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 /*
  74  * Here are some early debugging facilities. You can enable one
  75  * but your kernel will not boot on anything else if you do so
  76  */
  77
  78 /* For use on LPAR machines that support an HVC console on vterm 0 */
  79 extern void udbg_init_debug_lpar(void);
  80
  81 /* This one is for use on Apple G5 machines */
  82 extern void udbg_init_pmac_realmode(void);
  83
  84 /* That's RTAS panel debug */
  85 extern void call_rtas_display_status_delay(unsigned char c);
  86
  87 /* Here's maple real mode debug */
  88 extern void udbg_init_maple_realmode(void);
  89
  90 /* For iSeries - hit Ctrl-x Ctrl-x to see the output */
  91 extern void udbg_init_iseries(void);
  92
  93 #define EARLY_DEBUG_INIT() do {} while(0)
  94
  95 #if 0
  96 #define EARLY_DEBUG_INIT() udbg_init_debug_lpar()
  97 #define EARLY_DEBUG_INIT() udbg_init_iseries()
  98 #define EARLY_DEBUG_INIT() udbg_init_maple_realmode()
  99 #define EARLY_DEBUG_INIT() udbg_init_pmac_realmode()
 100 #define EARLY_DEBUG_INIT()                                              \
 101         do { udbg_putc = call_rtas_display_status_delay; } while(0)
 102 #endif
 103
 104 int have_of = 1;
 105 int boot_cpuid = 0;
 106 int boot_cpuid_phys = 0;
 107 dev_t boot_dev;
 108 u64 ppc64_pft_size;
 109
 110 /* Pick defaults since we might want to patch instructions
 111  * before we've read this from the device tree.
 112  */
 113 struct ppc64_caches ppc64_caches = {
 114         .dline_size = 0x80,
 115         .log_dline_size = 7,
 116         .iline_size = 0x80,
 117         .log_iline_size = 7
 118 };
 119 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc64_caches);
 120
 121 /*
 122  * These are used in binfmt_elf.c to put aux entries on the stack
 123  * for each elf executable being started.
 124  */
 125 int dcache_bsize;
 126 int icache_bsize;
 127 int ucache_bsize;
 128
 129 /* The main machine-dep calls structure
 130  */
 131 struct machdep_calls ppc_md;
 132 EXPORT_SYMBOL(ppc_md);
 133
 134 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
 135 unsigned long SYSRQ_KEY;
 136 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
 137
 138
 139 static int ppc64_panic_event(struct notifier_block *, unsigned long, void *);
 140 static struct notifier_block ppc64_panic_block = {
 141         .notifier_call = ppc64_panic_event,
 142         .priority = INT_MIN /* may not return; must be done last */
 143 };
 144
 145 #ifdef CONFIG_SMP
 146
 147 static int smt_enabled_cmdline;
 148
 149 /* Look for ibm,smt-enabled OF option */
 150 static void check_smt_enabled(void)
 151 {
 152         struct device_node *dn;
 153         char *smt_option;
 154
 155         /* Allow the command line to overrule the OF option */
 156         if (smt_enabled_cmdline)
 157                 return;
 158
 159         dn = of_find_node_by_path("/options");
 160
 161         if (dn) {
 162                 smt_option = (char *)get_property(dn, "ibm,smt-enabled", NULL);
 163
 164                 if (smt_option) {
 165                         if (!strcmp(smt_option, "on"))
 166                                 smt_enabled_at_boot = 1;
 167                         else if (!strcmp(smt_option, "off"))
 168                                 smt_enabled_at_boot = 0;
 169                 }
 170         }
 171 }
 172
 173 /* Look for smt-enabled= cmdline option */
 174 static int __init early_smt_enabled(char *p)
 175 {
 176         smt_enabled_cmdline = 1;
 177
 178         if (!p)
 179                 return 0;
 180
 181         if (!strcmp(p, "on") || !strcmp(p, "1"))
 182                 smt_enabled_at_boot = 1;
 183         else if (!strcmp(p, "off") || !strcmp(p, "0"))
 184                 smt_enabled_at_boot = 0;
 185
 186         return 0;
 187 }
 188 early_param("smt-enabled", early_smt_enabled);
 189
 190 #else
 191 #define check_smt_enabled()
 192 #endif /* CONFIG_SMP */
 193
 194 extern struct machdep_calls pSeries_md;
 195 extern struct machdep_calls pmac_md;
 196 extern struct machdep_calls maple_md;
 197 extern struct machdep_calls cell_md;
 198 extern struct machdep_calls iseries_md;
 199
 200 /* Ultimately, stuff them in an elf section like initcalls... */
 201 static struct machdep_calls __initdata *machines[] = {
 202 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 203         &pSeries_md,
 204 #endif /* CONFIG_PPC_PSERIES */
 205 #ifdef CONFIG_PPC_PMAC
 206         &pmac_md,
 207 #endif /* CONFIG_PPC_PMAC */
 208 #ifdef CONFIG_PPC_MAPLE
 209         &maple_md,
 210 #endif /* CONFIG_PPC_MAPLE */
 211 #ifdef CONFIG_PPC_CELL
 212         &cell_md,
 213 #endif
 214 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
 215         &iseries_md,
 216 #endif
 217         NULL
 218 };
 219
 220 /*
 221  * Early initialization entry point. This is called by head.S
 222  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
 223  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
 224  * mode so we can access kernel globals normally provided we
 225  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
 226  * some early parsing of the device-tree to setup out LMB
 227  * data structures, and allocate & initialize the hash table
 228  * and segment tables so we can start running with translation
 229  * enabled.
 230  *
 231  * It is this function which will call the probe() callback of
 232  * the various platform types and copy the matching one to the
 233  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
 234  * some very early initializations from the probe() routine, but
 235  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
 236  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
 237  */
 238
 239 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
 240 {
 241         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 242         static struct machdep_calls **mach;
 243
 244         /*
 245          * Enable early debugging if any specified (see top of
 246          * this file)
 247          */
 248         EARLY_DEBUG_INIT();
 249
 250         DBG(" -> early_setup()\n");
 251
 252         /*
 253          * Do early initializations using the flattened device
 254          * tree, like retreiving the physical memory map or
 255          * calculating/retreiving the hash table size
 256          */
 257         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
 258
 259         /*
 260          * Iterate all ppc_md structures until we find the proper
 261          * one for the current machine type
 262          */
 263         DBG("Probing machine type for platform %x...\n", _machine);
 264
 265         for (mach = machines; *mach; mach++) {
 266                 if ((*mach)->probe(_machine))
 267                         break;
 268         }
 269         /* What can we do if we didn't find ? */
 270         if (*mach == NULL) {
 271                 DBG("No suitable machine found !\n");
 272                 for (;;);
 273         }
 274         ppc_md = **mach;
 275
 276 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
 277         kdump_setup();
 278 #endif
 279
 280         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
 281
 282         /*
 283          * Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
 284          * of memory. Has to be done before stab/slb initialization as
 285          * this is currently where the page size encoding is obtained
 286          */
 287         htab_initialize();
 288
 289         /*
 290          * Initialize stab / SLB management except on iSeries
 291          */
 292         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES)) {
 293                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 294                         slb_initialize();
 295                 else
 296                         stab_initialize(lpaca->stab_real);
 297         }
 298
 299         DBG(" <- early_setup()\n");
 300 }
 301
 302 #ifdef CONFIG_SMP
 303 void early_setup_secondary(void)
 304 {
 305         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
 306
 307         /* Mark enabled in PACA */
 308         lpaca->proc_enabled = 0;
 309
 310         /* Initialize hash table for that CPU */
 311         htab_initialize_secondary();
 312
 313         /* Initialize STAB/SLB. We use a virtual address as it works
 314          * in real mode on pSeries and we want a virutal address on
 315          * iSeries anyway
 316          */
 317         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
 318                 slb_initialize();
 319         else
 320                 stab_initialize(lpaca->stab_addr);
 321 }
 322
 323 #endif /* CONFIG_SMP */
 324
 325 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
 326 void smp_release_cpus(void)
 327 {
 328         extern unsigned long __secondary_hold_spinloop;
 329         unsigned long *ptr;
 330
 331         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
 332
 333         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
 334          * all now so they can start to spin on their individual paca
 335          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
 336          * of the common spinloop.
 337          * This is useless but harmless on iSeries, secondaries are already
 338          * waiting on their paca spinloops. */
 339
 340         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
 341                         - PHYSICAL_START);
 342         *ptr = 1;
 343         mb();
 344
 345         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
 346 }
 347 #else
 348 #define smp_release_cpus()
 349 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
 350
 351 /*
 352  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
 353  * structures
 354  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
 355  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
 356  * routines and/or provided to userland
 357  */
 358 static void __init initialize_cache_info(void)
 359 {
 360         struct device_node *np;
 361         unsigned long num_cpus = 0;
 362
 363         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
 364
 365         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
 366                 num_cpus += 1;
 367
 368                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
 369                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
 370                  */
 371
 372                 if ( num_cpus == 1 ) {
 373                         u32 *sizep, *lsizep;
 374                         u32 size, lsize;
 375                         const char *dc, *ic;
 376
 377                         /* Then read cache informations */
 378                         if (_machine == PLATFORM_POWERMAC) {
 379                                 dc = "d-cache-block-size";
 380                                 ic = "i-cache-block-size";
 381                         } else {
 382                                 dc = "d-cache-line-size";
 383                                 ic = "i-cache-line-size";
 384                         }
 385
 386                         size = 0;
 387                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
 388                         sizep = (u32 *)get_property(np, "d-cache-size", NULL);
 389                         if (sizep != NULL)
 390                                 size = *sizep;
 391                         lsizep = (u32 *) get_property(np, dc, NULL);
 392                         if (lsizep != NULL)
 393                                 lsize = *lsizep;
 394                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 395                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
 396                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 397
 398                         ppc64_caches.dsize = size;
 399                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
 400                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
 401                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 402
 403                         size = 0;
 404                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
 405                         sizep = (u32 *)get_property(np, "i-cache-size", NULL);
 406                         if (sizep != NULL)
 407                                 size = *sizep;
 408                         lsizep = (u32 *)get_property(np, ic, NULL);
 409                         if (lsizep != NULL)
 410                                 lsize = *lsizep;
 411                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
 412                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
 413                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
 414
 415                         ppc64_caches.isize = size;
 416                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
 417                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
 418                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
 419                 }
 420         }
 421
 422         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
 423 }
 424
 425
 426 /*
 427  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which
 428  * were passed in from the bootloader.
 429  */
 430 void __init setup_system(void)
 431 {
 432         DBG(" -> setup_system()\n");
 433
 434         /*
 435          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
 436          */
 437         unflatten_device_tree();
 438
 439 #ifdef CONFIG_KEXEC
 440         kexec_setup();  /* requires unflattened device tree. */
 441 #endif
 442
 443         /*
 444          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
 445          * retrieved from the device-tree. Need to be called before
 446          * finish_device_tree() since the later requires some of the
 447          * informations filled up here to properly parse the interrupt
 448          * tree.
 449          * It also sets up the cache line sizes which allows to call
 450          * routines like flush_icache_range (used by the hash init
 451          * later on).
 452          */
 453         initialize_cache_info();
 454
 455 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
 456         /*
 457          * Initialize RTAS if available
 458          */
 459         rtas_initialize();
 460 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
 461
 462         /*
 463          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
 464          */
 465         check_for_initrd();
 466
 467         /*
 468          * Do some platform specific early initializations, that includes
 469          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
 470          * related options that will be used by finish_device_tree()
 471          */
 472         ppc_md.init_early();
 473
 474         /*
 475          * We can discover serial ports now since the above did setup the
 476          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
 477          * so that further code can be debugged
 478          */
 479         find_legacy_serial_ports();
 480
 481         /*
 482          * "Finish" the device-tree, that is do the actual parsing of
 483          * some of the properties like the interrupt map
 484          */
 485         finish_device_tree();
 486
 487         /*
 488          * Initialize xmon
 489          */
 490 #ifdef CONFIG_XMON_DEFAULT
 491         xmon_init(1);
 492 #endif
 493         /*
 494          * Register early console
 495          */
 496         register_early_udbg_console();
 497
 498         /* Save unparsed command line copy for /proc/cmdline */
 499         strlcpy(saved_command_line, cmd_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 500
 501         parse_early_param();
 502
 503         check_smt_enabled();
 504         smp_setup_cpu_maps();
 505
 506         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
 507          * we can map physical -> logical CPU ids
 508          */
 509         smp_release_cpus();
 510
 511         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", system_utsname.version);
 512
 513         printk("-----------------------------------------------------\n");
 514         printk("ppc64_pft_size                = 0x%lx\n", ppc64_pft_size);
 515         printk("ppc64_interrupt_controller    = 0x%ld\n",
 516                ppc64_interrupt_controller);
 517         printk("platform                      = 0x%x\n", _machine);
 518         printk("physicalMemorySize            = 0x%lx\n", lmb_phys_mem_size());
 519         printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
 520                ppc64_caches.dline_size);
 521         printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
 522                ppc64_caches.iline_size);
 523         printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
 524         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
 525 #if PHYSICAL_START > 0
 526         printk("physical_start                = 0x%x\n", PHYSICAL_START);
 527 #endif
 528         printk("-----------------------------------------------------\n");
 529
 530         mm_init_ppc64();
 531
 532         DBG(" <- setup_system()\n");
 533 }
 534
 535 static int ppc64_panic_event(struct notifier_block *this,
 536                              unsigned long event, void *ptr)
 537 {
 538         ppc_md.panic((char *)ptr);  /* May not return */
 539         return NOTIFY_DONE;
 540 }
 541
 542 #ifdef CONFIG_IRQSTACKS
 543 static void __init irqstack_early_init(void)
 544 {
 545         unsigned int i;
 546
 547         /*
 548          * interrupt stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 549          * SLB misses on them.
 550          */
 551         for_each_cpu(i) {
 552                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 553                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 554                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 555                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
 556                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
 557                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
 558         }
 559 }
 560 #else
 561 #define irqstack_early_init()
 562 #endif
 563
 564 /*
 565  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
 566  * early in SMP boots before relocation is enabled.
 567  */
 568 static void __init emergency_stack_init(void)
 569 {
 570         unsigned long limit;
 571         unsigned int i;
 572
 573         /*
 574          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
 575          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
 576          * aligned.
 577          *
 578          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
 579          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
 580          * must also be within the RMO region.
 581          */
 582         limit = min(0x10000000UL, lmb.rmo_size);
 583
 584         for_each_cpu(i)
 585                 paca[i].emergency_sp =
 586                 __va(lmb_alloc_base(HW_PAGE_SIZE, 128, limit)) + HW_PAGE_SIZE;
 587 }
 588
 589 /*
 590  * Called into from start_kernel, after lock_kernel has been called.
 591  * Initializes bootmem, which is unsed to manage page allocation until
 592  * mem_init is called.
 593  */
 594 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 595 {
 596         extern void do_init_bootmem(void);
 597
 598         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
 599
 600         *cmdline_p = cmd_line;
 601
 602         /*
 603          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
 604          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
 605          * for a possibly more accurate value.
 606          */
 607         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
 608         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
 609
 610         /* reboot on panic */
 611         panic_timeout = 180;
 612
 613         if (ppc_md.panic)
 614                 notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &ppc64_panic_block);
 615
 616         init_mm.start_code = PAGE_OFFSET;
 617         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
 618         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
 619         init_mm.brk = klimit;
 620
 621         irqstack_early_init();
 622         emergency_stack_init();
 623
 624         stabs_alloc();
 625
 626         /* set up the bootmem stuff with available memory */
 627         do_init_bootmem();
 628         sparse_init();
 629
 630 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
 631         conswitchp = &dummy_con;
 632 #endif
 633
 634         ppc_md.setup_arch();
 635
 636         /* Use the default idle loop if the platform hasn't provided one. */
 637         if (NULL == ppc_md.idle_loop) {
 638                 ppc_md.idle_loop = default_idle;
 639                 printk(KERN_INFO "Using default idle loop\n");
 640         }
 641
 642         paging_init();
 643         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
 644 }
 645
 646
 647 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
 648 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
 649 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
 650 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
 651
 652 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
 653 {
 654         if (ppc_md.progress) {
 655                 char buf[128];
 656
 657                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
 658                 ppc_md.progress(buf, 0);
 659                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
 660                 ppc_md.progress(buf, 0);
 661         }
 662 }
 663
 664 /* Print a boot progress message. */
 665 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
 666 {
 667         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
 668         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
 669 }
 670
 671 /* Print a termination message (print only -- does not stop the kernel) */
 672 void ppc64_terminate_msg(unsigned int src, const char *msg)
 673 {
 674         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_TERM_MESSAGE|src, msg);
 675         printk("[terminate]%04x %s\n", src, msg);
 676 }
 677
 678 int check_legacy_ioport(unsigned long base_port)
 679 {
 680         if (ppc_md.check_legacy_ioport == NULL)
 681                 return 0;
 682         return ppc_md.check_legacy_ioport(base_port);
 683 }
 684 EXPORT_SYMBOL(check_legacy_ioport);
 685
 686 void cpu_die(void)
 687 {
 688         if (ppc_md.cpu_die)
 689                 ppc_md.cpu_die();
 690 }