sys/arm/xscale/i80321/ep80219_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 #include "opt_msgbuf.h"
  49
  50 #include <sys/cdefs.h>
  51 __FBSDID("$FreeBSD$");
  52
  53 #define _ARM32_BUS_DMA_PRIVATE
  54 #include <sys/param.h>
  55 #include <sys/systm.h>
  56 #include <sys/sysproto.h>
  57 #include <sys/signalvar.h>
  58 #include <sys/imgact.h>
  59 #include <sys/kernel.h>
  60 #include <sys/ktr.h>
  61 #include <sys/linker.h>
  62 #include <sys/lock.h>
  63 #include <sys/malloc.h>
  64 #include <sys/mutex.h>
  65 #include <sys/pcpu.h>
  66 #include <sys/proc.h>
  67 #include <sys/ptrace.h>
  68 #include <sys/cons.h>
  69 #include <sys/bio.h>
  70 #include <sys/bus.h>
  71 #include <sys/buf.h>
  72 #include <sys/exec.h>
  73 #include <sys/kdb.h>
  74 #include <sys/msgbuf.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_pager.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <vm/vnode_pager.h>
  85 #include <machine/pmap.h>
  86 #include <machine/vmparam.h>
  87 #include <machine/pcb.h>
  88 #include <machine/undefined.h>
  89 #include <machine/machdep.h>
  90 #include <machine/metadata.h>
  91 #include <machine/armreg.h>
  92 #include <machine/bus.h>
  93 #include <sys/reboot.h>
  94
  95 #include <arm/xscale/i80321/i80321reg.h>
  96 #include <arm/xscale/i80321/i80321var.h>
  97 #include <arm/xscale/i80321/iq80321reg.h>
  98 #include <arm/xscale/i80321/obiovar.h>
  99
 100 #define KERNEL_PT_SYS                   0       /* Page table for mapping proc0 zero page */
 101 #define KERNEL_PT_IOPXS                 1
 102 #define KERNEL_PT_BEFOREKERN    2
 103 #define KERNEL_PT_AFKERNEL              3       /* L2 table for mapping after kernel */
 104 #define KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM  9
 105
 106 /* this should be evenly divisable by PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL (or 4) */
 107 #define NUM_KERNEL_PTS          (KERNEL_PT_AFKERNEL + KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM)
 108
 109 /* Define various stack sizes in pages */
 110 #define IRQ_STACK_SIZE  1
 111 #define ABT_STACK_SIZE  1
 112 #define UND_STACK_SIZE  1
 113
 114 extern u_int data_abort_handler_address;
 115 extern u_int prefetch_abort_handler_address;
 116 extern u_int undefined_handler_address;
 117
 118 struct pv_addr kernel_pt_table[NUM_KERNEL_PTS];
 119
 120 extern void *_end;
 121
 122 extern int *end;
 123
 124 struct pcpu __pcpu;
 125 struct pcpu *pcpup = &__pcpu;
 126
 127 /* Physical and virtual addresses for some global pages */
 128
 129 vm_paddr_t phys_avail[10];
 130 vm_paddr_t dump_avail[4];
 131 vm_offset_t physical_pages;
 132
 133 struct pv_addr systempage;
 134 struct pv_addr msgbufpv;
 135 struct pv_addr irqstack;
 136 struct pv_addr undstack;
 137 struct pv_addr abtstack;
 138 struct pv_addr kernelstack;
 139 struct pv_addr minidataclean;
 140
 141 static struct trapframe proc0_tf;
 142
 143
 144 /* #define IQ80321_OBIO_BASE 0xfe800000UL */
 145 /* #define IQ80321_OBIO_SIZE 0x00100000UL */
 146
 147 /* Static device mappings. */
 148 static const struct pmap_devmap ep80219_devmap[] = {
 149         /*
 150          * Map the on-board devices VA == PA so that we can access them
 151          * with the MMU on or off.
 152          */
 153         {
 154                 IQ80321_OBIO_BASE,
 155                 IQ80321_OBIO_BASE,
 156                 IQ80321_OBIO_SIZE,
 157                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 158                 PTE_NOCACHE,
 159         },
 160         {
 161                 IQ80321_IOW_VBASE,
 162                 VERDE_OUT_XLATE_IO_WIN0_BASE,
 163                 VERDE_OUT_XLATE_IO_WIN_SIZE,
 164                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 165                 PTE_NOCACHE,
 166         },
 167         {
 168                 IQ80321_80321_VBASE,
 169                 VERDE_PMMR_BASE,
 170                 VERDE_PMMR_SIZE,
 171                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 172                 PTE_NOCACHE,
 173         },
 174         {
 175                 0,
 176                 0,
 177                 0,
 178                 0,
 179                 0,
 180         }
 181 };
 182
 183 extern vm_offset_t xscale_cache_clean_addr;
 184
 185 void *
 186 initarm(void *arg, void *arg2)
 187 {
 188         struct pv_addr  kernel_l1pt;
 189         int loop, i;
 190         u_int l1pagetable;
 191         vm_offset_t freemempos;
 192         vm_offset_t freemem_pt;
 193         vm_offset_t afterkern;
 194         vm_offset_t freemem_after;
 195         vm_offset_t lastaddr;
 196         uint32_t memsize, memstart;
 197
 198         set_cpufuncs();
 199         lastaddr = fake_preload_metadata();
 200         pcpu_init(pcpup, 0, sizeof(struct pcpu));
 201         PCPU_SET(curthread, &thread0);
 202
 203         freemempos = 0xa0200000;
 204         /* Define a macro to simplify memory allocation */
 205 #define valloc_pages(var, np)                   \
 206         alloc_pages((var).pv_pa, (np));                         \
 207         (var).pv_va = (var).pv_pa + 0x20000000;
 208
 209 #define alloc_pages(var, np)                    \
 210         freemempos -= (np * PAGE_SIZE);         \
 211         (var) = freemempos;             \
 212         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
 213
 214         while (((freemempos - L1_TABLE_SIZE) & (L1_TABLE_SIZE - 1)) != 0)
 215                 freemempos -= PAGE_SIZE;
 216         valloc_pages(kernel_l1pt, L1_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 217         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 218                 if (!(loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL))) {
 219                         valloc_pages(kernel_pt_table[loop],
 220                                                  L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 221                 } else {
 222                         kernel_pt_table[loop].pv_pa = freemempos +
 223                             (loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL)) *
 224                             L2_TABLE_SIZE_REAL;
 225                         kernel_pt_table[loop].pv_va =
 226                             kernel_pt_table[loop].pv_pa + 0x20000000;
 227                 }
 228                 i++;
 229         }
 230         freemem_pt = freemempos;
 231         freemempos = 0xa0100000;
 232         /*
 233          * Allocate a page for the system page mapped to V0x00000000
 234          * This page will just contain the system vectors and can be
 235          * shared by all processes.
 236          */
 237         valloc_pages(systempage, 1);
 238
 239         /* Allocate stacks for all modes */
 240         valloc_pages(irqstack, IRQ_STACK_SIZE);
 241         valloc_pages(abtstack, ABT_STACK_SIZE);
 242         valloc_pages(undstack, UND_STACK_SIZE);
 243         valloc_pages(kernelstack, KSTACK_PAGES);
 244         alloc_pages(minidataclean.pv_pa, 1);
 245         valloc_pages(msgbufpv, round_page(MSGBUF_SIZE) / PAGE_SIZE);
 246 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
 247         freemempos -= PAGE_SIZE;
 248         freemem_pt = trunc_page(freemem_pt);
 249         freemem_after = freemempos - ((freemem_pt - 0xa0100000) /
 250                                                                   PAGE_SIZE) * sizeof(struct arm_small_page);
 251         arm_add_smallalloc_pages((void *)(freemem_after + 0x20000000)
 252                                                          , (void *)0xc0100000, freemem_pt - 0xa0100000, 1);
 253         freemem_after -= ((freemem_after - 0xa0001000) / PAGE_SIZE) *
 254             sizeof(struct arm_small_page);
 255         arm_add_smallalloc_pages((void *)(freemem_after + 0x20000000),
 256                                                          (void *)0xc0001000,
 257                                                          trunc_page(freemem_after) - 0xa0001000, 0);
 258
 259         freemempos = trunc_page(freemem_after);
 260         freemempos -= PAGE_SIZE;
 261 #endif
 262         /*
 263          * Allocate memory for the l1 and l2 page tables. The scheme to avoid
 264          * wasting memory by allocating the l1pt on the first 16k memory was
 265          * taken from NetBSD rpc_machdep.c. NKPT should be greater than 12 for
 266          * this to work (which is supposed to be the case).
 267          */
 268
 269         /*
 270          * Now we start construction of the L1 page table
 271          * We start by mapping the L2 page tables into the L1.
 272          * This means that we can replace L1 mappings later on if necessary
 273          */
 274         l1pagetable = kernel_l1pt.pv_va;
 275
 276         /* Map the L2 pages tables in the L1 page table */
 277         pmap_link_l2pt(l1pagetable, ARM_VECTORS_HIGH & ~(0x00100000 - 1),
 278                                    &kernel_pt_table[KERNEL_PT_SYS]);
 279         pmap_link_l2pt(l1pagetable, IQ80321_IOPXS_VBASE,
 280                                    &kernel_pt_table[KERNEL_PT_IOPXS]);
 281         pmap_link_l2pt(l1pagetable, KERNBASE,
 282                                    &kernel_pt_table[KERNEL_PT_BEFOREKERN]);
 283         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE, IQ80321_SDRAM_START, 0x100000,
 284                                    VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 285         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE + 0x100000, IQ80321_SDRAM_START + 0x100000,
 286                                    0x100000, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 287         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE + 0x200000, IQ80321_SDRAM_START + 0x200000,
 288                                    (((uint32_t)(lastaddr) - KERNBASE - 0x200000) + L1_S_SIZE) & ~(L1_S_SIZE - 1),
 289                                    VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 290         freemem_after = ((int)lastaddr + PAGE_SIZE) & ~(PAGE_SIZE - 1);
 291         afterkern = round_page(((vm_offset_t)lastaddr + L1_S_SIZE) & ~(L1_S_SIZE
 292                                                                                                                                    - 1));
 293         for (i = 0; i < KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM; i++) {
 294                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, afterkern + i * 0x00100000,
 295                                            &kernel_pt_table[KERNEL_PT_AFKERNEL + i]);
 296         }
 297         pmap_map_entry(l1pagetable, afterkern, minidataclean.pv_pa,
 298                                    VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 299
 300
 301 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
 302         if ((freemem_after + 2 * PAGE_SIZE) <= afterkern) {
 303                 arm_add_smallalloc_pages((void *)(freemem_after),
 304                     (void*)(freemem_after + PAGE_SIZE),
 305                     afterkern - (freemem_after + PAGE_SIZE), 0);
 306
 307         }
 308 #endif
 309
 310         /* Map the Mini-Data cache clean area. */
 311         xscale_setup_minidata(l1pagetable, afterkern,
 312                                                   minidataclean.pv_pa);
 313
 314         /* Map the vector page. */
 315         pmap_map_entry(l1pagetable, ARM_VECTORS_HIGH, systempage.pv_pa,
 316                                    VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 317         pmap_devmap_bootstrap(l1pagetable, ep80219_devmap);
 318         /*
 319          * Give the XScale global cache clean code an appropriately
 320          * sized chunk of unmapped VA space starting at 0xff000000
 321          * (our device mappings end before this address).
 322          */
 323         xscale_cache_clean_addr = 0xff000000U;
 324
 325         cpu_domains((DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2)) | DOMAIN_CLIENT);
 326         setttb(kernel_l1pt.pv_pa);
 327         cpu_tlb_flushID();
 328         cpu_domains(DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2));
 329         /*
 330          * Pages were allocated during the secondary bootstrap for the
 331          * stacks for different CPU modes.
 332          * We must now set the r13 registers in the different CPU modes to
 333          * point to these stacks.
 334          * Since the ARM stacks use STMFD etc. we must set r13 to the top end
 335          * of the stack memory.
 336          */
 337
 338
 339         set_stackptr(PSR_IRQ32_MODE,
 340             irqstack.pv_va + IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 341         set_stackptr(PSR_ABT32_MODE,
 342             abtstack.pv_va + ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 343         set_stackptr(PSR_UND32_MODE,
 344             undstack.pv_va + UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 345
 346
 347
 348         /*
 349          * We must now clean the cache again....
 350          * Cleaning may be done by reading new data to displace any
 351          * dirty data in the cache. This will have happened in setttb()
 352          * but since we are boot strapping the addresses used for the read
 353          * may have just been remapped and thus the cache could be out
 354          * of sync. A re-clean after the switch will cure this.
 355          * After booting there are no gross reloations of the kernel thus
 356          * this problem will not occur after initarm().
 357          */
 358         cpu_idcache_wbinv_all();
 359         /*
 360          * Fetch the SDRAM start/size from the i80321 SDRAM configration
 361          * registers.
 362          */
 363         i80321_calibrate_delay();
 364         i80321_sdram_bounds(&obio_bs_tag, IQ80321_80321_VBASE + VERDE_MCU_BASE,
 365             &memstart, &memsize);
 366         physmem = memsize / PAGE_SIZE;
 367         cninit();
 368
 369         /* Set stack for exception handlers */
 370
 371         data_abort_handler_address = (u_int)data_abort_handler;
 372         prefetch_abort_handler_address = (u_int)prefetch_abort_handler;
 373         undefined_handler_address = (u_int)undefinedinstruction_bounce;
 374         undefined_init();
 375
 376         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
 377         thread0.td_kstack = kernelstack.pv_va;
 378         thread0.td_pcb = (struct pcb *)
 379                 (thread0.td_kstack + KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE) - 1;
 380         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
 381         thread0.td_frame = &proc0_tf;
 382         pcpup->pc_curpcb = thread0.td_pcb;
 383
 384         /* Enable MMU, I-cache, D-cache, write buffer. */
 385
 386         arm_vector_init(ARM_VECTORS_HIGH, ARM_VEC_ALL);
 387         pmap_curmaxkvaddr = afterkern + PAGE_SIZE;
 388         dump_avail[0] = 0xa0000000;
 389         dump_avail[1] = 0xa0000000 + memsize;
 390         dump_avail[2] = 0;
 391         dump_avail[3] = 0;
 392         pmap_bootstrap(pmap_curmaxkvaddr,
 393             0xd0000000, &kernel_l1pt);
 394         msgbufp = (void*)msgbufpv.pv_va;
 395         msgbufinit(msgbufp, MSGBUF_SIZE);
 396         mutex_init();
 397
 398         i = 0;
 399 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
 400         phys_avail[i++] = 0xa0000000;
 401         phys_avail[i++] = 0xa0001000;   /*
 402                                          *XXX: Gross hack to get our
 403                                          * pages in the vm_page_array
 404                                          . */
 405 #endif
 406         phys_avail[i++] = round_page(virtual_avail - KERNBASE + IQ80321_SDRAM_START);
 407         phys_avail[i++] = trunc_page(0xa0000000 + memsize - 1);
 408         phys_avail[i++] = 0;
 409         phys_avail[i] = 0;
 410
 411         /* Do basic tuning, hz etc */
 412         init_param1();
 413         init_param2(physmem);
 414         kdb_init();
 415         return ((void *)(kernelstack.pv_va + USPACE_SVC_STACK_TOP -
 416             sizeof(struct pcb)));
 417 }
 418
 419 extern int
 420 machdep_pci_route_interrupt(device_t pcib, device_t dev, int pin)
 421 {
 422         int bus;
 423         int device;
 424         int func;
 425         uint32_t busno;
 426         struct i80321_pci_softc *sc = device_get_softc(pcib);
 427         bus = pci_get_bus(dev);
 428         device = pci_get_slot(dev);
 429         func = pci_get_function(dev);
 430         busno = bus_space_read_4(sc->sc_st, sc->sc_atu_sh, ATU_PCIXSR);
 431         busno = PCIXSR_BUSNO(busno);
 432         if (busno == 0xff)
 433                 busno = 0;
 434         if (bus != busno)
 435                 goto no_mapping;
 436         switch (device) {
 437                 /* EP80219 PCI */
 438         case 1: /* Ethernet i82555 10/100 */
 439                 printf("Device %d routed to irq %d\n", device, ICU_INT_XINT(0));
 440                 return (ICU_INT_XINT(0));
 441         case 2: /* UART */
 442                 printf("Device %d routed to irq %d\n", device, ICU_INT_XINT(1));
 443                 return (ICU_INT_XINT(1));
 444         case 3:
 445                 /*
 446                  * The S-ATA chips are behind the bridge, and all of
 447                  * the S-ATA interrupts are wired together.
 448                  */
 449                 printf("Device %d routed to irq %d\n", device, ICU_INT_XINT(2));
 450                 return (ICU_INT_XINT(2));
 451         case 4: /* MINI-PIC_INT */
 452                 printf("Device %d routed to irq %d\n", device, ICU_INT_XINT(3));
 453                 return( ICU_INT_XINT(3));
 454         default:
 455 no_mapping:
 456                 printf("No mapping for %d/%d/%d/%c\n", bus, device, func, pin);
 457
 458         }
 459         return (0);
 460
 461 }