sys/arm/xscale/i8134x/crb_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 <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
  94 #include <arm/xscale/i80321/i80321var.h> /* For i80321_calibrate_delay() */
  95
  96 #include <arm/xscale/i8134x/i81342reg.h>
  97 #include <arm/xscale/i8134x/i81342var.h>
  98 #include <arm/xscale/i8134x/obiovar.h>
  99
 100
 101 #define KERNEL_PT_SYS           0       /* Page table for mapping proc0 zero page */
 102 #define KERNEL_PT_IOPXS         1
 103 #define KERNEL_PT_BEFOREKERN    2
 104 #define KERNEL_PT_AFKERNEL      3       /* L2 table for mapping after kernel */
 105 #define KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM  9
 106
 107 /* this should be evenly divisable by PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL (or 4) */
 108 #define NUM_KERNEL_PTS          (KERNEL_PT_AFKERNEL + KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM)
 109
 110 /* Define various stack sizes in pages */
 111 #define IRQ_STACK_SIZE  1
 112 #define ABT_STACK_SIZE  1
 113 #define UND_STACK_SIZE  1
 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 extern int *end;
 121
 122 struct pcpu __pcpu;
 123 struct pcpu *pcpup = &__pcpu;
 124
 125 /* Physical and virtual addresses for some global pages */
 126
 127 vm_paddr_t phys_avail[10];
 128 vm_paddr_t dump_avail[4];
 129 vm_offset_t physical_pages;
 130
 131 struct pv_addr systempage;
 132 struct pv_addr msgbufpv;
 133 struct pv_addr irqstack;
 134 struct pv_addr undstack;
 135 struct pv_addr abtstack;
 136 struct pv_addr kernelstack;
 137
 138 static struct trapframe proc0_tf;
 139
 140 /* Static device mappings. */
 141 static const struct pmap_devmap iq81342_devmap[] = {
 142             {
 143                     IOP34X_VADDR,
 144                     IOP34X_HWADDR,
 145                     IOP34X_SIZE,
 146                     VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 147                     PTE_NOCACHE,
 148             },
 149             {
 150                     /*
 151                      * Cheat and map a whole section, this will bring
 152                      * both PCI-X and PCI-E outbound I/O
 153                      */
 154                     IOP34X_PCIX_OIOBAR_VADDR &~ (0x100000 - 1),
 155                     IOP34X_PCIX_OIOBAR &~ (0x100000 - 1),
 156                     0x100000,
 157                     VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 158                     PTE_NOCACHE,
 159             },
 160             {
 161                     IOP34X_PCE1_VADDR,
 162                     IOP34X_PCE1,
 163                     IOP34X_PCE1_SIZE,
 164                     VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE,
 165                     PTE_NOCACHE,
 166             },
 167             {
 168                     0,
 169                     0,
 170                     0,
 171                     0,
 172                     0,
 173             }
 174 };
 175
 176 #define SDRAM_START 0x00000000
 177
 178 extern vm_offset_t xscale_cache_clean_addr;
 179
 180 void *
 181 initarm(void *arg, void *arg2)
 182 {
 183         struct pv_addr  kernel_l1pt;
 184         struct pv_addr  dpcpu;
 185         int loop, i;
 186         u_int l1pagetable;
 187         vm_offset_t freemempos;
 188         vm_offset_t freemem_pt;
 189         vm_offset_t afterkern;
 190         vm_offset_t freemem_after;
 191         vm_offset_t lastaddr;
 192         uint32_t memsize, memstart;
 193
 194         set_cpufuncs();
 195         lastaddr = fake_preload_metadata();
 196         pcpu_init(pcpup, 0, sizeof(struct pcpu));
 197         PCPU_SET(curthread, &thread0);
 198
 199         /* Do basic tuning, hz etc */
 200         init_param1();
 201
 202         freemempos = 0x00200000;
 203         /* Define a macro to simplify memory allocation */
 204 #define valloc_pages(var, np)                   \
 205         alloc_pages((var).pv_pa, (np));         \
 206         (var).pv_va = (var).pv_pa + 0xc0000000;
 207
 208 #define alloc_pages(var, np)                    \
 209         freemempos -= (np * PAGE_SIZE);         \
 210         (var) = freemempos;             \
 211         memset((char *)(var), 0, ((np) * PAGE_SIZE));
 212
 213         while (((freemempos - L1_TABLE_SIZE) & (L1_TABLE_SIZE - 1)) != 0)
 214                 freemempos -= PAGE_SIZE;
 215         valloc_pages(kernel_l1pt, L1_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 216         for (loop = 0; loop < NUM_KERNEL_PTS; ++loop) {
 217                 if (!(loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL))) {
 218                         valloc_pages(kernel_pt_table[loop],
 219                             L2_TABLE_SIZE / PAGE_SIZE);
 220                 } else {
 221                         kernel_pt_table[loop].pv_pa = freemempos +
 222                             (loop % (PAGE_SIZE / L2_TABLE_SIZE_REAL)) *
 223                             L2_TABLE_SIZE_REAL;
 224                         kernel_pt_table[loop].pv_va =
 225                             kernel_pt_table[loop].pv_pa + 0xc0000000;
 226                 }
 227         }
 228         freemem_pt = freemempos;
 229         freemempos = 0x00100000;
 230         /*
 231          * Allocate a page for the system page mapped to V0x00000000
 232          * This page will just contain the system vectors and can be
 233          * shared by all processes.
 234          */
 235         valloc_pages(systempage, 1);
 236
 237         /* Allocate dynamic per-cpu area. */
 238         valloc_pages(dpcpu, DPCPU_SIZE / PAGE_SIZE);
 239         dpcpu_init((void *)dpcpu.pv_va, 0);
 240
 241         /* Allocate stacks for all modes */
 242         valloc_pages(irqstack, IRQ_STACK_SIZE);
 243         valloc_pages(abtstack, ABT_STACK_SIZE);
 244         valloc_pages(undstack, UND_STACK_SIZE);
 245         valloc_pages(kernelstack, KSTACK_PAGES);
 246         valloc_pages(msgbufpv, round_page(msgbufsize) / PAGE_SIZE);
 247 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
 248         freemempos -= PAGE_SIZE;
 249         freemem_pt = trunc_page(freemem_pt);
 250         freemem_after = freemempos - ((freemem_pt - 0x00100000) /
 251             PAGE_SIZE) * sizeof(struct arm_small_page);
 252         arm_add_smallalloc_pages((void *)(freemem_after + 0xc0000000)
 253             , (void *)0xc0100000, freemem_pt - 0x00100000, 1);
 254         freemem_after -= ((freemem_after - 0x00001000) / PAGE_SIZE) *
 255             sizeof(struct arm_small_page);
 256 #if 0
 257         arm_add_smallalloc_pages((void *)(freemem_after + 0xc0000000)
 258         , (void *)0xc0001000, trunc_page(freemem_after) - 0x00001000, 0);
 259 #endif
 260         freemempos = trunc_page(freemem_after);
 261         freemempos -= PAGE_SIZE;
 262 #endif
 263         /*
 264          * Now we start construction of the L1 page table
 265          * We start by mapping the L2 page tables into the L1.
 266          * This means that we can replace L1 mappings later on if necessary
 267          */
 268         l1pagetable = kernel_l1pt.pv_va;
 269
 270         /* Map the L2 pages tables in the L1 page table */
 271         pmap_link_l2pt(l1pagetable, ARM_VECTORS_HIGH & ~(0x00100000 - 1),
 272             &kernel_pt_table[KERNEL_PT_SYS]);
 273         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE, SDRAM_START, 0x100000,
 274             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 275
 276         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE + 0x100000, SDRAM_START + 0x100000,
 277             0x100000, VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_PAGETABLE);
 278
 279         pmap_map_chunk(l1pagetable, KERNBASE + 0x200000, SDRAM_START + 0x200000,
 280            (((uint32_t)(lastaddr) - KERNBASE - 0x200000) + L1_S_SIZE) & ~(L1_S_SIZE - 1),
 281             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 282         freemem_after = ((int)lastaddr + PAGE_SIZE) & ~(PAGE_SIZE - 1);
 283         afterkern = round_page(((vm_offset_t)lastaddr + L1_S_SIZE) & ~(L1_S_SIZE
 284             - 1));
 285         for (i = 0; i < KERNEL_PT_AFKERNEL_NUM; i++) {
 286                 pmap_link_l2pt(l1pagetable, afterkern + i * 0x00100000,
 287                     &kernel_pt_table[KERNEL_PT_AFKERNEL + i]);
 288         }
 289
 290
 291 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
 292         if ((freemem_after + 2 * PAGE_SIZE) <= afterkern) {
 293                 arm_add_smallalloc_pages((void *)(freemem_after),
 294                     (void*)(freemem_after + PAGE_SIZE),
 295                     afterkern - (freemem_after + PAGE_SIZE), 0);
 296
 297         }
 298 #endif
 299
 300         /* Map the vector page. */
 301         pmap_map_entry(l1pagetable, ARM_VECTORS_HIGH, systempage.pv_pa,
 302             VM_PROT_READ|VM_PROT_WRITE, PTE_CACHE);
 303         pmap_devmap_bootstrap(l1pagetable, iq81342_devmap);
 304         /*
 305          * Give the XScale global cache clean code an appropriately
 306          * sized chunk of unmapped VA space starting at 0xff000000
 307          * (our device mappings end before this address).
 308          */
 309         xscale_cache_clean_addr = 0xff000000U;
 310
 311         cpu_domains((DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2)) | DOMAIN_CLIENT);
 312         setttb(kernel_l1pt.pv_pa);
 313         cpu_tlb_flushID();
 314         cpu_domains(DOMAIN_CLIENT << (PMAP_DOMAIN_KERNEL*2));
 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
 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
 334         /*
 335          * We must now clean the cache again....
 336          * Cleaning may be done by reading new data to displace any
 337          * dirty data in the cache. This will have happened in setttb()
 338          * but since we are boot strapping the addresses used for the read
 339          * may have just been remapped and thus the cache could be out
 340          * of sync. A re-clean after the switch will cure this.
 341          * After booting there are no gross relocations of the kernel thus
 342          * this problem will not occur after initarm().
 343          */
 344         cpu_idcache_wbinv_all();
 345         i80321_calibrate_delay();
 346         i81342_sdram_bounds(&obio_bs_tag, IOP34X_VADDR, &memstart, &memsize);
 347         physmem = memsize / PAGE_SIZE;
 348         cninit();
 349         /* Set stack for exception handlers */
 350
 351         data_abort_handler_address = (u_int)data_abort_handler;
 352         prefetch_abort_handler_address = (u_int)prefetch_abort_handler;
 353         undefined_handler_address = (u_int)undefinedinstruction_bounce;
 354         undefined_init();
 355
 356         proc_linkup0(&proc0, &thread0);
 357         thread0.td_kstack = kernelstack.pv_va;
 358         thread0.td_pcb = (struct pcb *)
 359                 (thread0.td_kstack + KSTACK_PAGES * PAGE_SIZE) - 1;
 360         thread0.td_pcb->pcb_flags = 0;
 361         thread0.td_frame = &proc0_tf;
 362         pcpup->pc_curpcb = thread0.td_pcb;
 363
 364         arm_vector_init(ARM_VECTORS_HIGH, ARM_VEC_ALL);
 365
 366         pmap_curmaxkvaddr = afterkern + PAGE_SIZE;
 367         /*
 368          * ARM_USE_SMALL_ALLOC uses dump_avail, so it must be filled before
 369          * calling pmap_bootstrap.
 370          */
 371         dump_avail[0] = 0x00000000;
 372         dump_avail[1] = 0x00000000 + memsize;
 373         dump_avail[2] = 0;
 374         dump_avail[3] = 0;
 375
 376         pmap_bootstrap(pmap_curmaxkvaddr,
 377             0xd0000000, &kernel_l1pt);
 378         msgbufp = (void*)msgbufpv.pv_va;
 379         msgbufinit(msgbufp, msgbufsize);
 380         mutex_init();
 381
 382         i = 0;
 383 #ifdef ARM_USE_SMALL_ALLOC
 384         phys_avail[i++] = 0x00000000;
 385         phys_avail[i++] = 0x00001000;   /*
 386                                          *XXX: Gross hack to get our
 387                                          * pages in the vm_page_array
 388                                          . */
 389 #endif
 390         phys_avail[i++] = round_page(virtual_avail - KERNBASE + SDRAM_START);
 391         phys_avail[i++] = trunc_page(0x00000000 + memsize - 1);
 392         phys_avail[i++] = 0;
 393         phys_avail[i] = 0;
 394
 395         init_param2(physmem);
 396         kdb_init();
 397         return ((void *)(kernelstack.pv_va + USPACE_SVC_STACK_TOP -
 398             sizeof(struct pcb)));
 399 }