arch/powerpc/kernel/setup_64.c

   1 /*
   2  *
   3  * Common boot and setup code.
   4  *
   5  * Copyright (C) 2001 PPC64 Team, IBM Corp
   6  *
   7  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
   8  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
   9  *      as published by the Free Software Foundation; either version
  10  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
  11  */
  12
  13 #undef DEBUG
  14
  15 #include <linux/config.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/string.h>
  18 #include <linux/sched.h>
  19 #include <linux/init.h>
  20 #include <linux/kernel.h>
  21 #include <linux/reboot.h>
  22 #include <linux/delay.h>
  23 #include <linux/initrd.h>
  24 #include <linux/ide.h>
  25 #include <linux/seq_file.h>
  26 #include <linux/ioport.h>
  27 #include <linux/console.h>
  28 #include <linux/utsname.h>
  29 #include <linux/tty.h>
  30 #include <linux/root_dev.h>
  31 #include <linux/notifier.h>
  32 #include <linux/cpu.h>
  33 #include <linux/unistd.h>
  34 #include <linux/serial.h>
  35 #include <linux/serial_8250.h>
  36 #include <asm/io.h>
  37 #include <asm/kdump.h>
  38 #include <asm/prom.h>
  39 #include <asm/processor.h>
  40 #include <asm/pgtable.h>
  41 #include <asm/smp.h>
  42 #include <asm/elf.h>
  43 #include <asm/machdep.h>
  44 #include <asm/paca.h>
  45 #include <asm/time.h>
  46 #include <asm/cputable.h>
  47 #include <asm/sections.h>
  48 #include <asm/btext.h>
  49 #include <asm/nvram.h>
  50 #include <asm/setup.h>
  51 #include <asm/system.h>
  52 #include <asm/rtas.h>
  53 #include <asm/iommu.h>
  54 #include <asm/serial.h>
  55 #include <asm/cache.h>
  56 #include <asm/page.h>
  57 #include <asm/mmu.h>
  58 #include <asm/lmb.h>
  59 #include <asm/iseries/it_lp_naca.h>
  60 #include <asm/firmware.h>
  61 #include <asm/xmon.h>
  62 #include <asm/udbg.h>
  63 #include <asm/kexec.h>
  64
  65 #include "setup.h"
  66
  67 #ifdef DEBUG
  68 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
  69 #else
  70 #define DBG(fmt...)
  71 #endif
  72
  73 int have_of = 1;
  74 int boot_cpuid = 0;
  75 int boot_cpuid_phys = 0;
  76 dev_t boot_dev;
  77 u64 ppc64_pft_size;
  78
  79 /* Pick defaults since we might want to patch instructions
  80  * before we've read this from the device tree.
  81  */
  82 struct ppc64_caches ppc64_caches = {
  83         .dline_size = 0x80,
  84         .log_dline_size = 7,
  85         .iline_size = 0x80,
  86         .log_iline_size = 7
  87 };
  88 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc64_caches);
  89
  90 /*
  91  * These are used in binfmt_elf.c to put aux entries on the stack
  92  * for each elf executable being started.
  93  */
  94 int dcache_bsize;
  95 int icache_bsize;
  96 int ucache_bsize;
  97
  98 /* The main machine-dep calls structure
  99  */
 100 struct machdep_calls ppc_md;
 101 EXPORT_SYMBOL(ppc_md);
 102
 103 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
 104 unsigned long SYSRQ_KEY;
 105 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
 106
 107
 108 static int ppc64_panic_event(struct notifier_block *, unsigned long, void *);
 109 static struct notifier_block ppc64_panic_block = {
 110         .notifier_call = ppc64_panic_event,
 111         .priority = INT_MIN /* may not return; must be done last */
 112 };
 113
 114 #ifdef CONFIG_SMP
 115
 116 static int smt_enabled_cmdline;
 117
 118 /* Look for ibm,smt-enabled OF option */
 119 static void check_smt_enabled(void)
 120 {
 121         struct device_node *dn;
 122         char *smt_option;
 123
 124         /* Allow the command line to overrule the OF option */
 125         if (smt_enabled_cmdline)
 126                 return;
 127
 128         dn = of_find_node_by_path("/options");
 129
 130         if (dn) {
 131                 smt_option = (char *)get_property(dn, "ibm,smt-enabled", NULL);
 132
 133                 if (smt_option) {
 134                         if (!strcmp(smt_option, "on"))
 135                                 smt_enabled_at_boot = 1;
 136                         else if (!strcmp(smt_option, "off"))
 137                                 smt_enabled_at_boot = 0;
 138                 }
 139         }
 140 }
 141
 142 /* Look for smt-enabled= cmdline option */
 143 static int __init early_smt_enabled(char *p)
 144 {
 145         smt_enabled_cmdline = 1;
 146
 147         if (!p)
 148                 return 0;
 149
 150         if (!strcmp(p, "on") || !strcmp(p, "1"))
 151                 smt_enabled_at_boot = 1;
 152         else if (!strcmp(p, "off") || !strcmp(p, "0"))
 153                 smt_enabled_at_boot = 0;
 154
 155         return 0;
 156 }
 157 early_param("smt-enabled", early_smt_enabled);
 158
 159 #else
 160 #define check_smt_enabled()
 161 #endif /* CONFIG_SMP */
 162
 163 extern struct machdep_calls pSeries_md;
 164 extern struct machdep_calls pmac_md;
 165 extern struct machdep_calls maple_md;
 166 extern struct machdep_calls cell_md;
 167 extern struct machdep_calls iseries_md;
 168
 169 /* Ultimately, stuff them in an elf section like initcalls... */
 170 static struct machdep_calls __initdata *machines[] = {
 171 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 172         &pSeries_md,
 173 #endif /* CONFIG_PPC_PSERIES */
 174 #ifdef CONFIG_PPC_PMAC
 175         &pmac_md,
 176 #endif /* CONFIG_PPC_PMAC */
 177 #ifdef CONFIG_PPC_MAPLE
 178         &maple_md,
 179 #endif /* CONFIG_PPC_MAPLE */
 180 #ifdef CONFIG_PPC_CELL
 181         &cell_md,
 182 #endif
 183 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 184         &iseries_md,
 185 #endif
 186         NULL
 187 };
 188
 189 /*
 190  * Early initialization entry point. This is called by head.S
 191  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
 192  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
 193  * mode so we can access kernel globals normally provided we
 194  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
 195  * some early parsing of the device-tree to setup out LMB
 196  * data structures, and allocate & initialize the hash table
 197  * and segment tables so we can start running with translation
 198  * enabled.
 199  *
 200  * It is this function which will call the probe() callback of
 201  * the various platform types and copy the matching one to the
 202  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
 203  * some very early initializations from the probe() routine, but
 204  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
 205  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
 206  */
 207
 208 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
 209 {
 210         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 211         static struct machdep_calls **mach;
 212
 213         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
 214         udbg_early_init();
 215
 216         DBG(" -> early_setup()\n");
 217
 218         /*
 219          * Do early initializations using the flattened device
 220          * tree, like retreiving the physical memory map or
 221          * calculating/retreiving the hash table size
 222          */
 223         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
 224
 225         /*
 226          * Iterate all ppc_md structures until we find the proper
 227          * one for the current machine type
 228          */
 229         DBG("Probing machine type for platform %x...\n", _machine);
 230
 231         for (mach = machines; *mach; mach++) {
 232                 if ((*mach)->probe(_machine))
 233                         break;
 234         }
 235         /* What can we do if we didn't find ? */
 236         if (*mach == NULL) {
 237                 DBG("No suitable machine found !\n");
 238                 for (;;);
 239         }
 240         ppc_md = **mach;
 241
 242 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 243         kdump_setup();
 244 #endif
 245
 246         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
 247
 248         /*
 249          * Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
 250          * of memory. Has to be done before stab/slb initialization as
 251          * this is currently where the page size encoding is obtained
 252          */
 253         htab_initialize();
 254
 255         /*
 256          * Initialize stab / SLB management except on iSeries
 257          */
 258         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES)) {
 259                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 260                         slb_initialize();
 261                 else
 262                         stab_initialize(lpaca->stab_real);
 263         }
 264
 265         DBG(" <- early_setup()\n");
 266 }
 267
 268 #ifdef CONFIG_SMP
 269 void early_setup_secondary(void)
 270 {
 271         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 272
 273         /* Mark enabled in PACA */
 274         lpaca->proc_enabled = 0;
 275
 276         /* Initialize hash table for that CPU */
 277         htab_initialize_secondary();
 278
 279         /* Initialize STAB/SLB. We use a virtual address as it works
 280          * in real mode on pSeries and we want a virutal address on
 281          * iSeries anyway
 282          */
 283         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 284                 slb_initialize();
 285         else
 286                 stab_initialize(lpaca->stab_addr);
 287 }
 288
 289 #endif /* CONFIG_SMP */
 290
 291 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
 292 void smp_release_cpus(void)
 293 {
 294         extern unsigned long __secondary_hold_spinloop;
 295         unsigned long *ptr;
 296
 297         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
 298
 299         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
 300          * all now so they can start to spin on their individual paca
 301          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
 302          * of the common spinloop.
 303          * This is useless but harmless on iSeries, secondaries are already
 304          * waiting on their paca spinloops. */
 305
 306         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
 307                         - PHYSICAL_START);
 308         *ptr = 1;
 309         mb();
 310
 311         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
 312 }
 313 #else
 314 #define smp_release_cpus()
 315 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
 316
 317 /*
 318  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
 319  * structures
 320  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
 321  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
 322  * routines and/or provided to userland
 323  */
 324 static void __init initialize_cache_info(void)
 325 {
 326         struct device_node *np;
 327         unsigned long num_cpus = 0;
 328
 329         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
 330
 331         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
 332                 num_cpus += 1;
 333
 334                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
 335                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
 336                  */
 337
 338                 if ( num_cpus == 1 ) {
 339                         u32 *sizep, *lsizep;
 340                         u32 size, lsize;
 341                         const char *dc, *ic;
 342
 343                         /* Then read cache informations */
 344                         if (_machine == PLATFORM_POWERMAC) {
 345                                 dc = "d-cache-block-size";
 346                                 ic = "i-cache-block-size";
 347                         } else {
 348                                 dc = "d-cache-line-size";
 349                                 ic = "i-cache-line-size";
 350                         }
 351
 352                         size = 0;
 353                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
 354                         sizep = (u32 *)get_property(np, "d-cache-size", NULL);
 355                         if (sizep != NULL)
 356                                 size = *sizep;
 357                         lsizep = (u32 *) get_property(np, dc, NULL);
 358                         if (lsizep != NULL)
 359                                 lsize = *lsizep;
 360                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 361                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
 362                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 363
 364                         ppc64_caches.dsize = size;
 365                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
 366                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
 367                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 368
 369                         size = 0;
 370                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
 371                         sizep = (u32 *)get_property(np, "i-cache-size", NULL);
 372                         if (sizep != NULL)
 373                                 size = *sizep;
 374                         lsizep = (u32 *)get_property(np, ic, NULL);
 375                         if (lsizep != NULL)
 376                                 lsize = *lsizep;
 377                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 378                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
 379                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 380
 381                         ppc64_caches.isize = size;
 382                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
 383                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
 384                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 385                 }
 386         }
 387
 388         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
 389 }
 390
 391
 392 /*
 393  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which
 394  * were passed in from the bootloader.
 395  */
 396 void __init setup_system(void)
 397 {
 398         DBG(" -> setup_system()\n");
 399
 400         /*
 401          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
 402          */
 403         unflatten_device_tree();
 404
 405 #ifdef CONFIG_KEXEC
 406         kexec_setup();  /* requires unflattened device tree. */
 407 #endif
 408
 409         /*
 410          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
 411          * retrieved from the device-tree. Need to be called before
 412          * finish_device_tree() since the later requires some of the
 413          * informations filled up here to properly parse the interrupt
 414          * tree.
 415          * It also sets up the cache line sizes which allows to call
 416          * routines like flush_icache_range (used by the hash init
 417          * later on).
 418          */
 419         initialize_cache_info();
 420
 421 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
 422         /*
 423          * Initialize RTAS if available
 424          */
 425         rtas_initialize();
 426 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
 427
 428         /*
 429          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
 430          */
 431         check_for_initrd();
 432
 433         /*
 434          * Do some platform specific early initializations, that includes
 435          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
 436          * related options that will be used by finish_device_tree()
 437          */
 438         ppc_md.init_early();
 439
 440         /*
 441          * We can discover serial ports now since the above did setup the
 442          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
 443          * so that further code can be debugged
 444          */
 445         find_legacy_serial_ports();
 446
 447         /*
 448          * "Finish" the device-tree, that is do the actual parsing of
 449          * some of the properties like the interrupt map
 450          */
 451         finish_device_tree();
 452
 453         /*
 454          * Initialize xmon
 455          */
 456 #ifdef CONFIG_XMON_DEFAULT
 457         xmon_init(1);
 458 #endif
 459         /*
 460          * Register early console
 461          */
 462         register_early_udbg_console();
 463
 464         /* Save unparsed command line copy for /proc/cmdline */
 465         strlcpy(saved_command_line, cmd_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 466
 467         parse_early_param();
 468
 469         check_smt_enabled();
 470         smp_setup_cpu_maps();
 471
 472         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
 473          * we can map physical -> logical CPU ids
 474          */
 475         smp_release_cpus();
 476
 477         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", system_utsname.version);
 478
 479         printk("-----------------------------------------------------\n");
 480         printk("ppc64_pft_size                = 0x%lx\n", ppc64_pft_size);
 481         printk("ppc64_interrupt_controller    = 0x%ld\n",
 482                ppc64_interrupt_controller);
 483         printk("platform                      = 0x%x\n", _machine);
 484         printk("physicalMemorySize            = 0x%lx\n", lmb_phys_mem_size());
 485         printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
 486                ppc64_caches.dline_size);
 487         printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
 488                ppc64_caches.iline_size);
 489         printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
 490         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
 491 #if PHYSICAL_START > 0
 492         printk("physical_start                = 0x%x\n", PHYSICAL_START);
 493 #endif
 494         printk("-----------------------------------------------------\n");
 495
 496         mm_init_ppc64();
 497
 498         DBG(" <- setup_system()\n");
 499 }
 500
 501 static int ppc64_panic_event(struct notifier_block *this,
 502                              unsigned long event, void *ptr)
 503 {
 504         ppc_md.panic((char *)ptr);  /* May not return */
 505         return NOTIFY_DONE;
 506 }
 507
 508 #ifdef CONFIG_IRQSTACKS
 509 static void __init irqstack_early_init(void)
 510 {
 511         unsigned int i;
 512
 513         /*
 514          * interrupt stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 515          * SLB misses on them.
 516          */
 517         for_each_cpu(i) {
 518                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 519                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 520                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 521                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 522                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 523                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 524         }
 525 }
 526 #else
 527 #define irqstack_early_init()
 528 #endif
 529
 530 /*
 531  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
 532  * early in SMP boots before relocation is enabled.
 533  */
 534 static void __init emergency_stack_init(void)
 535 {
 536         unsigned long limit;
 537         unsigned int i;
 538
 539         /*
 540          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 541          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
 542          * aligned.
 543          *
 544          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
 545          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
 546          * must also be within the RMO region.
 547          */
 548         limit = min(0x10000000UL, lmb.rmo_size);
 549
 550         for_each_cpu(i)
 551                 paca[i].emergency_sp =
 552                 __va(lmb_alloc_base(HW_PAGE_SIZE, 128, limit)) + HW_PAGE_SIZE;
 553 }
 554
 555 /*
 556  * Called into from start_kernel, after lock_kernel has been called.
 557  * Initializes bootmem, which is unsed to manage page allocation until
 558  * mem_init is called.
 559  */
 560 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 561 {
 562         extern void do_init_bootmem(void);
 563
 564         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
 565
 566         *cmdline_p = cmd_line;
 567
 568         /*
 569          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
 570          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
 571          * for a possibly more accurate value.
 572          */
 573         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
 574         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
 575
 576         /* reboot on panic */
 577         panic_timeout = 180;
 578
 579         if (ppc_md.panic)
 580                 notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &ppc64_panic_block);
 581
 582         init_mm.start_code = PAGE_OFFSET;
 583         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 584         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 585         init_mm.brk = klimit;
 586
 587         irqstack_early_init();
 588         emergency_stack_init();
 589
 590         stabs_alloc();
 591
 592         /* set up the bootmem stuff with available memory */
 593         do_init_bootmem();
 594         sparse_init();
 595
 596 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
 597         conswitchp = &dummy_con;
 598 #endif
 599
 600         ppc_md.setup_arch();
 601
 602         /* Use the default idle loop if the platform hasn't provided one. */
 603         if (NULL == ppc_md.idle_loop) {
 604                 ppc_md.idle_loop = default_idle;
 605                 printk(KERN_INFO "Using default idle loop\n");
 606         }
 607
 608         paging_init();
 609         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
 610 }
 611
 612
 613 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
 614 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
 615 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
 616 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
 617
 618 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
 619 {
 620         if (ppc_md.progress) {
 621                 char buf[128];
 622
 623                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
 624                 ppc_md.progress(buf, 0);
 625                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
 626                 ppc_md.progress(buf, 0);
 627         }
 628 }
 629
 630 /* Print a boot progress message. */
 631 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
 632 {
 633         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
 634         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
 635 }
 636
 637 /* Print a termination message (print only -- does not stop the kernel) */
 638 void ppc64_terminate_msg(unsigned int src, const char *msg)
 639 {
 640         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_TERM_MESSAGE|src, msg);
 641         printk("[terminate]%04x %s\n", src, msg);
 642 }
 643
 644 int check_legacy_ioport(unsigned long base_port)
 645 {
 646         if (ppc_md.check_legacy_ioport == NULL)
 647                 return 0;
 648         return ppc_md.check_legacy_ioport(base_port);
 649 }
 650 EXPORT_SYMBOL(check_legacy_ioport);
 651
 652 void cpu_die(void)
 653 {
 654         if (ppc_md.cpu_die)
 655                 ppc_md.cpu_die();
 656 }