arch/nds32/cpu/n1213/start.S

   1 /*
   2  *      Andesboot - Startup Code for Whitiger core
   3  *
   4  *      Copyright (C) 2006      Andes Technology Corporation
   5  *      Copyright (C) 2006      Shawn Lin <nobuhiro@andestech.com>
   6  *      Copyright (C) 2011      Macpaul Lin <macpaul@andestech.com>
   7  *                              Greentime Hu <greentime@andestech.com>
   8  *
   9  * SPDX-License-Identifier:     GPL-2.0+
  10  */
  11
  12 #include <asm-offsets.h>
  13 #include <config.h>
  14 #include <common.h>
  15 #include <asm/macro.h>
  16
  17 /*
  18  * Jump vector table for EVIC mode
  19  */
  20 #define ENA_DCAC                2UL
  21 #define DIS_DCAC                ~ENA_DCAC
  22 #define ICAC_MEM_KBF_ISET       (0x07)          ! I Cache sets per way
  23 #define ICAC_MEM_KBF_IWAY       (0x07<<3)       ! I cache ways
  24 #define ICAC_MEM_KBF_ISZ        (0x07<<6)       ! I cache line size
  25 #define DCAC_MEM_KBF_DSET       (0x07)          ! D Cache sets per way
  26 #define DCAC_MEM_KBF_DWAY       (0x07<<3)       ! D cache ways
  27 #define DCAC_MEM_KBF_DSZ        (0x07<<6)       ! D cache line size
  28
  29 #define PSW                     $ir0
  30 #define EIT_INTR_PSW            $ir1            ! interruption $PSW
  31 #define EIT_PREV_IPSW           $ir2            ! previous $IPSW
  32 #define EIT_IVB                 $ir3            ! intr vector base address
  33 #define EIT_EVA                 $ir4            ! MMU related Exception VA reg
  34 #define EIT_PREV_EVA            $ir5            ! previous $eva
  35 #define EIT_ITYPE               $ir6            ! interruption type
  36 #define EIT_PREV_ITYPE          $ir7            ! prev intr type
  37 #define EIT_MACH_ERR            $ir8            ! machine error log
  38 #define EIT_INTR_PC             $ir9            ! Interruption PC
  39 #define EIT_PREV_IPC            $ir10           ! previous $IPC
  40 #define EIT_OVL_INTR_PC         $ir11           ! overflow interruption PC
  41 #define EIT_PREV_P0             $ir12           ! prev $P0
  42 #define EIT_PREV_P1             $ir13           ! prev $p1
  43 #define CR_ICAC_MEM             $cr1            ! I-cache/memory config reg
  44 #define CR_DCAC_MEM             $cr2            ! D-cache/memory config reg
  45 #define MR_CAC_CTL              $mr8
  46
  47 .globl _start
  48
  49 _start: j       reset
  50         j       tlb_fill
  51         j       tlb_not_present
  52         j       tlb_misc
  53         j       tlb_vlpt_miss
  54         j       machine_error
  55         j       debug
  56         j       general_exception
  57         j       syscall
  58         j       internal_interrupt              ! H0I
  59         j       internal_interrupt              ! H1I
  60         j       internal_interrupt              ! H2I
  61         j       internal_interrupt              ! H3I
  62         j       internal_interrupt              ! H4I
  63         j       internal_interrupt              ! H5I
  64         j       software_interrupt              ! S0I
  65
  66         .balign 16
  67
  68 /*
  69  * Andesboot Startup Code (reset vector)
  70  *
  71  *      1.      bootstrap
  72  *              1.1 reset - start of u-boot
  73  *              1.2 to superuser mode - as is when reset
  74  *              1.4 Do lowlevel_init
  75  *                      - (this will jump out to lowlevel_init.S in SoC)
  76  *                      - (lowlevel_init)
  77  *              1.3 Turn off watchdog timer
  78  *                      - (this will jump out to watchdog.S in SoC)
  79  *                      - (turnoff_watchdog)
  80  *      2.      Do critical init when reboot (not from mem)
  81  *      3.      Relocate andesboot to ram
  82  *      4.      Setup stack
  83  *      5.      Jump to second stage (board_init_r)
  84  */
  85
  86 /* Note: TEXT_BASE is defined by the (board-dependent) linker script */
  87 .globl _TEXT_BASE
  88 _TEXT_BASE:
  89         .word   CONFIG_SYS_TEXT_BASE
  90
  91 /*
  92  * These are defined in the board-specific linker script.
  93  * Subtracting _start from them lets the linker put their
  94  * relative position in the executable instead of leaving
  95  * them null.
  96  */
  97 #ifdef CONFIG_USE_IRQ
  98 /* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
  99 .globl IRQ_STACK_START
 100 IRQ_STACK_START:
 101         .word 0x0badc0de
 102
 103 /* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
 104 .globl FIQ_STACK_START
 105 FIQ_STACK_START:
 106         .word 0x0badc0de
 107 #endif
 108
 109 /* IRQ stack memory (calculated at run-time) + 8 bytes */
 110 .globl IRQ_STACK_START_IN
 111 IRQ_STACK_START_IN:
 112         .word 0x0badc0de
 113
 114 /*
 115  * The bootstrap code of nds32 core
 116  */
 117
 118 reset:
 119 set_ivb:
 120         li      $r0, 0x0
 121
 122         /* turn on BTB */
 123         mtsr    $r0, $misc_ctl
 124         /* set IVIC, vector size: 4 bytes, base: 0x0 */
 125         mtsr    $r0, $ivb
 126
 127 load_lli:
 128 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
 129         jal     load_lowlevel_init
 130         jral    $p0
 131 #endif
 132
 133 /*
 134  * Set the N1213 (Whitiger) core to superuser mode
 135  * According to spec, it is already when reset
 136  */
 137 turnoff_wtdog:
 138 #ifndef CONFIG_SKIP_TRUNOFF_WATCHDOG
 139         jal     load_turnoff_watchdog
 140         jral    $p0
 141 #endif
 142
 143 /*
 144  * Do CPU critical regs init only at reboot,
 145  * not when booting from ram
 146  */
 147 #ifdef CONFIG_INIT_CRITICAL
 148         bal     cpu_init_crit           ! Do CPU critical regs init
 149 #endif
 150
 151 /*
 152  * Set stackpointer in internal RAM to call board_init_f
 153  * $sp must be 8-byte alignment for ABI compliance.
 154  */
 155 call_board_init_f:
 156         li              $sp, CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR
 157         li              $r10, GD_SIZE   /* get GD size */
 158         sub             $sp, $sp, $r10  /* GD start addr */
 159         move    $r10, $sp
 160         li              $r0, 0x00000000
 161
 162 #ifdef __PIC__
 163 #ifdef __NDS32_N1213_43U1H__
 164 /* __NDS32_N1213_43U1H__ implies NDS32 V0 ISA */
 165         la      $r15, board_init_f      ! store function address into $r15
 166 #endif
 167 #endif
 168         j       board_init_f            ! jump to board_init_f() in lib/board.c
 169
 170 /*
 171  * void relocate_code (addr_sp, gd, addr_moni)
 172  *
 173  * This "function" does not return, instead it continues in RAM
 174  * after relocating the monitor code.
 175  *
 176  */
 177 .globl  relocate_code
 178 relocate_code:
 179         move    $r4, $r0                /* save addr_sp */
 180         move    $r5, $r1                /* save addr of gd */
 181         move    $r6, $r2                /* save addr of destination */
 182
 183 /* Set up the stack */
 184 stack_setup:
 185         move    $sp, $r4
 186
 187         la      $r0, _start
 188
 189         beq     $r0, $r6, clear_bss     /* skip relocation */
 190
 191         move    $r1, $r6                /* r1 <- scratch for copy_loop */
 192         la      $r3, __bss_start
 193         sub     $r3, $r3, $r0           /* r3 <- __bss_start_ofs */
 194         add     $r2, $r0, $r3           /* r2 <- source end address */
 195
 196 copy_loop:
 197         lwi.p   $r7, [$r0], #4
 198         swi.p   $r7, [$r1], #4
 199         blt     $r0, $r2, copy_loop
 200
 201 /*
 202  * fix relocations related issues
 203  */
 204 fix_relocations:
 205         l.w     $r0, _TEXT_BASE         /* r0 <- Text base */
 206         sub     $r9, $r6, $r0           /* r9 <- relocation offset */
 207
 208 fix_got:
 209 /*
 210  * Now we want to update GOT.
 211  *
 212  * GOT[0] is reserved. GOT[1] is also reserved for the dynamic object
 213  * generated by GNU ld. Skip these reserved entries from relocation.
 214  */
 215         la      $r2, __got_start        /* r2 <- rel __got_start in FLASH */
 216         add     $r2, $r2, $r9           /* r2 <- rel __got_start in RAM */
 217         la      $r3, __got_end          /* r3 <- rel __got_end in FLASH */
 218         add     $r3, $r3, $r9           /* r3 <- rel __got_end in RAM */
 219         addi    $r2, $r2, #8            /* skipping first two entries */
 220 fix_got_loop:
 221         lwi     $r0, [$r2]              /* r0 <- location in FLASH to fix up */
 222         add     $r0, $r0, $r9           /* r0 <- location fix up to RAM */
 223         swi.p   $r0, [$r2], #4          /* r0 <- store fix into .got in RAM */
 224         blt     $r2, $r3, fix_got_loop
 225
 226 clear_bss:
 227         la      $r0, __bss_start        /* r0 <- rel __bss_start in FLASH */
 228         add     $r0, $r0, $r9           /* r0 <- rel __bss_start in FLASH */
 229         la      $r1, __bss_end          /* r1 <- rel __bss_end in RAM */
 230         add     $r1, $r1, $r9           /* r0 <- rel __bss_end in RAM */
 231         li      $r2, 0x00000000         /* clear */
 232
 233 clbss_l:
 234         sw      $r2, [$r0]              /* clear loop... */
 235         addi    $r0, $r0, #4
 236         bne     $r0, $r1, clbss_l
 237
 238 /*
 239  * We are done. Do not return, instead branch to second part of board
 240  * initialization, now running from RAM.
 241  */
 242 call_board_init_r:
 243         la      $r0, board_init_r
 244         move    $lp, $r0                /* offset of board_init_r() */
 245         add     $lp, $lp, $r9           /* real address of board_init_r() */
 246         /* setup parameters for board_init_r */
 247         move    $r0, $r5                /* gd_t */
 248         move    $r1, $r6                /* dest_addr */
 249
 250 #ifdef __PIC__
 251 #ifdef __NDS32_N1213_43U1H__            /* NDS32 V0 ISA */
 252         move    $r15, $lp               /* store function address into $r15 */
 253 #endif
 254 #endif
 255
 256         /* jump to it ... */
 257         jr      $lp                     /* jump to board_init_r() */
 258
 259 /*
 260  * Initialize CPU critical registers
 261  *
 262  *      1.      Setup control registers
 263  *              1.1 Mask all IRQs
 264  *              1.2 Flush cache and TLB
 265  *              1.3 Disable MMU and cache
 266  *      2.      Setup memory timing
 267  */
 268
 269 cpu_init_crit:
 270
 271         move    $r0, $lp                /* push ra */
 272
 273         /* Disable Interrupts by clear GIE in $PSW reg */
 274         setgie.d
 275
 276         /* Flush caches and TLB */
 277         /* Invalidate caches */
 278         bal     invalidate_icac
 279         bal     invalidate_dcac
 280
 281         /* Flush TLB */
 282         mfsr    $p0, $MMU_CFG
 283         andi    $p0, $p0, 0x3                   ! MMPS
 284         li      $p1, 0x2                        ! TLB MMU
 285         bne     $p0, $p1, 1f
 286         tlbop   flushall                        ! Flush TLB
 287
 288 1:
 289         ! Disable MMU, Dcache
 290         ! Whitiger is MMU disabled when reset
 291         ! Disable the D$
 292         mfsr    $p0, MR_CAC_CTL                 ! Get the $CACHE_CTL reg
 293         li      $p1, DIS_DCAC
 294         and     $p0, $p0, $p1                   ! Set DC_EN bit
 295         mtsr    $p0, MR_CAC_CTL                 ! write back the $CACHE_CTL reg
 296         isb
 297
 298         move    $lp, $r0
 299 2:
 300         ret
 301
 302 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
 303 load_lowlevel_init:
 304         la  $r6, lowlevel_init
 305         la  $r7, load_lli + 4
 306         sub $p0, $r6, $r7
 307         add $p0, $p0, $lp
 308 ret
 309 #endif
 310
 311 #ifndef CONFIG_SKIP_TRUNOFF_WATCHDOG
 312 load_turnoff_watchdog:
 313         la  $r6, turnoff_watchdog
 314         la  $r7, turnoff_wtdog + 4
 315         sub $p0, $r6, $r7
 316         add $p0, $p0, $lp
 317 ret
 318 #endif
 319
 320 /*
 321  * Invalidate I$
 322  */
 323 invalidate_icac:
 324         ! read $cr1(I CAC/MEM cfg. reg.) configuration
 325         mfsr    $t0, CR_ICAC_MEM
 326
 327         ! Get the ISZ field
 328         andi    $p0, $t0, ICAC_MEM_KBF_ISZ
 329
 330         ! if $p0=0, then no I CAC existed
 331         beqz    $p0, end_flush_icache
 332
 333         ! get $p0 the index of I$ block
 334         srli    $p0, $p0, 6
 335
 336         ! $t1= bit width of I cache line size(ISZ)
 337         addi    $t1, $p0, 2
 338
 339         li      $t4, 1
 340         sll     $t5, $t4, $t1                   ! get $t5 cache line size
 341         andi    $p1, $t0, ICAC_MEM_KBF_ISET     ! get the ISET field
 342         addi    $t2, $p1, 6                     ! $t2= bit width of ISET
 343         andi    $p1, $t0, ICAC_MEM_KBF_IWAY     ! get bitfield of Iway
 344         srli    $p1, $p1, 3
 345         addi    $p1, $p1, 1                     ! then $p1 is I way number
 346         add     $t3, $t2, $t1                   ! SHIFT
 347         sll     $p1, $p1, $t3                   ! GET the total cache size
 348 ICAC_LOOP:
 349         sub     $p1, $p1, $t5
 350         cctl    $p1, L1I_IX_INVAL
 351         bnez    $p1, ICAC_LOOP
 352 end_flush_icache:
 353         ret
 354
 355 /*
 356  * Invalidate D$
 357  */
 358 invalidate_dcac:
 359         ! read $cr2(D CAC/MEM cfg. reg.) configuration
 360         mfsr    $t0, CR_DCAC_MEM
 361
 362         ! Get the DSZ field
 363         andi    $p0, $t0, DCAC_MEM_KBF_DSZ
 364
 365         ! if $p0=0, then no D CAC existed
 366         beqz    $p0, end_flush_dcache
 367
 368         ! get $p0 the index of D$ block
 369         srli    $p0, $p0, 6
 370
 371         ! $t1= bit width of D cache line size(DSZ)
 372         addi    $t1, $p0, 2
 373
 374         li      $t4, 1
 375         sll     $t5, $t4, $t1                   ! get $t5 cache line size
 376         andi    $p1, $t0, DCAC_MEM_KBF_DSET     ! get the DSET field
 377         addi    $t2, $p1, 6                     ! $t2= bit width of DSET
 378         andi    $p1, $t0, DCAC_MEM_KBF_DWAY     ! get bitfield of D way
 379         srli    $p1, $p1, 3
 380         addi    $p1, $p1, 1                     ! then $p1 is D way number
 381         add     $t3, $t2, $t1                   ! SHIFT
 382         sll     $p1, $p1, $t3                   ! GET the total cache size
 383 DCAC_LOOP:
 384         sub     $p1, $p1, $t5
 385         cctl    $p1, L1D_IX_INVAL
 386         bnez    $p1, DCAC_LOOP
 387 end_flush_dcache:
 388         ret
 389
 390 /*
 391  * Interrupt handling
 392  */
 393
 394 /*
 395  * exception handlers
 396  */
 397         .align  5
 398
 399 .macro  SAVE_ALL
 400         ! FIXME: Other way to get PC?
 401         ! FIXME: Update according to the newest spec!!
 402 1:
 403         la       $r28, 1
 404         push $r28
 405         mfsr $r28, PSW                  ! $PSW
 406         push $r28
 407         mfsr $r28, EIT_EVA              ! $ir1 $EVA
 408         push $r28
 409         mfsr $r28, EIT_ITYPE            ! $ir2 $ITYPE
 410         push $r28
 411         mfsr $r28, EIT_MACH_ERR         ! $ir3 Mach Error
 412         push $r28
 413         mfsr $r28, EIT_INTR_PSW         ! $ir5 $IPSW
 414         push $r28
 415         mfsr $r28, EIT_PREV_IPSW        ! $ir6 prev $IPSW
 416         push $r28
 417         mfsr $r28, EIT_PREV_EVA         ! $ir7 prev $EVA
 418         push $r28
 419         mfsr $r28, EIT_PREV_ITYPE       ! $ir8 prev $ITYPE
 420         push $r28
 421         mfsr $r28, EIT_INTR_PC          ! $ir9 Interruption PC
 422         push $r28
 423         mfsr $r28, EIT_PREV_IPC         ! $ir10 prev INTR_PC
 424         push $r28
 425         mfsr $r28, EIT_OVL_INTR_PC      ! $ir11 Overflowed INTR_PC
 426         push $r28
 427         mfusr $r28, $d1.lo
 428         push $r28
 429         mfusr $r28, $d1.hi
 430         push $r28
 431         mfusr $r28, $d0.lo
 432         push $r28
 433         mfusr $r28, $d0.hi
 434         push $r28
 435         pushm $r0, $r30         ! store $sp-$r31, ra-$r30, $gp-$r29, $r28-$fp
 436         addi    $sp, $sp, -4    ! make room for implicit pt_regs parameters
 437 .endm
 438
 439         .align  5
 440 tlb_fill:
 441         SAVE_ALL
 442         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 443         li      $r1, 1                          ! Determine interruption type
 444         bal     do_interruption
 445
 446         .align  5
 447 tlb_not_present:
 448         SAVE_ALL
 449         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 450         li      $r1, 2                          ! Determine interruption type
 451         bal     do_interruption
 452
 453         .align  5
 454 tlb_misc:
 455         SAVE_ALL
 456         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 457         li      $r1, 3                          ! Determine interruption type
 458         bal     do_interruption
 459
 460         .align  5
 461 tlb_vlpt_miss:
 462         SAVE_ALL
 463         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 464         li      $r1, 4                          ! Determine interruption type
 465         bal     do_interruption
 466
 467         .align  5
 468 machine_error:
 469         SAVE_ALL
 470         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 471         li      $r1, 5                          ! Determine interruption type
 472         bal     do_interruption
 473
 474         .align  5
 475 debug:
 476         SAVE_ALL
 477         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 478         li      $r1, 6                          ! Determine interruption type
 479         bal     do_interruption
 480
 481         .align  5
 482 general_exception:
 483         SAVE_ALL
 484         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 485         li      $r1, 7                          ! Determine interruption type
 486         bal     do_interruption
 487
 488         .align  5
 489 syscall:
 490         SAVE_ALL
 491         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 492         li      $r1, 8                          ! Determine interruption type
 493         bal     do_interruption
 494
 495         .align  5
 496 internal_interrupt:
 497         SAVE_ALL
 498         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 499         li      $r1, 9                          ! Determine interruption type
 500         bal     do_interruption
 501
 502         .align  5
 503 software_interrupt:
 504         SAVE_ALL
 505         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 506         li      $r1, 10                         ! Determine interruption type
 507         bal     do_interruption
 508
 509         .align  5
 510
 511 /*
 512  * void reset_cpu(ulong addr);
 513  * $r0: input address to jump to
 514  */
 515 .globl reset_cpu
 516 reset_cpu:
 517 /* No need to disable MMU because we never enable it */
 518
 519         bal     invalidate_icac
 520         bal     invalidate_dcac
 521         mfsr    $p0, $MMU_CFG
 522         andi    $p0, $p0, 0x3                   ! MMPS
 523         li      $p1, 0x2                        ! TLB MMU
 524         bne     $p0, $p1, 1f
 525         tlbop   flushall                        ! Flush TLB
 526 1:
 527         mfsr    $p0, MR_CAC_CTL                 ! Get the $CACHE_CTL reg
 528         li      $p1, DIS_DCAC
 529         and     $p0, $p0, $p1                   ! Clear the DC_EN bit
 530         mtsr    $p0, MR_CAC_CTL                 ! Write back the $CACHE_CTL reg
 531         br      $r0                             ! Jump to the input address