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  * See file CREDITS for list of people who contributed to this
  10  * project.
  11  *
  12  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  13  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  14  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of
  15  * the License, or (at your option) any later version.
  16  *
  17  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  18  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
  20  * GNU General Public License for more details.
  21  *
  22  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  23  * along with this program; if not, write to the Free Software
  24  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
  25  * MA 02111-1307 USA
  26  */
  27
  28 #include <asm-offsets.h>
  29 #include <config.h>
  30 #include <common.h>
  31 #include <asm/macro.h>
  32 #include <version.h>
  33
  34 /*
  35  * Jump vector table for EVIC mode
  36  */
  37 #define ENA_DCAC                2UL
  38 #define DIS_DCAC                ~ENA_DCAC
  39 #define ICAC_MEM_KBF_ISET       (0x07)          ! I Cache sets per way
  40 #define ICAC_MEM_KBF_IWAY       (0x07<<3)       ! I cache ways
  41 #define ICAC_MEM_KBF_ISZ        (0x07<<6)       ! I cache line size
  42 #define DCAC_MEM_KBF_DSET       (0x07)          ! D Cache sets per way
  43 #define DCAC_MEM_KBF_DWAY       (0x07<<3)       ! D cache ways
  44 #define DCAC_MEM_KBF_DSZ        (0x07<<6)       ! D cache line size
  45
  46 #define PSW                     $ir0
  47 #define EIT_INTR_PSW            $ir1            ! interruption $PSW
  48 #define EIT_PREV_IPSW           $ir2            ! previous $IPSW
  49 #define EIT_IVB                 $ir3            ! intr vector base address
  50 #define EIT_EVA                 $ir4            ! MMU related Exception VA reg
  51 #define EIT_PREV_EVA            $ir5            ! previous $eva
  52 #define EIT_ITYPE               $ir6            ! interruption type
  53 #define EIT_PREV_ITYPE          $ir7            ! prev intr type
  54 #define EIT_MACH_ERR            $ir8            ! machine error log
  55 #define EIT_INTR_PC             $ir9            ! Interruption PC
  56 #define EIT_PREV_IPC            $ir10           ! previous $IPC
  57 #define EIT_OVL_INTR_PC         $ir11           ! overflow interruption PC
  58 #define EIT_PREV_P0             $ir12           ! prev $P0
  59 #define EIT_PREV_P1             $ir13           ! prev $p1
  60 #define CR_ICAC_MEM             $cr1            ! I-cache/memory config reg
  61 #define CR_DCAC_MEM             $cr2            ! D-cache/memory config reg
  62 #define MR_CAC_CTL              $mr8
  63
  64 .globl _start
  65
  66 _start: j       reset
  67         j       tlb_fill
  68         j       tlb_not_present
  69         j       tlb_misc
  70         j       tlb_vlpt_miss
  71         j       machine_error
  72         j       debug
  73         j       general_exception
  74         j       syscall
  75         j       internal_interrupt              ! H0I
  76         j       internal_interrupt              ! H1I
  77         j       internal_interrupt              ! H2I
  78         j       internal_interrupt              ! H3I
  79         j       internal_interrupt              ! H4I
  80         j       internal_interrupt              ! H5I
  81         j       software_interrupt              ! S0I
  82
  83         .balign 16
  84
  85 /*
  86  * Andesboot Startup Code (reset vector)
  87  *
  88  *      1.      bootstrap
  89  *              1.1 reset - start of u-boot
  90  *              1.2 to superuser mode - as is when reset
  91  *              1.4 Do lowlevel_init
  92  *                      - (this will jump out to lowlevel_init.S in SoC)
  93  *                      - (lowlevel_init)
  94  *              1.3 Turn off watchdog timer
  95  *                      - (this will jump out to watchdog.S in SoC)
  96  *                      - (turnoff_watchdog)
  97  *      2.      Do critical init when reboot (not from mem)
  98  *      3.      Relocate andesboot to ram
  99  *      4.      Setup stack
 100  *      5.      Jump to second stage (board_init_r)
 101  */
 102
 103 /* Note: TEXT_BASE is defined by the (board-dependent) linker script */
 104 .globl _TEXT_BASE
 105 _TEXT_BASE:
 106         .word   CONFIG_SYS_TEXT_BASE
 107
 108 /*
 109  * These are defined in the board-specific linker script.
 110  * Subtracting _start from them lets the linker put their
 111  * relative position in the executable instead of leaving
 112  * them null.
 113  */
 114 #ifdef CONFIG_USE_IRQ
 115 /* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
 116 .globl IRQ_STACK_START
 117 IRQ_STACK_START:
 118         .word 0x0badc0de
 119
 120 /* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
 121 .globl FIQ_STACK_START
 122 FIQ_STACK_START:
 123         .word 0x0badc0de
 124 #endif
 125
 126 /* IRQ stack memory (calculated at run-time) + 8 bytes */
 127 .globl IRQ_STACK_START_IN
 128 IRQ_STACK_START_IN:
 129         .word 0x0badc0de
 130
 131 /*
 132  * The bootstrap code of nds32 core
 133  */
 134
 135 reset:
 136 set_ivb:
 137         li      $r0, 0x0
 138
 139         /* turn on BTB */
 140         mtsr    $r0, $misc_ctl
 141         /* set IVIC, vector size: 4 bytes, base: 0x0 */
 142         mtsr    $r0, $ivb
 143
 144 load_lli:
 145 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
 146         jal     load_lowlevel_init
 147         jral    $p0
 148 #endif
 149
 150 /*
 151  * Set the N1213 (Whitiger) core to superuser mode
 152  * According to spec, it is already when reset
 153  */
 154 turnoff_wtdog:
 155 #ifndef CONFIG_SKIP_TRUNOFF_WATCHDOG
 156         jal     load_turnoff_watchdog
 157         jral    $p0
 158 #endif
 159
 160 /*
 161  * Do CPU critical regs init only at reboot,
 162  * not when booting from ram
 163  */
 164 #ifdef CONFIG_INIT_CRITICAL
 165         bal     cpu_init_crit           ! Do CPU critical regs init
 166 #endif
 167
 168 /*
 169  * Set stackpointer in internal RAM to call board_init_f
 170  * $sp must be 8-byte alignment for ABI compliance.
 171  */
 172 call_board_init_f:
 173         li      $sp, CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR
 174         li      $r0, 0x00000000
 175
 176 #ifdef __PIC__
 177 #ifdef __NDS32_N1213_43U1H__
 178 /* __NDS32_N1213_43U1H__ implies NDS32 V0 ISA */
 179         la      $r15, board_init_f      ! store function address into $r15
 180 #endif
 181 #endif
 182         j       board_init_f            ! jump to board_init_f() in lib/board.c
 183
 184 /*
 185  * void relocate_code (addr_sp, gd, addr_moni)
 186  *
 187  * This "function" does not return, instead it continues in RAM
 188  * after relocating the monitor code.
 189  *
 190  */
 191 .globl  relocate_code
 192 relocate_code:
 193         move    $r4, $r0                /* save addr_sp */
 194         move    $r5, $r1                /* save addr of gd */
 195         move    $r6, $r2                /* save addr of destination */
 196
 197 /* Set up the stack */
 198 stack_setup:
 199         move    $sp, $r4
 200
 201         la      $r0, _start
 202
 203         beq     $r0, $r6, clear_bss     /* skip relocation */
 204
 205         move    $r1, $r6                /* r1 <- scratch for copy_loop */
 206         la      $r3, __bss_start
 207         sub     $r3, $r3, $r0           /* r3 <- __bss_start_ofs */
 208         add     $r2, $r0, $r3           /* r2 <- source end address */
 209
 210 copy_loop:
 211         lwi.p   $r7, [$r0], #4
 212         swi.p   $r7, [$r1], #4
 213         blt     $r0, $r2, copy_loop
 214
 215 /*
 216  * fix relocations related issues
 217  */
 218 fix_relocations:
 219         l.w     $r0, _TEXT_BASE         /* r0 <- Text base */
 220         sub     $r9, $r6, $r0           /* r9 <- relocation offset */
 221
 222 fix_got:
 223 /*
 224  * Now we want to update GOT.
 225  *
 226  * GOT[0] is reserved. GOT[1] is also reserved for the dynamic object
 227  * generated by GNU ld. Skip these reserved entries from relocation.
 228  */
 229         la      $r2, __got_start        /* r2 <- rel __got_start in FLASH */
 230         add     $r2, $r2, $r9           /* r2 <- rel __got_start in RAM */
 231         la      $r3, __got_end          /* r3 <- rel __got_end in FLASH */
 232         add     $r3, $r3, $r9           /* r3 <- rel __got_end in RAM */
 233         addi    $r2, $r2, #8            /* skipping first two entries */
 234 fix_got_loop:
 235         lwi     $r0, [$r2]              /* r0 <- location in FLASH to fix up */
 236         add     $r0, $r0, $r9           /* r0 <- location fix up to RAM */
 237         swi.p   $r0, [$r2], #4          /* r0 <- store fix into .got in RAM */
 238         blt     $r2, $r3, fix_got_loop
 239
 240 clear_bss:
 241         la      $r0, __bss_start        /* r0 <- rel __bss_start in FLASH */
 242         add     $r0, $r0, $r9           /* r0 <- rel __bss_start in FLASH */
 243         la      $r1, __bss_end          /* r1 <- rel __bss_end in RAM */
 244         add     $r1, $r1, $r9           /* r0 <- rel __bss_end in RAM */
 245         li      $r2, 0x00000000         /* clear */
 246
 247 clbss_l:
 248         sw      $r2, [$r0]              /* clear loop... */
 249         addi    $r0, $r0, #4
 250         bne     $r0, $r1, clbss_l
 251
 252 /*
 253  * We are done. Do not return, instead branch to second part of board
 254  * initialization, now running from RAM.
 255  */
 256 call_board_init_r:
 257         la      $r0, board_init_r
 258         move    $lp, $r0                /* offset of board_init_r() */
 259         add     $lp, $lp, $r9           /* real address of board_init_r() */
 260         /* setup parameters for board_init_r */
 261         move    $r0, $r5                /* gd_t */
 262         move    $r1, $r6                /* dest_addr */
 263
 264 #ifdef __PIC__
 265 #ifdef __NDS32_N1213_43U1H__            /* NDS32 V0 ISA */
 266         move    $r15, $lp               /* store function address into $r15 */
 267 #endif
 268 #endif
 269
 270         /* jump to it ... */
 271         jr      $lp                     /* jump to board_init_r() */
 272
 273 /*
 274  * Initialize CPU critical registers
 275  *
 276  *      1.      Setup control registers
 277  *              1.1 Mask all IRQs
 278  *              1.2 Flush cache and TLB
 279  *              1.3 Disable MMU and cache
 280  *      2.      Setup memory timing
 281  */
 282
 283 cpu_init_crit:
 284
 285         move    $r0, $lp                /* push ra */
 286
 287         /* Disable Interrupts by clear GIE in $PSW reg */
 288         setgie.d
 289
 290         /* Flush caches and TLB */
 291         /* Invalidate caches */
 292         bal     invalidate_icac
 293         bal     invalidate_dcac
 294
 295         /* Flush TLB */
 296         mfsr    $p0, $MMU_CFG
 297         andi    $p0, $p0, 0x3                   ! MMPS
 298         li      $p1, 0x2                        ! TLB MMU
 299         bne     $p0, $p1, 1f
 300         tlbop   flushall                        ! Flush TLB
 301
 302 1:
 303         ! Disable MMU, Dcache
 304         ! Whitiger is MMU disabled when reset
 305         ! Disable the D$
 306         mfsr    $p0, MR_CAC_CTL                 ! Get the $CACHE_CTL reg
 307         li      $p1, DIS_DCAC
 308         and     $p0, $p0, $p1                   ! Set DC_EN bit
 309         mtsr    $p0, MR_CAC_CTL                 ! write back the $CACHE_CTL reg
 310         isb
 311
 312         move    $lp, $r0
 313 2:
 314         ret
 315
 316 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
 317 load_lowlevel_init:
 318         la  $r6, lowlevel_init
 319         la  $r7, load_lli + 4
 320         sub $p0, $r6, $r7
 321         add $p0, $p0, $lp
 322 ret
 323 #endif
 324
 325 #ifndef CONFIG_SKIP_TRUNOFF_WATCHDOG
 326 load_turnoff_watchdog:
 327         la  $r6, turnoff_watchdog
 328         la  $r7, turnoff_wtdog + 4
 329         sub $p0, $r6, $r7
 330         add $p0, $p0, $lp
 331 ret
 332 #endif
 333
 334 /*
 335  * Invalidate I$
 336  */
 337 invalidate_icac:
 338         ! read $cr1(I CAC/MEM cfg. reg.) configuration
 339         mfsr    $t0, CR_ICAC_MEM
 340
 341         ! Get the ISZ field
 342         andi    $p0, $t0, ICAC_MEM_KBF_ISZ
 343
 344         ! if $p0=0, then no I CAC existed
 345         beqz    $p0, end_flush_icache
 346
 347         ! get $p0 the index of I$ block
 348         srli    $p0, $p0, 6
 349
 350         ! $t1= bit width of I cache line size(ISZ)
 351         addi    $t1, $p0, 2
 352
 353         li      $t4, 1
 354         sll     $t5, $t4, $t1                   ! get $t5 cache line size
 355         andi    $p1, $t0, ICAC_MEM_KBF_ISET     ! get the ISET field
 356         addi    $t2, $p1, 6                     ! $t2= bit width of ISET
 357         andi    $p1, $t0, ICAC_MEM_KBF_IWAY     ! get bitfield of Iway
 358         srli    $p1, $p1, 3
 359         addi    $p1, $p1, 1                     ! then $p1 is I way number
 360         add     $t3, $t2, $t1                   ! SHIFT
 361         sll     $p1, $p1, $t3                   ! GET the total cache size
 362 ICAC_LOOP:
 363         sub     $p1, $p1, $t5
 364         cctl    $p1, L1I_IX_INVAL
 365         bnez    $p1, ICAC_LOOP
 366 end_flush_icache:
 367         ret
 368
 369 /*
 370  * Invalidate D$
 371  */
 372 invalidate_dcac:
 373         ! read $cr2(D CAC/MEM cfg. reg.) configuration
 374         mfsr    $t0, CR_DCAC_MEM
 375
 376         ! Get the DSZ field
 377         andi    $p0, $t0, DCAC_MEM_KBF_DSZ
 378
 379         ! if $p0=0, then no D CAC existed
 380         beqz    $p0, end_flush_dcache
 381
 382         ! get $p0 the index of D$ block
 383         srli    $p0, $p0, 6
 384
 385         ! $t1= bit width of D cache line size(DSZ)
 386         addi    $t1, $p0, 2
 387
 388         li      $t4, 1
 389         sll     $t5, $t4, $t1                   ! get $t5 cache line size
 390         andi    $p1, $t0, DCAC_MEM_KBF_DSET     ! get the DSET field
 391         addi    $t2, $p1, 6                     ! $t2= bit width of DSET
 392         andi    $p1, $t0, DCAC_MEM_KBF_DWAY     ! get bitfield of D way
 393         srli    $p1, $p1, 3
 394         addi    $p1, $p1, 1                     ! then $p1 is D way number
 395         add     $t3, $t2, $t1                   ! SHIFT
 396         sll     $p1, $p1, $t3                   ! GET the total cache size
 397 DCAC_LOOP:
 398         sub     $p1, $p1, $t5
 399         cctl    $p1, L1D_IX_INVAL
 400         bnez    $p1, DCAC_LOOP
 401 end_flush_dcache:
 402         ret
 403
 404 /*
 405  * Interrupt handling
 406  */
 407
 408 /*
 409  * exception handlers
 410  */
 411         .align  5
 412
 413 .macro  SAVE_ALL
 414         ! FIXME: Other way to get PC?
 415         ! FIXME: Update according to the newest spec!!
 416 1:
 417         la       $r28, 1
 418         push $r28
 419         mfsr $r28, PSW                  ! $PSW
 420         push $r28
 421         mfsr $r28, EIT_EVA              ! $ir1 $EVA
 422         push $r28
 423         mfsr $r28, EIT_ITYPE            ! $ir2 $ITYPE
 424         push $r28
 425         mfsr $r28, EIT_MACH_ERR         ! $ir3 Mach Error
 426         push $r28
 427         mfsr $r28, EIT_INTR_PSW         ! $ir5 $IPSW
 428         push $r28
 429         mfsr $r28, EIT_PREV_IPSW        ! $ir6 prev $IPSW
 430         push $r28
 431         mfsr $r28, EIT_PREV_EVA         ! $ir7 prev $EVA
 432         push $r28
 433         mfsr $r28, EIT_PREV_ITYPE       ! $ir8 prev $ITYPE
 434         push $r28
 435         mfsr $r28, EIT_INTR_PC          ! $ir9 Interruption PC
 436         push $r28
 437         mfsr $r28, EIT_PREV_IPC         ! $ir10 prev INTR_PC
 438         push $r28
 439         mfsr $r28, EIT_OVL_INTR_PC      ! $ir11 Overflowed INTR_PC
 440         push $r28
 441         mfusr $r28, $d1.lo
 442         push $r28
 443         mfusr $r28, $d1.hi
 444         push $r28
 445         mfusr $r28, $d0.lo
 446         push $r28
 447         mfusr $r28, $d0.hi
 448         push $r28
 449         pushm $r0, $r30         ! store $sp-$r31, ra-$r30, $gp-$r29, $r28-$fp
 450         addi    $sp, $sp, -4    ! make room for implicit pt_regs parameters
 451 .endm
 452
 453         .align  5
 454 tlb_fill:
 455         SAVE_ALL
 456         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 457         li      $r1, 1                          ! Determine interruption type
 458         bal     do_interruption
 459
 460         .align  5
 461 tlb_not_present:
 462         SAVE_ALL
 463         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 464         li      $r1, 2                          ! Determine interruption type
 465         bal     do_interruption
 466
 467         .align  5
 468 tlb_misc:
 469         SAVE_ALL
 470         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 471         li      $r1, 3                          ! Determine interruption type
 472         bal     do_interruption
 473
 474         .align  5
 475 tlb_vlpt_miss:
 476         SAVE_ALL
 477         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 478         li      $r1, 4                          ! Determine interruption type
 479         bal     do_interruption
 480
 481         .align  5
 482 machine_error:
 483         SAVE_ALL
 484         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 485         li      $r1, 5                          ! Determine interruption type
 486         bal     do_interruption
 487
 488         .align  5
 489 debug:
 490         SAVE_ALL
 491         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 492         li      $r1, 6                          ! Determine interruption type
 493         bal     do_interruption
 494
 495         .align  5
 496 general_exception:
 497         SAVE_ALL
 498         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 499         li      $r1, 7                          ! Determine interruption type
 500         bal     do_interruption
 501
 502         .align  5
 503 syscall:
 504         SAVE_ALL
 505         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 506         li      $r1, 8                          ! Determine interruption type
 507         bal     do_interruption
 508
 509         .align  5
 510 internal_interrupt:
 511         SAVE_ALL
 512         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 513         li      $r1, 9                          ! Determine interruption type
 514         bal     do_interruption
 515
 516         .align  5
 517 software_interrupt:
 518         SAVE_ALL
 519         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 520         li      $r1, 10                         ! Determine interruption type
 521         bal     do_interruption
 522
 523         .align  5
 524
 525 /*
 526  * void reset_cpu(ulong addr);
 527  * $r0: input address to jump to
 528  */
 529 .globl reset_cpu
 530 reset_cpu:
 531 /* No need to disable MMU because we never enable it */
 532
 533         bal     invalidate_icac
 534         bal     invalidate_dcac
 535         mfsr    $p0, $MMU_CFG
 536         andi    $p0, $p0, 0x3                   ! MMPS
 537         li      $p1, 0x2                        ! TLB MMU
 538         bne     $p0, $p1, 1f
 539         tlbop   flushall                        ! Flush TLB
 540 1:
 541         mfsr    $p0, MR_CAC_CTL                 ! Get the $CACHE_CTL reg
 542         li      $p1, DIS_DCAC
 543         and     $p0, $p0, $p1                   ! Clear the DC_EN bit
 544         mtsr    $p0, MR_CAC_CTL                 ! Write back the $CACHE_CTL reg
 545         br      $r0                             ! Jump to the input address