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