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_pager.h>
  83 #include <vm/vm_map.h>
  84 #include <machine/pmap.h>
  85 #include <machine/vmparam.h>
  86 #include <machine/pcb.h>
  87 #include <machine/undefined.h>
  88 #include <machine/machdep.h>
  89 #include <machine/metadata.h>
  90 #include <machine/armreg.h>
  91 #include <machine/bus.h>
  92 #include <sys/reboot.h>
  93
  94 #include <arm/sa11x0/sa11x0_reg.h>
  95
  96 #define MDROOT_ADDR 0xd0400000
  97
  98 #define KERNEL_PT_VMEM          0       /* Page table for mapping video memory */
  99 #define KERNEL_PT_SYS           0       /* Page table for mapping proc0 zero page */
 100 #define KERNEL_PT_IO            3       /* Page table for mapping IO */
 101 #define KERNEL_PT_IRQ           2       /* Page table for mapping irq handler */
 102 #define KERNEL_PT_KERNEL        1       /* Page table for mapping kernel */
 103 #define KERNEL_PT_L1            4       /* Page table for mapping l1pt */
 104 #define KERNEL_PT_VMDATA        5       /* Page tables for mapping kernel VM */
 105 #define KERNEL_PT_VMDATA_NUM    7       /* start with 16MB of KVM */
 106 #define NUM_KERNEL_PTS          (KERNEL_PT_VMDATA + KERNEL_PT_VMDATA_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 #define KERNEL_VM_BASE          (KERNBASE + 0x00100000)
 114 #define KERNEL_VM_SIZE          0x05000000
 115
 116 extern u_int data_abort_handler_address;
 117 extern u_int prefetch_abort_handler_address;
 118 extern u_int undefined_handler_address;
 119
 120 struct pv_addr kernel_pt_table[NUM_KERNEL_PTS];
 121
 122 extern void *_end;
 123
 124 extern vm_offset_t sa1110_uart_vaddr;
 125
 126 extern vm_offset_t sa1_cache_clean_addr;
 127
 128 extern int *end;
 129
 130 struct pcpu __pcpu;
 131 struct pcpu *pcpup = &__pcpu;
 132
 133 #ifndef MD_ROOT_SIZE
 134 #define MD_ROOT_SIZE 65535
 135 #endif
 136 /* Physical and virtual addresses for some global pages */
 137
 138 vm_paddr_t phys_avail[10];
 139 vm_paddr_t dump_avail[4];
 140 vm_paddr_t physical_start;
 141 vm_paddr_t physical_end;
 142 vm_paddr_t physical_freestart;
 143 vm_offset_t physical_pages;
 144
 145 struct pv_addr systempage;
 146 struct pv_addr irqstack;
 147 struct pv_addr undstack;
 148 struct pv_addr abtstack;
 149 struct pv_addr kernelstack;
 150 static struct trapframe proc0_tf;
 151
 152 /* Static device mappings. */
 153 static const struct pmap_devmap assabet_devmap[] = {
 154         /*
 155          * Map the on-board devices VA == PA so that we can access them
 156          * with the MMU on or off.
 157          */
 158         {
 159                 SACOM1_VBASE,
 160                 SACOM1_BASE,
 161                 SACOM1_SIZE,
 162                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 163                 PTE_NOCACHE,
 164         },
 165         {
 166                 SAIPIC_BASE,
 167                 SAIPIC_BASE,
 168                 SAIPIC_SIZE,
 169                 VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 170                 PTE_NOCACHE,
 171         },
 172         {
 173                 0,
 174                 0,
 175                 0,
 176                 0,
 177                 0,
 178         }
 179 };
 180
 181 struct arm32_dma_range *
 182 bus_dma_get_range(void)
 183 {
 184
 185         return (NULL);
 186 }
 187
 188 int
 189 bus_dma_get_range_nb(void)
 190 {
 191         return (0);
 192 }
 193
 194 void
 195 cpu_reset()
 196 {
 197         cpu_halt();
 198         while (1);
 199 }
 200
 201 #define CPU_SA110_CACHE_CLEAN_SIZE (0x4000 * 2)
 202
 203 void *
 204 initarm(void *arg, void *arg2)
 205 {
 206         struct pcpu *pc;
 207         struct pv_addr  kernel_l1pt;
 208         struct pv_addr  md_addr;
 209         struct pv_addr  md_bla;
 210         struct pv_addr  dpcpu;
 211         int loop;
 212         u_int l1pagetable;
 213         vm_offset_t freemempos;
 214         vm_offset_t lastalloced;
 215         vm_offset_t lastaddr;
 216         uint32_t memsize = 32 * 1024 * 1024;
 217         sa1110_uart_vaddr = SACOM1_VBASE;
 218
 219         boothowto = RB_VERBOSE | RB_SINGLE;
 220         cninit();
 221         set_cpufuncs();
 222         lastaddr = fake_preload_metadata();
 223         physmem = memsize / PAGE_SIZE;
 224         pc = &__pcpu;
 225         pcpu_init(pc, 0, sizeof(struct pcpu));
 226         PCPU_SET(curthread, &thread0);
 227
 228         /* Do basic tuning, hz etc */
 229         init_param1();
 230
 231         physical_start = (vm_offset_t) KERNBASE;
 232         physical_end =  lastaddr;
 233         physical_freestart = (((vm_offset_t)physical_end) + PAGE_MASK) & ~PAGE_MASK;
 234         md_addr.pv_va = md_addr.pv_pa = MDROOT_ADDR;
 235         freemempos = (vm_offset_t)round_page(physical_freestart);
 236         memset((void *)freemempos, 0, 256*1024);
 237                 /* Define a macro to simplify memory allocation */
 238 #define valloc_pages(var, np)                   \
 239         alloc_pages((var).pv_pa, (np));         \
 240         (var).pv_va = (var).pv_pa;
 241
 242 #define alloc_pages(var, np)                    \
 243         (var) = freemempos;             \
 244         freemempos += ((np) * PAGE_SIZE);\
 245         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
 246
 247         while ((freemempos & (L1_TABLE_SIZE - 1)) != 0)
 248                 freemempos += PAGE_SIZE;
 249         valloc_pages(kernel_l1pt, L1_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 250         valloc_pages(md_bla, L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 251         alloc_pages(sa1_cache_clean_addr, CPU_SA110_CACHE_CLEAN_SIZE / PAGE_SIZE);
 252
 253         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 254                 if (!(loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL))) {
 255                         valloc_pages(kernel_pt_table[loop],
 256                             L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 257                 } else {
 258                         kernel_pt_table[loop].pv_pa = freemempos +
 259                             (loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL)) *
 260                             L2_TABLE_SIZE_REAL;
 261                         kernel_pt_table[loop].pv_va =
 262                             kernel_pt_table[loop].pv_pa;
 263                 }
 264         }
 265
 266         /*
 267          * Allocate a page for the system page mapped to V0x00000000
 268          * This page will just contain the system vectors and can be
 269          * shared by all processes.
 270          */
 271         valloc_pages(systempage, 1);
 272
 273         /* Allocate dynamic per-cpu area. */
 274         valloc_pages(dpcpu, DPCPU_SIZE / PAGE_SIZE);
 275         dpcpu_init((void *)dpcpu.pv_va, 0);
 276
 277         /* Allocate stacks for all modes */
 278         valloc_pages(irqstack, IRQ_STACK_SIZE);
 279         valloc_pages(abtstack, ABT_STACK_SIZE);
 280         valloc_pages(undstack, UND_STACK_SIZE);
 281         valloc_pages(kernelstack, KSTACK_PAGES);
 282         lastalloced = kernelstack.pv_va;
 283
 284         /*
 285          * Allocate memory for the l1 and l2 page tables. The scheme to avoid
 286          * wasting memory by allocating the l1pt on the first 16k memory was
 287          * taken from NetBSD rpc_machdep.c. NKPT should be greater than 12 for
 288          * this to work (which is supposed to be the case).
 289          */
 290
 291         /*
 292          * Now we start construction of the L1 page table
 293          * We start by mapping the L2 page tables into the L1.
 294          * This means that we can replace L1 mappings later on if necessary
 295          */
 296         l1pagetable = kernel_l1pt.pv_pa;
 297
 298
 299         /* Map the L2 pages tables in the L1 page table */
 300         pmap_link_l2pt(l1pagetable, 0x00000000,
 301             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_SYS]);
 302         pmap_link_l2pt(l1pagetable, KERNBASE,
 303             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_KERNEL]);
 304         pmap_link_l2pt(l1pagetable, 0xd0000000,
 305             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_IO]);
 306         pmap_link_l2pt(l1pagetable, lastalloced & ~((L1_S_SIZE * 4) - 1),
 307             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_L1]);
 308         pmap_link_l2pt(l1pagetable, 0x90000000, &kernel_pt_table[KERNEL_PT_IRQ]);
 309         pmap_link_l2pt(l1pagetable, MDROOT_ADDR,
 310             &md_bla);
 311         for (loop = 0; loop < KERNEL_PT_VMDATA_NUM; ++loop)
 312                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, KERNEL_VM_BASE + loop * 0x00100000,
 313                     &kernel_pt_table[KERNEL_PT_VMDATA + loop]);
 314         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE, KERNBASE,
 315             ((uint32_t)lastaddr - KERNBASE), VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 316             PTE_CACHE);
 317         /* Map the DPCPU pages */
 318         pmap_map_chunk(l1pagetable, dpcpu.pv_va, dpcpu.pv_pa, DPCPU_SIZE,
 319             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 320         /* Map the stack pages */
 321         pmap_map_chunk(l1pagetable, irqstack.pv_va, irqstack.pv_pa,
 322             IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 323         pmap_map_chunk(l1pagetable, md_addr.pv_va, md_addr.pv_pa,
 324             MD_ROOT_SIZE * 1024, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 325         pmap_map_chunk(l1pagetable, abtstack.pv_va, abtstack.pv_pa,
 326             ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 327         pmap_map_chunk(l1pagetable, undstack.pv_va, undstack.pv_pa,
 328             UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 329         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernelstack.pv_va, kernelstack.pv_pa,
 330             KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 331
 332         pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_l1pt.pv_va, kernel_l1pt.pv_pa,
 333             L1_TABLE_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 334
 335         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 336                 pmap_map_chunk(l1pagetable, kernel_pt_table[loop].pv_va,
 337                     kernel_pt_table[loop].pv_pa, L2_TABLE_SIZE,
 338                     VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 339         }
 340         pmap_map_chunk(l1pagetable, md_bla.pv_va, md_bla.pv_pa, L2_TABLE_SIZE,
 341             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 342         /* Map the vector page. */
 343         pmap_map_entry(l1pagetable, vector_page, systempage.pv_pa,
 344             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 345         /* Map the statically mapped devices. */
 346         pmap_devmap_bootstrap(l1pagetable, assabet_devmap);
 347         pmap_map_chunk(l1pagetable, sa1_cache_clean_addr, 0xf0000000,
 348             CPU_SA110_CACHE_CLEAN_SIZE, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 349
 350         data_abort_handler_address = (u_int)data_abort_handler;
 351         prefetch_abort_handler_address = (u_int)prefetch_abort_handler;
 352         undefined_handler_address = (u_int)undefinedinstruction_bounce;
 353         undefined_init();
 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         set_stackptr(PSR_IRQ32_MODE,
 368             irqstack.pv_va + IRQ_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 369         set_stackptr(PSR_ABT32_MODE,
 370             abtstack.pv_va + ABT_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 371         set_stackptr(PSR_UND32_MODE,
 372             undstack.pv_va + UND_STACK_SIZE * PAGE_SIZE);
 373
 374         /*
 375          * We must now clean the cache again....
 376          * Cleaning may be done by reading new data to displace any
 377          * dirty data in the cache. This will have happened in setttb()
 378          * but since we are boot strapping the addresses used for the read
 379          * may have just been remapped and thus the cache could be out
 380          * of sync. A re-clean after the switch will cure this.
 381          * After booting there are no gross relocations of the kernel thus
 382          * this problem will not occur after initarm().
 383          */
 384         cpu_idcache_wbinv_all();
 385
 386         bootverbose = 1;
 387
 388         /* Set stack for exception handlers */
 389
 390         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
 391         thread0.td_kstack = kernelstack.pv_va;
 392         thread0.td_pcb = (struct pcb *)
 393                 (thread0.td_kstack + KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE) - 1;
 394         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
 395         thread0.td_frame = &proc0_tf;
 396
 397
 398         /* Enable MMU, I-cache, D-cache, write buffer. */
 399
 400         cpufunc_control(0x337f, 0x107d);
 401         arm_vector_init(ARM_VECTORS_LOW, ARM_VEC_ALL);
 402
 403         pmap_curmaxkvaddr = freemempos + KERNEL_PT_VMDATA_NUM * 0x400000;
 404
 405         dump_avail[0] = phys_avail[0] = round_page(virtual_avail);
 406         dump_avail[1] = phys_avail[1] = 0xc0000000 + 0x02000000 - 1;
 407         dump_avail[2] = phys_avail[2] = 0;
 408         dump_avail[3] = phys_avail[3] = 0;
 409
 410         mutex_init();
 411         pmap_bootstrap(freemempos, 0xd0000000, &kernel_l1pt);
 412
 413         init_param2(physmem);
 414         kdb_init();
 415         return ((void *)(kernelstack.pv_va + USPACE_SVC_STACK_TOP -
 416             sizeof(struct pcb)));
 417 }