping kernel VM */
 103 #define KERNEL_PT_VMDATA_NUM    7       /* start with 16MB of KVM */
 104 #define NUM_KERNEL_PTS          (KERNEL_PT_VMDATA + KERNEL_PT_VMDATA_NUM)
 105
 106 #define KERNEL_VM_BASE          (KERNBASE + 0x00100000)
 107 #define KERNEL_VM_SIZE          0x05000000
 108
 109 extern u_int data_abort_handler_address;
 110 extern u_int prefetch_abort_handler_address;
 111 extern u_int undefined_handler_address;
 112
 113 struct pv_addr kernel_pt_table[NUM_KERNEL_PTS];
 114
 115 extern vm_offset_t sa1110_uart_vaddr;
 116
 117 extern vm_offset_t sa1_cache_clean_addr;
 118
 119 #ifndef MD_ROOT_SIZE
 120 #define MD_ROOT_SIZE 65535
 121 #endif
 122 /* Physical and virtual addresses for some global pages */
 123
 124 vm_paddr_t phys_avail[10];
 125 vm_paddr_t dump_avail[4];
 126 vm_paddr_t physical_start;
 127 vm_paddr_t physical_end;
 128 vm_paddr_t physical_freestart;
 129
 130 struct pv_addr systempage;
 131 struct pv_addr irqstack;
 132 struct pv_addr undstack;
 133 struct pv_addr abtstack;
 134 struct pv_addr kernelstack;
 135
 136 /* Static device mappings. */
 137 static const struct pmap_devmap assabet_devmap[] = {
 138         /*
 139          * Map the on-board devices VA == PA so that we can access them
 140          * with the MMU on or off.
 141          */
 142         {
 143                 SACOM1_VBASE,
 144                 SACOM1_BASE,
 145                 SACOM1_SIZE,
 146                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 147                 PTE_NOCACHE,
 148         },
 149         {
 150                 SAIPIC_BASE,
 151                 SAIPIC_BASE,
 152                 SAIPIC_SIZE,
 153                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 154                 PTE_NOCACHE,
 155         },
 156         {
 157                 0,
 158                 0,
 159                 0,
 160                 0,
 161                 0,
 162         }
 163 };
 164
 165 struct arm32_dma_range *
 166 bus_dma_get_range(void)
 167 {
 168
 169         return (NULL);
 170 }
 171
 172 int
 173 bus_dma_get_range_nb(void)
 174 {
 175         return (0);
 176 }
 177
 178 void
 179 cpu_reset()
 180 {
 181         cpu_halt();
 182         while (1);
 183 }
 184
 185 #define CPU_SA110_CACHE_CLEAN_SIZE (0x4000 * 2)
 186
 187 void *
 188 initarm(struct arm_boot_params *abp)
 189 {
 190         struct pv_addr  kernel_l1pt;
 191         struct pv_addr  md_addr;
 192         struct pv_addr  md_bla;
 193         struct pv_addr  dpcpu;
 194         int loop;
 195         u_int l1pagetable;
 196         vm_offset_t freemempos;
 197         vm_offset_t lastalloced;
 198         vm_offset_t lastaddr;
 199         uint32_t memsize = 32 * 1024 * 1024;
 200         sa1110_uart_vaddr = SACOM1_VBASE;
 201
 202         boothowto = RB_VERBOSE | RB_SINGLE;     /* Default value */
 203         lastaddr = parse_boot_param(abp);
 204         cninit();
 205         set_cpufuncs();
 206         physmem = memsize / PAGE_SIZE;
 207         pcpu0_init();
 208
 209         /* Do basic tuning, hz etc */
 210         init_param1();
 211
 212         physical_start = (vm_offset_t) KERNBASE;
 213         physical_end =  lastaddr;
 214         physical_freestart = (((vm_offset_t)physical_end) + PAGE_MASK) & ~PAGE_MASK;
 215         md_addr.pv_va = md_addr.pv_pa = MDROOT_ADDR;
 216         freemempos = (vm_offset_t)round_page(physical_freestart);
 217         memset((void *)freemempos, 0, 256*1024);
 218                 /* Define a macro to simplify memory allocation */
 219 #define valloc_pages(var, np)                   \
 220         alloc_pages((var).pv_pa, (np));         \
 221         (var).pv_va = (var).pv_pa;
 222
 223 #define alloc_pages(var, np)                    \
 224         (var) = freemempos;             \
 225         freemempos += ((np) * PAGE_SIZE);\
 226         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
 227
 228         while ((freemempos & (L1_TABLE_SIZE - 1)) != 0)
 229                 freemempos += PAGE_SIZE;
 230         valloc_pages(kernel_l1pt, L1_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 231         valloc_pages(md_bla, L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 232         alloc_pages(sa1_cache_clean_addr, CPU_SA110_CACHE_CLEAN_SIZE / PAGE_SIZE);
 233
 234         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 235                 if (!(loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL))) {
 236                         valloc_pages(kernel_pt_table[loop],
 237                             L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 238                 } else {
 239                         kernel_pt_table[loop].pv_pa = freemempos +
 240                             (loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL)) *
 241                             L2_TABLE_SIZE_REAL;
 242                         kernel_pt_table[loop].pv_va =
 243                             kernel_pt_table[loop].pv_pa;
 244                 }
 245         }
 246
 247         /*
 248          * Allocate a page for the system page mapped to V0x00000000
 249          * This page will just contain the system vectors and can be
 250          * shared by all processes.
 251          */
 252         valloc_pages(systempage, 1);
 253
 254         /* Allocate dynamic per-cpu area. */
 255         valloc_pages(dpcpu, DPCPU_SIZE / PAGE_SIZE);
 256         dpcpu_init((void *)dpcpu.pv_va, 0);
 257
 258         /* Allocate stacks for all modes */
 259         valloc_pages(irqstack, IRQ_STACK_SIZE);
 260         valloc_pages(abtstack, ABT_STACK_SIZE);
 261         valloc_pages(undstack, UND_STACK_SIZE);
 262         valloc_pages(kernelstack, KSTACK_PAGES);
 263         lastalloced = kernelstack.pv_va;
 264
 265         /*
 266          * Allocate memory for the l1 and l2 page tables. The scheme to avoid
 267          * wasting memory by allocating the l1pt on the first 16k memory was
 268          * taken from NetBSD rpc_machdep.c. NKPT should be greater than 12 for
 269          * this to work (which is supposed to be the case).
 270          */
 271
 272         /*
 273          * Now we start construction of the L1 page table
 274          * We start by mapping the L2 page tables into the L1.
 275          * This means that we can replace L1 mappings later on if necessary
 276          */
 277         l1pagetable = kernel_l1pt.pv_pa;
 278
 279
 280         /* Map the L2 pages tables in the L1 page table */
 281         pmap_link_l2pt(l1pagetable, 0x00000000,
 282             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_SYS]);
 283         pmap_link_l2pt(l1pagetable, KERNBASE,
 284             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_KERNEL]);
 285         pmap_link_l2pt(l1pagetable, 0xd0000000,
 286             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_IO]);
 287         pmap_link_l2pt(l1pagetable, lastalloced & ~((L1_S_SIZE * 4) - 1),
 288             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_L1]);
 289         pmap_link_l2pt(l1pagetable, 0x90000000, &kernel_pt_table[KERNEL_PT_IRQ]);
 290         pmap_link_l2pt(l1pagetable, MDROOT_ADDR,
 291             &md_bla);
 292         for (loop = 0; loop < KERNEL_PT_VMDATA_NUM; ++loop)
 293                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, KERNEL_VM_BASE + loop * 0x00100000,
 294                     &kernel_pt_table[KERNEL_PT_VMDATA + loop]);
 295         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE, KERNBASE,
 296             ((uint32_t)lastaddr - KERNBASE), VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 297             PTE_CACHE);
 298         /* Map the DPCPU pages */
 299         pmap_map_chunk(l1pagetable, dpcpu.pv_va, dpcpu.pv_pa, DPCPU_SIZE,
 300             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 301         /* Map the stack pages */
 302         pmap_map_chunk(l1pagetable, irqstack.pv_va, irqstack.pv_pa,
 303             IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 304         pmap_map_chunk(l1pagetable, md_addr.pv_va, md_addr.pv_pa,
 305             MD_ROOT_SIZE * 1024, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 306         pmap_map_chunk(l1pagetable, abtstack.pv_va, abtstack.pv_pa,
 307             ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 308         pmap_map_chunk(l1pagetable, undstack.pv_va, undstack.pv_pa,
 309             UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 310         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernelstack.pv_va, kernelstack.pv_pa,
 311             KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 312
 313         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_l1pt.pv_va, kernel_l1pt.pv_pa,
 314             L1_TABLE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 315
 316         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 317                 pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_pt_table[loop].pv_va,
 318                     kernel_pt_table[loop].pv_pa, L2_TABLE_SIZE,
 319                     VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 320         }
 321         pmap_map_chunk(l1pagetable, md_bla.pv_va, md_bla.pv_pa, L2_TABLE_SIZE,
 322             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 323         /* Map the vector page. */
 324         pmap_map_entry(l1pagetable, vector_page, systempage.pv_pa,
 325             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 326         /* Map the statically mapped devices. */
 327         pmap_devmap_bootstrap(l1pagetable, assabet_devmap);
 328         pmap_map_chunk(l1pagetable, sa1_cache_clean_addr, 0xf0000000,
 329             CPU_SA110_CACHE_CLEAN_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 330
 331         data_abort_handler_address = (u_int)data_abort_handler;
 332         prefetch_abort_handler_address = (u_int)prefetch_abort_handler;
 333         undefined_handler_address = (u_int)undefinedinstruction_bounce;
 334         undefined_init();
 335         cpu_domains((DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2)) | DOMAIN_CLIENT);
 336         setttb(kernel_l1pt.pv_pa);
 337         cpu_tlb_flushID();
 338         cpu_domains(DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2));
 339
 340         /*
 341          * Pages were allocated during the secondary bootstrap for the
 342          * stacks for different CPU modes.
 343          * We must now set the r13 registers in the different CPU modes to
 344          * point to these stacks.
 345          * Since the ARM stacks use STMFD etc. we must set r13 to the top end
 346          * of the stack memory.
 347          */
 348         set_stackptrs(0);
 349
 350         /*
 351          * We must now clean the cache again....
 352          * Cleaning may be done by reading new data to displace any
 353          * dirty data in the cache. This will have happened in setttb()
 354          * but since we are boot strapping the addresses used for the read
 355          * may have just been remapped and thus the cache could be out
 356          * of sync. A re-clean after the switch will cure this.
 357          * After booting there are no gross relocations of the kernel thus
 358          * this problem will not occur after initarm().
 359          */
 360         cpu_idcache_wbinv_all();
 361
 362         bootverbose = 1;
 363
 364         /* Set stack for exception handlers */
 365
 366         init_proc0(kernelstack.pv_va);
 367
 368
 369         /* Enable MMU, I-cache, D-cache, write buffer. */
 370
 371         cpufunc_control(0x337f, 0x107d);
 372         arm_vector_init(ARM_VECTORS_LOW, ARM_VEC_ALL);
 373
 374         pmap_curmaxkvaddr = freemempos + KERNEL_PT_VMDATA_NUM * 0x400000;
 375
 376         dump_avail[0] = phys_avail[0] = round_page(virtual_avail);
 377         dump_avail[1] = phys_avail[1] = 0xc0000000 + 0x02000000 - 1;
 378         dump_avail[2] = phys_avail[2] = 0;
 379         dump_avail[3] = phys_avail[3] = 0;
 380
 381         mutex_init();
 382         vm_max_kernel_address = 0xd0000000;
 383         pmap_bootstrap(freemempos, &kernel_l1pt);
 384
 385         init_param2(physmem);
 386         kdb_init();
 387         return ((void *)(kernelstack.pv_va + USPACE_SVC_STACK_TOP -
 388             sizeof(struct pcb)));
 389 }