sys/arm/cavium/cns11xx/econa_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2009 Yohanes Nugroho <yohanes@gmail.com>
   3  * Copyright (c) 1994-1998 Mark Brinicombe.
   4  * Copyright (c) 1994 Brini.
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software written for Brini by Mark Brinicombe
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by Brini.
  20  * 4. The name of the company nor the name of the author may be used to
  21  *    endorse or promote products derived from this software without specific
  22  *    prior written permission.
  23  *
  24  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY BRINI ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
  25  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
  26  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  27  * IN NO EVENT SHALL BRINI OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT,
  28  * INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
  29  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
  30  * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  31  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  32  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  33  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  34  * SUCH DAMAGE.
  35  *
  36  */
  37
  38 #include <sys/cdefs.h>
  39 __FBSDID("$FreeBSD$");
  40
  41 #define _ARM32_BUS_DMA_PRIVATE
  42 #include <sys/param.h>
  43 #include <sys/systm.h>
  44 #include <sys/sysproto.h>
  45 #include <sys/signalvar.h>
  46 #include <sys/imgact.h>
  47 #include <sys/kernel.h>
  48 #include <sys/ktr.h>
  49 #include <sys/linker.h>
  50 #include <sys/lock.h>
  51 #include <sys/malloc.h>
  52 #include <sys/mutex.h>
  53 #include <sys/pcpu.h>
  54 #include <sys/proc.h>
  55 #include <sys/ptrace.h>
  56 #include <sys/cons.h>
  57 #include <sys/bio.h>
  58 #include <sys/bus.h>
  59 #include <sys/buf.h>
  60 #include <sys/exec.h>
  61 #include <sys/kdb.h>
  62 #include <sys/msgbuf.h>
  63 #include <machine/physmem.h>
  64 #include <machine/reg.h>
  65 #include <machine/cpu.h>
  66
  67 #include <vm/vm.h>
  68 #include <vm/pmap.h>
  69 #include <vm/vm_object.h>
  70 #include <vm/vm_page.h>
  71 #include <vm/vm_map.h>
  72 #include <machine/devmap.h>
  73 #include <machine/vmparam.h>
  74 #include <machine/pcb.h>
  75 #include <machine/undefined.h>
  76 #include <machine/machdep.h>
  77 #include <machine/metadata.h>
  78 #include <machine/armreg.h>
  79 #include <machine/bus.h>
  80 #include <sys/reboot.h>
  81 #include "econa_reg.h"
  82
  83 /* Page table for mapping proc0 zero page */
  84 #define KERNEL_PT_SYS           0
  85 #define KERNEL_PT_KERN          1
  86 #define KERNEL_PT_KERN_NUM      22
  87 /* L2 table for mapping after kernel */
  88 #define KERNEL_PT_AFKERNEL      KERNEL_PT_KERN + KERNEL_PT_KERN_NUM
  89 #define KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM  5
  90
  91 /* this should be evenly divisable by PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL (or 4) */
  92 #define NUM_KERNEL_PTS  (KERNEL_PT_AFKERNEL + KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM)
  93
  94 struct pv_addr kernel_pt_table[NUM_KERNEL_PTS];
  95
  96 /* Physical and virtual addresses for some global pages */
  97
  98 struct pv_addr systempage;
  99 struct pv_addr msgbufpv;
 100 struct pv_addr irqstack;
 101 struct pv_addr undstack;
 102 struct pv_addr abtstack;
 103 struct pv_addr kernelstack;
 104
 105 /* Static device mappings. */
 106 static const struct arm_devmap_entry econa_devmap[] = {
 107         {
 108                 /*
 109                  * This maps DDR SDRAM
 110                  */
 111                 ECONA_SDRAM_BASE, /*virtual*/
 112                 ECONA_SDRAM_BASE, /*physical*/
 113                 ECONA_SDRAM_SIZE, /*size*/
 114                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 115                 PTE_DEVICE,
 116         },
 117         /*
 118          * Map the on-board devices VA == PA so that we can access them
 119          * with the MMU on or off.
 120          */
 121         {
 122                 /*
 123                  * This maps the interrupt controller, the UART
 124                  * and the timer.
 125                  */
 126                 ECONA_IO_BASE, /*virtual*/
 127                 ECONA_IO_BASE, /*physical*/
 128                 ECONA_IO_SIZE, /*size*/
 129                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 130                 PTE_DEVICE,
 131         },
 132         {
 133                 /*
 134                  * OHCI + EHCI
 135                  */
 136                 ECONA_OHCI_VBASE, /*virtual*/
 137                 ECONA_OHCI_PBASE, /*physical*/
 138                 ECONA_USB_SIZE, /*size*/
 139                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 140                 PTE_DEVICE,
 141         },
 142         {
 143                 /*
 144                  * CFI
 145                  */
 146                 ECONA_CFI_VBASE, /*virtual*/
 147                 ECONA_CFI_PBASE, /*physical*/
 148                 ECONA_CFI_SIZE,
 149                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 150                 PTE_DEVICE,
 151         },
 152         {
 153                 0,
 154                 0,
 155                 0,
 156                 0,
 157                 0,
 158         }
 159 };
 160
 161
 162 void *
 163 initarm(struct arm_boot_params *abp)
 164 {
 165         struct pv_addr  kernel_l1pt;
 166         volatile uint32_t * ddr = (uint32_t *)0x4000000C;
 167         int loop, i;
 168         u_int l1pagetable;
 169         vm_offset_t afterkern;
 170         vm_offset_t freemempos;
 171         vm_offset_t lastaddr;
 172         uint32_t memsize;
 173         int mem_info;
 174
 175         boothowto = RB_VERBOSE;
 176         lastaddr = parse_boot_param(abp);
 177         arm_physmem_kernaddr = abp->abp_physaddr;
 178         set_cpufuncs();
 179         pcpu0_init();
 180
 181         /* Do basic tuning, hz etc */
 182         init_param1();
 183
 184
 185         freemempos = (lastaddr + PAGE_MASK) & ~PAGE_MASK;
 186         /* Define a macro to simplify memory allocation */
 187 #define valloc_pages(var, np)                   \
 188         alloc_pages((var).pv_va, (np));         \
 189         (var).pv_pa = (var).pv_va + (abp->abp_physaddr - KERNVIRTADDR);
 190
 191 #define alloc_pages(var, np)                    \
 192         (var) = freemempos;             \
 193         freemempos += (np * PAGE_SIZE);         \
 194         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
 195
 196         while (((freemempos - L1_TABLE_SIZE) & (L1_TABLE_SIZE - 1)) != 0)
 197                 freemempos += PAGE_SIZE;
 198         valloc_pages(kernel_l1pt, L1_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 199         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 200                 if (!(loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL))) {
 201                         valloc_pages(kernel_pt_table[loop],
 202                             L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 203                 } else {
 204                         kernel_pt_table[loop].pv_va = freemempos -
 205                             (loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL)) *
 206                             L2_TABLE_SIZE_REAL;
 207                         kernel_pt_table[loop].pv_pa =
 208                             kernel_pt_table[loop].pv_va - KERNVIRTADDR +
 209                             abp->abp_physaddr;
 210                 }
 211         }
 212         /*
 213          * Allocate a page for the system page mapped to V0x00000000
 214          * This page will just contain the system vectors and can be
 215          * shared by all processes.
 216          */
 217         valloc_pages(systempage, 1);
 218
 219         /* Allocate stacks for all modes */
 220         valloc_pages(irqstack, IRQ_STACK_SIZE);
 221         valloc_pages(abtstack, ABT_STACK_SIZE);
 222         valloc_pages(undstack, UND_STACK_SIZE);
 223         valloc_pages(kernelstack, KSTACK_PAGES);
 224         valloc_pages(msgbufpv, round_page(msgbufsize) / PAGE_SIZE);
 225
 226         /*
 227          * Now we start construction of the L1 page table
 228          * We start by mapping the L2 page tables into the L1.
 229          * This means that we can replace L1 mappings later on if necessary
 230          */
 231         l1pagetable = kernel_l1pt.pv_va;
 232
 233         /* Map the L2 pages tables in the L1 page table */
 234         pmap_link_l2pt(l1pagetable, ARM_VECTORS_HIGH,
 235             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_SYS]);
 236         for (i = 0; i < KERNEL_PT_KERN_NUM; i++)
 237                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, KERNBASE + i * L1_S_SIZE,
 238                     &kernel_pt_table[KERNEL_PT_KERN + i]);
 239         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE, PHYSADDR,
 240            (((uint32_t)lastaddr - KERNBASE) + PAGE_SIZE) & ~(PAGE_SIZE - 1),
 241             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 242         afterkern = round_page((lastaddr + L1_S_SIZE) & ~(L1_S_SIZE - 1));
 243         for (i = 0; i < KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM; i++) {
 244                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, afterkern + i * L1_S_SIZE,
 245                     &kernel_pt_table[KERNEL_PT_AFKERNEL + i]);
 246         }
 247
 248         /* Map the vector page. */
 249         pmap_map_entry(l1pagetable, ARM_VECTORS_HIGH, systempage.pv_pa,
 250             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 251
 252
 253         /* Map the stack pages */
 254         pmap_map_chunk(l1pagetable, irqstack.pv_va, irqstack.pv_pa,
 255             IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 256         pmap_map_chunk(l1pagetable, abtstack.pv_va, abtstack.pv_pa,
 257             ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 258         pmap_map_chunk(l1pagetable, undstack.pv_va, undstack.pv_pa,
 259             UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 260         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernelstack.pv_va, kernelstack.pv_pa,
 261             KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 262
 263         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_l1pt.pv_va, kernel_l1pt.pv_pa,
 264             L1_TABLE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 265         pmap_map_chunk(l1pagetable, msgbufpv.pv_va, msgbufpv.pv_pa,
 266             msgbufsize, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 267
 268         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 269                 pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_pt_table[loop].pv_va,
 270                     kernel_pt_table[loop].pv_pa, L2_TABLE_SIZE,
 271                     VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 272         }
 273
 274         arm_devmap_bootstrap(l1pagetable, econa_devmap);
 275         cpu_domains((DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2)) | DOMAIN_CLIENT);
 276         setttb(kernel_l1pt.pv_pa);
 277         cpu_tlb_flushID();
 278         cpu_domains(DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2));
 279         cninit();
 280         mem_info = ((*ddr) >> 4) & 0x3;
 281         memsize = (8<<mem_info)*1024*1024;
 282
 283         /*
 284          * Pages were allocated during the secondary bootstrap for the
 285          * stacks for different CPU modes.
 286          * We must now set the r13 registers in the different CPU modes to
 287          * point to these stacks.
 288          * Since the ARM stacks use STMFD etc. we must set r13 to the top end
 289          * of the stack memory.
 290          */
 291         cpu_control(CPU_CONTROL_MMU_ENABLE, CPU_CONTROL_MMU_ENABLE);
 292
 293         set_stackptrs(0);
 294
 295         /*
 296          * We must now clean the cache again....
 297          * Cleaning may be done by reading new data to displace any
 298          * dirty data in the cache. This will have happened in setttb()
 299          * but since we are boot strapping the addresses used for the read
 300          * may have just been remapped and thus the cache could be out
 301          * of sync. A re-clean after the switch will cure this.
 302          * After booting there are no gross relocations of the kernel thus
 303          * this problem will not occur after initarm().
 304          */
 305         cpu_idcache_wbinv_all();
 306         cpu_setup("");
 307
 308         undefined_init();
 309
 310         init_proc0(kernelstack.pv_va);
 311
 312         arm_vector_init(ARM_VECTORS_HIGH, ARM_VEC_ALL);
 313
 314         pmap_curmaxkvaddr = afterkern + L1_S_SIZE * (KERNEL_PT_KERN_NUM - 1);
 315         vm_max_kernel_address = KERNVIRTADDR + 3 * memsize;
 316         pmap_bootstrap(freemempos, &kernel_l1pt);
 317
 318         msgbufp = (void*)msgbufpv.pv_va;
 319         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
 320
 321         mutex_init();
 322
 323         /*
 324          * Add the physical ram we have available.
 325          *
 326          * Exclude the kernel, and all the things we allocated which immediately
 327          * follow the kernel, from the VM allocation pool but not from crash
 328          * dumps.  virtual_avail is a global variable which tracks the kva we've
 329          * "allocated" while setting up pmaps.
 330          *
 331          * Prepare the list of physical memory available to the vm subsystem.
 332          */
 333         arm_physmem_hardware_region(PHYSADDR, memsize);
 334         arm_physmem_exclude_region(abp->abp_physaddr,
 335             virtual_avail - KERNVIRTADDR, EXFLAG_NOALLOC);
 336         arm_physmem_init_kernel_globals();
 337
 338         init_param2(physmem);
 339         kdb_init();
 340
 341         return ((void *)(kernelstack.pv_va + USPACE_SVC_STACK_TOP -
 342             sizeof(struct pcb)));
 343 }