arch/x86/cpu/cpu.c

   1 /*
   2  * (C) Copyright 2008-2011
   3  * Graeme Russ, <graeme.russ@gmail.com>
   4  *
   5  * (C) Copyright 2002
   6  * Daniel Engström, Omicron Ceti AB, <daniel@omicron.se>
   7  *
   8  * (C) Copyright 2002
   9  * Sysgo Real-Time Solutions, GmbH <www.elinos.com>
  10  * Marius Groeger <mgroeger@sysgo.de>
  11  *
  12  * (C) Copyright 2002
  13  * Sysgo Real-Time Solutions, GmbH <www.elinos.com>
  14  * Alex Zuepke <azu@sysgo.de>
  15  *
  16  * See file CREDITS for list of people who contributed to this
  17  * project.
  18  *
  19  * This program is free software; you can redistribute it and/or
  20  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
  21  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of
  22  * the License, or (at your option) any later version.
  23  *
  24  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  25  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  26  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  27  * GNU General Public License for more details.
  28  *
  29  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  30  * along with this program; if not, write to the Free Software
  31  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
  32  * MA 02111-1307 USA
  33  */
  34
  35 #include <common.h>
  36 #include <command.h>
  37 #include <asm/processor.h>
  38 #include <asm/processor-flags.h>
  39 #include <asm/interrupt.h>
  40 #include <linux/compiler.h>
  41
  42 /*
  43  * Constructor for a conventional segment GDT (or LDT) entry
  44  * This is a macro so it can be used in initialisers
  45  */
  46 #define GDT_ENTRY(flags, base, limit)                   \
  47         ((((base)  & 0xff000000ULL) << (56-24)) |       \
  48          (((flags) & 0x0000f0ffULL) << 40) |            \
  49          (((limit) & 0x000f0000ULL) << (48-16)) |       \
  50          (((base)  & 0x00ffffffULL) << 16) |            \
  51          (((limit) & 0x0000ffffULL)))
  52
  53 struct gdt_ptr {
  54         u16 len;
  55         u32 ptr;
  56 } __packed;
  57
  58 static void load_ds(u32 segment)
  59 {
  60         asm volatile("movl %0, %%ds" : : "r" (segment * X86_GDT_ENTRY_SIZE));
  61 }
  62
  63 static void load_es(u32 segment)
  64 {
  65         asm volatile("movl %0, %%es" : : "r" (segment * X86_GDT_ENTRY_SIZE));
  66 }
  67
  68 static void load_fs(u32 segment)
  69 {
  70         asm volatile("movl %0, %%fs" : : "r" (segment * X86_GDT_ENTRY_SIZE));
  71 }
  72
  73 static void load_gs(u32 segment)
  74 {
  75         asm volatile("movl %0, %%gs" : : "r" (segment * X86_GDT_ENTRY_SIZE));
  76 }
  77
  78 static void load_ss(u32 segment)
  79 {
  80         asm volatile("movl %0, %%ss" : : "r" (segment * X86_GDT_ENTRY_SIZE));
  81 }
  82
  83 static void load_gdt(const u64 *boot_gdt, u16 num_entries)
  84 {
  85         struct gdt_ptr gdt;
  86
  87         gdt.len = (num_entries * 8) - 1;
  88         gdt.ptr = (u32)boot_gdt;
  89
  90         asm volatile("lgdtl %0\n" : : "m" (gdt));
  91 }
  92
  93 void init_gd(gd_t *id, u64 *gdt_addr)
  94 {
  95         id->gd_addr = id;
  96         setup_gdt(id, gdt_addr);
  97 }
  98
  99 void setup_gdt(gd_t *id, u64 *gdt_addr)
 100 {
 101         /* CS: code, read/execute, 4 GB, base 0 */
 102         gdt_addr[X86_GDT_ENTRY_32BIT_CS] = GDT_ENTRY(0xc09b, 0, 0xfffff);
 103
 104         /* DS: data, read/write, 4 GB, base 0 */
 105         gdt_addr[X86_GDT_ENTRY_32BIT_DS] = GDT_ENTRY(0xc093, 0, 0xfffff);
 106
 107         /* FS: data, read/write, 4 GB, base (Global Data Pointer) */
 108         gdt_addr[X86_GDT_ENTRY_32BIT_FS] = GDT_ENTRY(0xc093, (ulong)id, 0xfffff);
 109
 110         /* 16-bit CS: code, read/execute, 64 kB, base 0 */
 111         gdt_addr[X86_GDT_ENTRY_16BIT_CS] = GDT_ENTRY(0x109b, 0, 0x0ffff);
 112
 113         /* 16-bit DS: data, read/write, 64 kB, base 0 */
 114         gdt_addr[X86_GDT_ENTRY_16BIT_DS] = GDT_ENTRY(0x1093, 0, 0x0ffff);
 115
 116         load_gdt(gdt_addr, X86_GDT_NUM_ENTRIES);
 117         load_ds(X86_GDT_ENTRY_32BIT_DS);
 118         load_es(X86_GDT_ENTRY_32BIT_DS);
 119         load_gs(X86_GDT_ENTRY_32BIT_DS);
 120         load_ss(X86_GDT_ENTRY_32BIT_DS);
 121         load_fs(X86_GDT_ENTRY_32BIT_FS);
 122 }
 123
 124 int x86_cpu_init_f(void)
 125 {
 126         const u32 em_rst = ~X86_CR0_EM;
 127         const u32 mp_ne_set = X86_CR0_MP | X86_CR0_NE;
 128
 129         /* initialize FPU, reset EM, set MP and NE */
 130         asm ("fninit\n" \
 131              "movl %%cr0, %%eax\n" \
 132              "andl %0, %%eax\n" \
 133              "orl  %1, %%eax\n" \
 134              "movl %%eax, %%cr0\n" \
 135              : : "i" (em_rst), "i" (mp_ne_set) : "eax");
 136
 137         return 0;
 138 }
 139 int cpu_init_f(void) __attribute__((weak, alias("x86_cpu_init_f")));
 140
 141 int x86_cpu_init_r(void)
 142 {
 143         /* Initialize core interrupt and exception functionality of CPU */
 144         cpu_init_interrupts();
 145         return 0;
 146 }
 147 int cpu_init_r(void) __attribute__((weak, alias("x86_cpu_init_r")));
 148
 149 void x86_enable_caches(void)
 150 {
 151         const u32 nw_cd_rst = ~(X86_CR0_NW | X86_CR0_CD);
 152
 153         /* turn on the cache and disable write through */
 154         asm("movl       %%cr0, %%eax\n"
 155             "andl       %0, %%eax\n"
 156             "movl       %%eax, %%cr0\n"
 157             "wbinvd\n" : : "i" (nw_cd_rst) : "eax");
 158 }
 159 void enable_caches(void) __attribute__((weak, alias("x86_enable_caches")));
 160
 161 int x86_init_cache(void)
 162 {
 163         enable_caches();
 164
 165         return 0;
 166 }
 167 int init_cache(void) __attribute__((weak, alias("x86_init_cache")));
 168
 169 int do_reset(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char * const argv[])
 170 {
 171         printf("resetting ...\n");
 172
 173         /* wait 50 ms */
 174         udelay(50000);
 175         disable_interrupts();
 176         reset_cpu(0);
 177
 178         /*NOTREACHED*/
 179         return 0;
 180 }
 181
 182 void  flush_cache(unsigned long dummy1, unsigned long dummy2)
 183 {
 184         asm("wbinvd\n");
 185 }
 186
 187 void __attribute__ ((regparm(0))) generate_gpf(void);
 188
 189 /* segment 0x70 is an arbitrary segment which does not exist */
 190 asm(".globl generate_gpf\n"
 191         ".hidden generate_gpf\n"
 192         ".type generate_gpf, @function\n"
 193         "generate_gpf:\n"
 194         "ljmp   $0x70, $0x47114711\n");
 195
 196 void __reset_cpu(ulong addr)
 197 {
 198         printf("Resetting using x86 Triple Fault\n");
 199         set_vector(13, generate_gpf);   /* general protection fault handler */
 200         set_vector(8, generate_gpf);    /* double fault handler */
 201         generate_gpf();                 /* start the show */
 202 }
 203 void reset_cpu(ulong addr) __attribute__((weak, alias("__reset_cpu")));