sys/arm/econa/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/reg.h>
  64 #include <machine/cpu.h>
  65
  66 #include <vm/vm.h>
  67 #include <vm/pmap.h>
  68 #include <vm/vm_object.h>
  69 #include <vm/vm_page.h>
  70 #include <vm/vm_pager.h>
  71 #include <vm/vm_map.h>
  72 #include <vm/vnode_pager.h>
  73 #include <machine/pmap.h>
  74 #include <machine/vmparam.h>
  75 #include <machine/pcb.h>
  76 #include <machine/undefined.h>
  77 #include <machine/machdep.h>
  78 #include <machine/metadata.h>
  79 #include <machine/armreg.h>
  80 #include <machine/bus.h>
  81 #include <sys/reboot.h>
  82 #include "econa_reg.h"
  83
  84 /* Page table for mapping proc0 zero page */
  85 #define KERNEL_PT_SYS           0
  86 #define KERNEL_PT_KERN          1
  87 #define KERNEL_PT_KERN_NUM      22
  88 /* L2 table for mapping after kernel */
  89 #define KERNEL_PT_AFKERNEL      KERNEL_PT_KERN + KERNEL_PT_KERN_NUM
  90 #define KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM  5
  91
  92 /* this should be evenly divisable by PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL (or 4) */
  93 #define NUM_KERNEL_PTS  (KERNEL_PT_AFKERNEL + KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM)
  94
  95 /* Define various stack sizes in pages */
  96 #define IRQ_STACK_SIZE  1
  97 #define ABT_STACK_SIZE  1
  98 #define UND_STACK_SIZE  1
  99
 100 extern u_int data_abort_handler_address;
 101 extern u_int prefetch_abort_handler_address;
 102 extern u_int undefined_handler_address;
 103
 104 struct pv_addr kernel_pt_table[NUM_KERNEL_PTS];
 105
 106 extern void *_end;
 107
 108 extern int *end;
 109
 110 struct pcpu __pcpu;
 111 struct pcpu *pcpup = &__pcpu;
 112
 113 /* Physical and virtual addresses for some global pages */
 114
 115 vm_paddr_t phys_avail[10];
 116 vm_paddr_t dump_avail[4];
 117 vm_offset_t physical_pages;
 118
 119 struct pv_addr systempage;
 120 struct pv_addr msgbufpv;
 121 struct pv_addr irqstack;
 122 struct pv_addr undstack;
 123 struct pv_addr abtstack;
 124 struct pv_addr kernelstack;
 125
 126 static void *boot_arg1;
 127 static void *boot_arg2;
 128
 129 static struct trapframe proc0_tf;
 130
 131 /* Static device mappings. */
 132 static const struct pmap_devmap econa_devmap[] = {
 133         {
 134                 /*
 135                  * This maps DDR SDRAM
 136                  */
 137                 ECONA_SDRAM_BASE, /*virtual*/
 138                 ECONA_SDRAM_BASE, /*physical*/
 139                 ECONA_SDRAM_SIZE, /*size*/
 140                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 141                 PTE_NOCACHE,
 142         },
 143         /*
 144          * Map the on-board devices VA == PA so that we can access them
 145          * with the MMU on or off.
 146          */
 147         {
 148                 /*
 149                  * This maps the interrupt controller, the UART
 150                  * and the timer.
 151                  */
 152                 ECONA_IO_BASE, /*virtual*/
 153                 ECONA_IO_BASE, /*physical*/
 154                 ECONA_IO_SIZE, /*size*/
 155                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 156                 PTE_NOCACHE,
 157         },
 158         {
 159                 /*
 160                  * OHCI + EHCI
 161                  */
 162                 ECONA_OHCI_VBASE, /*virtual*/
 163                 ECONA_OHCI_PBASE, /*physical*/
 164                 ECONA_USB_SIZE, /*size*/
 165                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 166                 PTE_NOCACHE,
 167         },
 168         {
 169                 /*
 170                  * CFI
 171                  */
 172                 ECONA_CFI_VBASE, /*virtual*/
 173                 ECONA_CFI_PBASE, /*physical*/
 174                 ECONA_CFI_SIZE,
 175                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 176                 PTE_NOCACHE,
 177         },
 178         {
 179                 0,
 180                 0,
 181                 0,
 182                 0,
 183                 0,
 184         }
 185 };
 186
 187
 188 void *
 189 initarm(void *arg, void *arg2)
 190 {
 191         struct pv_addr  kernel_l1pt;
 192         volatile uint32_t * ddr = (uint32_t *)0x4000000C;
 193         int loop, i;
 194         u_int l1pagetable;
 195         vm_offset_t afterkern;
 196         vm_offset_t freemempos;
 197         vm_offset_t lastaddr;
 198         uint32_t memsize;
 199         int mem_info;
 200
 201
 202         boot_arg1 = arg;
 203         boot_arg2 = arg2;
 204         boothowto = RB_VERBOSE;
 205
 206         set_cpufuncs();
 207         lastaddr = fake_preload_metadata();
 208         pcpu_init(pcpup, 0, sizeof(struct pcpu));
 209         PCPU_SET(curthread, &thread0);
 210
 211         /* Do basic tuning, hz etc */
 212         init_param1();
 213
 214
 215         freemempos = (lastaddr + PAGE_MASK) & ~PAGE_MASK;
 216         /* Define a macro to simplify memory allocation */
 217 #define valloc_pages(var, np)                   \
 218         alloc_pages((var).pv_va, (np));         \
 219         (var).pv_pa = (var).pv_va + (KERNPHYSADDR - KERNVIRTADDR);
 220
 221 #define alloc_pages(var, np)                    \
 222         (var) = freemempos;             \
 223         freemempos += (np * PAGE_SIZE);         \
 224         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
 225
 226         while (((freemempos - L1_TABLE_SIZE) & (L1_TABLE_SIZE - 1)) != 0)
 227                 freemempos += PAGE_SIZE;
 228         valloc_pages(kernel_l1pt, L1_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 229         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 230                 if (!(loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL))) {
 231                         valloc_pages(kernel_pt_table[loop],
 232                             L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 233                 } else {
 234                         kernel_pt_table[loop].pv_va = freemempos -
 235                             (loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL)) *
 236                             L2_TABLE_SIZE_REAL;
 237                         kernel_pt_table[loop].pv_pa =
 238                             kernel_pt_table[loop].pv_va - KERNVIRTADDR +
 239                             KERNPHYSADDR;
 240                 }
 241                 i++;
 242         }
 243         /*
 244          * Allocate a page for the system page mapped to V0x00000000
 245          * This page will just contain the system vectors and can be
 246          * shared by all processes.
 247          */
 248         valloc_pages(systempage, 1);
 249
 250         /* Allocate stacks for all modes */
 251         valloc_pages(irqstack, IRQ_STACK_SIZE);
 252         valloc_pages(abtstack, ABT_STACK_SIZE);
 253         valloc_pages(undstack, UND_STACK_SIZE);
 254         valloc_pages(kernelstack, KSTACK_PAGES);
 255         valloc_pages(msgbufpv, round_page(msgbufsize) / PAGE_SIZE);
 256
 257         /*
 258          * Now we start construction of the L1 page table
 259          * We start by mapping the L2 page tables into the L1.
 260          * This means that we can replace L1 mappings later on if necessary
 261          */
 262         l1pagetable = kernel_l1pt.pv_va;
 263
 264         /* Map the L2 pages tables in the L1 page table */
 265         pmap_link_l2pt(l1pagetable, ARM_VECTORS_HIGH,
 266             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_SYS]);
 267         for (i = 0; i < KERNEL_PT_KERN_NUM; i++)
 268                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, KERNBASE + i * L1_S_SIZE,
 269                     &kernel_pt_table[KERNEL_PT_KERN + i]);
 270         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE, PHYSADDR,
 271            (((uint32_t)lastaddr - KERNBASE) + PAGE_SIZE) & ~(PAGE_SIZE - 1),
 272             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 273         afterkern = round_page((lastaddr + L1_S_SIZE) & ~(L1_S_SIZE - 1));
 274         for (i = 0; i < KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM; i++) {
 275                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, afterkern + i * L1_S_SIZE,
 276                     &kernel_pt_table[KERNEL_PT_AFKERNEL + i]);
 277         }
 278
 279         /* Map the vector page. */
 280         pmap_map_entry(l1pagetable, ARM_VECTORS_HIGH, systempage.pv_pa,
 281             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 282
 283
 284         /* Map the stack pages */
 285         pmap_map_chunk(l1pagetable, irqstack.pv_va, irqstack.pv_pa,
 286             IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 287         pmap_map_chunk(l1pagetable, abtstack.pv_va, abtstack.pv_pa,
 288             ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 289         pmap_map_chunk(l1pagetable, undstack.pv_va, undstack.pv_pa,
 290             UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 291         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernelstack.pv_va, kernelstack.pv_pa,
 292             KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 293
 294         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_l1pt.pv_va, kernel_l1pt.pv_pa,
 295             L1_TABLE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 296         pmap_map_chunk(l1pagetable, msgbufpv.pv_va, msgbufpv.pv_pa,
 297             msgbufsize, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 298
 299         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 300                 pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_pt_table[loop].pv_va,
 301                     kernel_pt_table[loop].pv_pa, L2_TABLE_SIZE,
 302                     VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 303         }
 304
 305         pmap_devmap_bootstrap(l1pagetable, econa_devmap);
 306         cpu_domains((DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2)) | DOMAIN_CLIENT);
 307         setttb(kernel_l1pt.pv_pa);
 308         cpu_tlb_flushID();
 309         cpu_domains(DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2));
 310         cninit();
 311         mem_info = ((*ddr) >> 4) & 0x3;
 312         memsize = (8<<mem_info)*1024*1024;
 313         physmem = memsize / PAGE_SIZE;
 314
 315         /*
 316          * Pages were allocated during the secondary bootstrap for the
 317          * stacks for different CPU modes.
 318          * We must now set the r13 registers in the different CPU modes to
 319          * point to these stacks.
 320          * Since the ARM stacks use STMFD etc. we must set r13 to the top end
 321          * of the stack memory.
 322          */
 323         cpu_control(CPU_CONTROL_MMU_ENABLE, CPU_CONTROL_MMU_ENABLE);
 324
 325         set_stackptr(PSR_IRQ32_MODE,
 326             irqstack.pv_va + IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 327         set_stackptr(PSR_ABT32_MODE,
 328             abtstack.pv_va + ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 329         set_stackptr(PSR_UND32_MODE,
 330             undstack.pv_va + UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 331
 332         /*
 333          * We must now clean the cache again....
 334          * Cleaning may be done by reading new data to displace any
 335          * dirty data in the cache. This will have happened in setttb()
 336          * but since we are boot strapping the addresses used for the read
 337          * may have just been remapped and thus the cache could be out
 338          * of sync. A re-clean after the switch will cure this.
 339          * After booting there are no gross relocations of the kernel thus
 340          * this problem will not occur after initarm().
 341          */
 342         cpu_idcache_wbinv_all();
 343
 344         /* Set stack for exception handlers */
 345         data_abort_handler_address = (u_int)data_abort_handler;
 346         prefetch_abort_handler_address = (u_int)prefetch_abort_handler;
 347         undefined_handler_address = (u_int)undefinedinstruction_bounce;
 348         undefined_init();
 349
 350         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
 351         thread0.td_kstack = kernelstack.pv_va;
 352         thread0.td_pcb = (struct pcb *)
 353                 (thread0.td_kstack + KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE) - 1;
 354         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
 355         thread0.td_frame = &proc0_tf;
 356         pcpup->pc_curpcb = thread0.td_pcb;
 357
 358         arm_vector_init(ARM_VECTORS_HIGH, ARM_VEC_ALL);
 359
 360         pmap_curmaxkvaddr = afterkern + L1_S_SIZE * (KERNEL_PT_KERN_NUM - 1);
 361
 362         /*
 363          * ARM_USE_SMALL_ALLOC uses dump_avail, so it must be filled before
 364          * calling pmap_bootstrap.
 365          */
 366         dump_avail[0] = PHYSADDR;
 367         dump_avail[1] = PHYSADDR + memsize;
 368         dump_avail[2] = 0;
 369         dump_avail[3] = 0;
 370
 371         pmap_bootstrap(freemempos,
 372             KERNVIRTADDR + 3 * memsize,
 373             &kernel_l1pt);
 374
 375         msgbufp = (void*)msgbufpv.pv_va;
 376         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
 377
 378         mutex_init();
 379
 380         i = 0;
 381 #if PHYSADDR != KERNPHYSADDR
 382         phys_avail[i++] = PHYSADDR;
 383         phys_avail[i++] = KERNPHYSADDR;
 384 #endif
 385         phys_avail[i++] = virtual_avail - KERNVIRTADDR + KERNPHYSADDR;
 386
 387         phys_avail[i++] = PHYSADDR + memsize;
 388         phys_avail[i++] = 0;
 389         phys_avail[i++] = 0;
 390         init_param2(physmem);
 391         kdb_init();
 392
 393         return ((void *)(kernelstack.pv_va + USPACE_SVC_STACK_TOP -
 394             sizeof(struct pcb)));
 395 }