sys/arm/s3c2xx0/s3c24x0_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1994-1998 Mark Brinicombe.
   3  * Copyright (c) 1994 Brini.
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software written for Brini by Mark Brinicombe
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  17  *    must display the following acknowledgement:
  18  *      This product includes software developed by Brini.
  19  * 4. The name of the company nor the name of the author may be used to
  20  *    endorse or promote products derived from this software without specific
  21  *    prior written permission.
  22  *
  23  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY BRINI ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED
  24  * WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
  25  * MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  26  * IN NO EVENT SHALL BRINI OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT,
  27  * INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES
  28  * (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
  29  * SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  30  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  31  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  32  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  33  * SUCH DAMAGE.
  34  *
  35  * RiscBSD kernel project
  36  *
  37  * machdep.c
  38  *
  39  * Machine dependant functions for kernel setup
  40  *
  41  * This file needs a lot of work.
  42  *
  43  * Created      : 17/09/94
  44  */
  45
  46 #include "opt_ddb.h"
  47
  48 #include <sys/cdefs.h>
  49 __FBSDID("$FreeBSD$");
  50
  51 #define _ARM32_BUS_DMA_PRIVATE
  52 #include <sys/param.h>
  53 #include <sys/systm.h>
  54 #include <sys/sysproto.h>
  55 #include <sys/signalvar.h>
  56 #include <sys/imgact.h>
  57 #include <sys/kernel.h>
  58 #include <sys/ktr.h>
  59 #include <sys/linker.h>
  60 #include <sys/lock.h>
  61 #include <sys/malloc.h>
  62 #include <sys/mutex.h>
  63 #include <sys/pcpu.h>
  64 #include <sys/proc.h>
  65 #include <sys/ptrace.h>
  66 #include <sys/cons.h>
  67 #include <sys/bio.h>
  68 #include <sys/bus.h>
  69 #include <sys/buf.h>
  70 #include <sys/exec.h>
  71 #include <sys/kdb.h>
  72 #include <sys/msgbuf.h>
  73 #include <machine/reg.h>
  74 #include <machine/cpu.h>
  75
  76 #include <vm/vm.h>
  77 #include <vm/pmap.h>
  78 #include <vm/vm_object.h>
  79 #include <vm/vm_page.h>
  80 #include <vm/vm_pager.h>
  81 #include <vm/vm_map.h>
  82 #include <vm/vnode_pager.h>
  83 #include <machine/pmap.h>
  84 #include <machine/vmparam.h>
  85 #include <machine/pcb.h>
  86 #include <machine/undefined.h>
  87 #include <machine/machdep.h>
  88 #include <machine/metadata.h>
  89 #include <machine/armreg.h>
  90 #include <machine/bus.h>
  91 #include <sys/reboot.h>
  92
  93 #include <arm/s3c2xx0/s3c24x0var.h>
  94 #include <arm/s3c2xx0/s3c2410reg.h>
  95 #include <arm/s3c2xx0/s3c2xx0board.h>
  96
  97 /* Page table for mapping proc0 zero page */
  98 #define KERNEL_PT_SYS           0
  99 #define KERNEL_PT_KERN          1
 100 #define KERNEL_PT_KERN_NUM      44
 101 /* L2 table for mapping after kernel */
 102 #define KERNEL_PT_AFKERNEL      KERNEL_PT_KERN + KERNEL_PT_KERN_NUM
 103 #define KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM  5
 104
 105 /* this should be evenly divisable by PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL (or 4) */
 106 #define NUM_KERNEL_PTS          (KERNEL_PT_AFKERNEL + KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM)
 107
 108 /* Define various stack sizes in pages */
 109 #define IRQ_STACK_SIZE  1
 110 #define ABT_STACK_SIZE  1
 111 #define UND_STACK_SIZE  1
 112
 113 extern int s3c2410_pclk;
 114
 115 extern u_int data_abort_handler_address;
 116 extern u_int prefetch_abort_handler_address;
 117 extern u_int undefined_handler_address;
 118
 119 struct pv_addr kernel_pt_table[NUM_KERNEL_PTS];
 120
 121 extern void *_end;
 122
 123 extern int *end;
 124
 125 struct pcpu __pcpu;
 126 struct pcpu *pcpup = &__pcpu;
 127
 128 /* Physical and virtual addresses for some global pages */
 129
 130 vm_paddr_t phys_avail[10];
 131 vm_paddr_t dump_avail[4];
 132 vm_offset_t physical_pages;
 133
 134 struct pv_addr systempage;
 135 struct pv_addr msgbufpv;
 136 struct pv_addr irqstack;
 137 struct pv_addr undstack;
 138 struct pv_addr abtstack;
 139 struct pv_addr kernelstack;
 140
 141 static struct trapframe proc0_tf;
 142
 143 #define _A(a)   ((a) & ~L1_S_OFFSET)
 144 #define _S(s)   (((s) + L1_S_SIZE - 1) & ~(L1_S_SIZE-1))
 145
 146 /* Static device mappings. */
 147 static const struct pmap_devmap s3c24x0_devmap[] = {
 148         /*
 149          * Map the devices we need early on.
 150          */
 151         {
 152                 _A(S3C24X0_CLKMAN_BASE),
 153                 _A(S3C24X0_CLKMAN_PA_BASE),
 154                 _S(S3C24X0_CLKMAN_SIZE),
 155                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 156                 PTE_NOCACHE,
 157         },
 158         {
 159                 _A(S3C24X0_GPIO_BASE),
 160                 _A(S3C24X0_GPIO_PA_BASE),
 161                 _S(S3C2410_GPIO_SIZE),
 162                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 163                 PTE_NOCACHE,
 164         },
 165         {
 166                 _A(S3C24X0_INTCTL_BASE),
 167                 _A(S3C24X0_INTCTL_PA_BASE),
 168                 _S(S3C24X0_INTCTL_SIZE),
 169                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 170                 PTE_NOCACHE,
 171         },
 172         {
 173                 _A(S3C24X0_TIMER_BASE),
 174                 _A(S3C24X0_TIMER_PA_BASE),
 175                 _S(S3C24X0_TIMER_SIZE),
 176                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 177                 PTE_NOCACHE,
 178         },
 179         {
 180                 _A(S3C24X0_UART0_BASE),
 181                 _A(S3C24X0_UART0_PA_BASE),
 182                 _S(S3C24X0_UART_PA_BASE(3) - S3C24X0_UART0_PA_BASE),
 183                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 184                 PTE_NOCACHE,
 185         },
 186         {
 187                 _A(S3C24X0_WDT_BASE),
 188                 _A(S3C24X0_WDT_PA_BASE),
 189                 _S(S3C24X0_WDT_SIZE),
 190                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 191                 PTE_NOCACHE,
 192         },
 193         {
 194                 0,
 195                 0,
 196                 0,
 197                 0,
 198                 0,
 199         }
 200 };
 201
 202 #undef  _A
 203 #undef  _S
 204
 205 #define ioreg_read32(a)         (*(volatile uint32_t *)(a))
 206 #define ioreg_write32(a,v)      (*(volatile uint32_t *)(a)=(v))
 207
 208 #ifdef DDB
 209 extern vm_offset_t ksym_start, ksym_end;
 210 #endif
 211
 212 struct arm32_dma_range s3c24x0_range = {
 213         .dr_sysbase = 0,
 214         .dr_busbase = 0,
 215         .dr_len = 0,
 216 };
 217
 218 struct arm32_dma_range *
 219 bus_dma_get_range(void)
 220 {
 221
 222         if (s3c24x0_range.dr_len == 0) {
 223                 s3c24x0_range.dr_sysbase = dump_avail[0];
 224                 s3c24x0_range.dr_busbase = dump_avail[0];
 225                 s3c24x0_range.dr_len = dump_avail[1] - dump_avail[0];
 226         }
 227         return (&s3c24x0_range);
 228 }
 229
 230 int
 231 bus_dma_get_range_nb(void)
 232 {
 233         return (1);
 234 }
 235
 236 void *
 237 initarm(void *arg, void *arg2)
 238 {
 239         struct pv_addr  kernel_l1pt;
 240         int loop;
 241         u_int l1pagetable;
 242         vm_offset_t freemempos;
 243         vm_offset_t afterkern;
 244         vm_offset_t lastaddr;
 245
 246         int i;
 247         uint32_t memsize;
 248
 249         i = 0;
 250
 251         boothowto = 0;
 252
 253         set_cpufuncs();
 254         cpufuncs.cf_sleep = s3c24x0_sleep;
 255         lastaddr = fake_preload_metadata();
 256
 257         pcpu_init(pcpup, 0, sizeof(struct pcpu));
 258         PCPU_SET(curthread, &thread0);
 259
 260         /* Do basic tuning, hz etc */
 261         init_param1();
 262
 263 #define KERNEL_TEXT_BASE (KERNBASE)
 264         freemempos = (lastaddr + PAGE_MASK) & ~PAGE_MASK;
 265         /* Define a macro to simplify memory allocation */
 266 #define valloc_pages(var, np)                   \
 267         alloc_pages((var).pv_va, (np));         \
 268         (var).pv_pa = (var).pv_va + (KERNPHYSADDR - KERNVIRTADDR);
 269
 270 #define alloc_pages(var, np)                    \
 271         (var) = freemempos;                     \
 272         freemempos += (np * PAGE_SIZE);         \
 273         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
 274
 275         while (((freemempos - L1_TABLE_SIZE) & (L1_TABLE_SIZE - 1)) != 0)
 276                 freemempos += PAGE_SIZE;
 277         valloc_pages(kernel_l1pt, L1_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 278         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 279                 if (!(loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL))) {
 280                         valloc_pages(kernel_pt_table[loop],
 281                             L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 282                 } else {
 283                         kernel_pt_table[loop].pv_va = freemempos -
 284                             (loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL)) *
 285                             L2_TABLE_SIZE_REAL;
 286                         kernel_pt_table[loop].pv_pa =
 287                             kernel_pt_table[loop].pv_va - KERNVIRTADDR +
 288                             KERNPHYSADDR;
 289                 }
 290         }
 291         /*
 292          * Allocate a page for the system page mapped to V0x00000000
 293          * This page will just contain the system vectors and can be
 294          * shared by all processes.
 295          */
 296         valloc_pages(systempage, 1);
 297
 298         /* Allocate stacks for all modes */
 299         valloc_pages(irqstack, IRQ_STACK_SIZE);
 300         valloc_pages(abtstack, ABT_STACK_SIZE);
 301         valloc_pages(undstack, UND_STACK_SIZE);
 302         valloc_pages(kernelstack, KSTACK_PAGES);
 303         valloc_pages(msgbufpv, round_page(msgbufsize) / PAGE_SIZE);
 304         /*
 305          * Now we start construction of the L1 page table
 306          * We start by mapping the L2 page tables into the L1.
 307          * This means that we can replace L1 mappings later on if necessary
 308          */
 309         l1pagetable = kernel_l1pt.pv_va;
 310
 311         /* Map the L2 pages tables in the L1 page table */
 312         pmap_link_l2pt(l1pagetable, ARM_VECTORS_HIGH,
 313             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_SYS]);
 314         for (i = 0; i < KERNEL_PT_KERN_NUM; i++)
 315                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, KERNBASE + i * L1_S_SIZE,
 316                     &kernel_pt_table[KERNEL_PT_KERN + i]);
 317         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE, PHYSADDR,
 318            (((uint32_t)(lastaddr) - KERNBASE) + PAGE_SIZE) & ~(PAGE_SIZE - 1),
 319             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 320         afterkern = round_page((lastaddr + L1_S_SIZE) & ~(L1_S_SIZE
 321             - 1));
 322         for (i = 0; i < KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM; i++) {
 323                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, afterkern + i * L1_S_SIZE,
 324                     &kernel_pt_table[KERNEL_PT_AFKERNEL + i]);
 325         }
 326
 327         /* Map the vector page. */
 328         pmap_map_entry(l1pagetable, ARM_VECTORS_HIGH, systempage.pv_pa,
 329             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 330         /* Map the stack pages */
 331         pmap_map_chunk(l1pagetable, irqstack.pv_va, irqstack.pv_pa,
 332             IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 333         pmap_map_chunk(l1pagetable, abtstack.pv_va, abtstack.pv_pa,
 334             ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 335         pmap_map_chunk(l1pagetable, undstack.pv_va, undstack.pv_pa,
 336             UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 337         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernelstack.pv_va, kernelstack.pv_pa,
 338             KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 339
 340         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_l1pt.pv_va, kernel_l1pt.pv_pa,
 341             L1_TABLE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 342         pmap_map_chunk(l1pagetable, msgbufpv.pv_va, msgbufpv.pv_pa,
 343             msgbufsize, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 344
 345
 346         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 347                 pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_pt_table[loop].pv_va,
 348                     kernel_pt_table[loop].pv_pa, L2_TABLE_SIZE,
 349                     VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 350         }
 351
 352         pmap_devmap_bootstrap(l1pagetable, s3c24x0_devmap);
 353
 354         cpu_domains((DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2)) | DOMAIN_CLIENT);
 355         setttb(kernel_l1pt.pv_pa);
 356         cpu_tlb_flushID();
 357         cpu_domains(DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2));
 358
 359         /*
 360          * Pages were allocated during the secondary bootstrap for the
 361          * stacks for different CPU modes.
 362          * We must now set the r13 registers in the different CPU modes to
 363          * point to these stacks.
 364          * Since the ARM stacks use STMFD etc. we must set r13 to the top end
 365          * of the stack memory.
 366          */
 367
 368         cpu_control(CPU_CONTROL_MMU_ENABLE, CPU_CONTROL_MMU_ENABLE);
 369         set_stackptr(PSR_IRQ32_MODE,
 370             irqstack.pv_va + IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 371         set_stackptr(PSR_ABT32_MODE,
 372             abtstack.pv_va + ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 373         set_stackptr(PSR_UND32_MODE,
 374             undstack.pv_va + UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 375
 376         /*
 377          * We must now clean the cache again....
 378          * Cleaning may be done by reading new data to displace any
 379          * dirty data in the cache. This will have happened in setttb()
 380          * but since we are boot strapping the addresses used for the read
 381          * may have just been remapped and thus the cache could be out
 382          * of sync. A re-clean after the switch will cure this.
 383          * After booting there are no gross reloations of the kernel thus
 384          * this problem will not occur after initarm().
 385          */
 386         cpu_idcache_wbinv_all();
 387
 388         /* Disable all peripheral interrupts */
 389         ioreg_write32(S3C24X0_INTCTL_BASE + INTCTL_INTMSK, ~0);
 390         memsize = board_init();
 391         /* Find pclk for uart */
 392         switch(ioreg_read32(S3C24X0_GPIO_BASE + GPIO_GSTATUS1) >> 16) {
 393         case 0x3241:
 394                 s3c2410_clock_freq2(S3C24X0_CLKMAN_BASE, NULL, NULL,
 395                     &s3c2410_pclk);
 396                 break;
 397         case 0x3244:
 398                 s3c2440_clock_freq2(S3C24X0_CLKMAN_BASE, NULL, NULL,
 399                     &s3c2410_pclk);
 400                 break;
 401         }
 402         cninit();
 403
 404         /* Set stack for exception handlers */
 405         data_abort_handler_address = (u_int)data_abort_handler;
 406         prefetch_abort_handler_address = (u_int)prefetch_abort_handler;
 407         undefined_handler_address = (u_int)undefinedinstruction_bounce;
 408         undefined_init();
 409
 410         proc_linkup(&proc0, &thread0);
 411         thread0.td_kstack = kernelstack.pv_va;
 412         thread0.td_pcb = (struct pcb *)
 413                 (thread0.td_kstack + KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE) - 1;
 414         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
 415         thread0.td_frame = &proc0_tf;
 416         pcpup->pc_curpcb = thread0.td_pcb;
 417
 418         arm_vector_init(ARM_VECTORS_HIGH, ARM_VEC_ALL);
 419
 420         pmap_curmaxkvaddr = afterkern + 0x100000 * (KERNEL_PT_KERN_NUM - 1);
 421         /*
 422          * ARM_USE_SMALL_ALLOC uses dump_avail, so it must be filled before
 423          * calling pmap_bootstrap.
 424          */
 425         dump_avail[0] = PHYSADDR;
 426         dump_avail[1] = PHYSADDR + memsize;
 427         dump_avail[2] = 0;
 428         dump_avail[3] = 0;
 429
 430         pmap_bootstrap(freemempos,
 431             KERNVIRTADDR + 3 * memsize,
 432             &kernel_l1pt);
 433         msgbufp = (void*)msgbufpv.pv_va;
 434         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
 435         mutex_init();
 436
 437         physmem = memsize / PAGE_SIZE;
 438
 439         phys_avail[0] = virtual_avail - KERNVIRTADDR + KERNPHYSADDR;
 440         phys_avail[1] = PHYSADDR + memsize;
 441         phys_avail[2] = 0;
 442         phys_avail[3] = 0;
 443
 444         init_param2(physmem);
 445         kdb_init();
 446
 447         return ((void *)(kernelstack.pv_va + USPACE_SVC_STACK_TOP -
 448             sizeof(struct pcb)));
 449 }