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 setup_gdt(gd_t *id, u64 *gdt_addr)
  94 {
  95         /* CS: code, read/execute, 4 GB, base 0 */
  96         gdt_addr[X86_GDT_ENTRY_32BIT_CS] = GDT_ENTRY(0xc09b, 0, 0xfffff);
  97
  98         /* DS: data, read/write, 4 GB, base 0 */
  99         gdt_addr[X86_GDT_ENTRY_32BIT_DS] = GDT_ENTRY(0xc093, 0, 0xfffff);
 100
 101         /* FS: data, read/write, 4 GB, base (Global Data Pointer) */
 102         gdt_addr[X86_GDT_ENTRY_32BIT_FS] = GDT_ENTRY(0xc093, (ulong)id, 0xfffff);
 103
 104         /* 16-bit CS: code, read/execute, 64 kB, base 0 */
 105         gdt_addr[X86_GDT_ENTRY_16BIT_CS] = GDT_ENTRY(0x109b, 0, 0x0ffff);
 106
 107         /* 16-bit DS: data, read/write, 64 kB, base 0 */
 108         gdt_addr[X86_GDT_ENTRY_16BIT_DS] = GDT_ENTRY(0x1093, 0, 0x0ffff);
 109
 110         load_gdt(gdt_addr, X86_GDT_NUM_ENTRIES);
 111         load_ds(X86_GDT_ENTRY_32BIT_DS);
 112         load_es(X86_GDT_ENTRY_32BIT_DS);
 113         load_gs(X86_GDT_ENTRY_32BIT_DS);
 114         load_ss(X86_GDT_ENTRY_32BIT_DS);
 115         load_fs(X86_GDT_ENTRY_32BIT_FS);
 116 }
 117
 118 int x86_cpu_init_f(void)
 119 {
 120         const u32 em_rst = ~X86_CR0_EM;
 121         const u32 mp_ne_set = X86_CR0_MP | X86_CR0_NE;
 122
 123         /* initialize FPU, reset EM, set MP and NE */
 124         asm ("fninit\n" \
 125              "movl %%cr0, %%eax\n" \
 126              "andl %0, %%eax\n" \
 127              "orl  %1, %%eax\n" \
 128              "movl %%eax, %%cr0\n" \
 129              : : "i" (em_rst), "i" (mp_ne_set) : "eax");
 130
 131         return 0;
 132 }
 133 int cpu_init_f(void) __attribute__((weak, alias("x86_cpu_init_f")));
 134
 135 int x86_cpu_init_r(void)
 136 {
 137         /* Initialize core interrupt and exception functionality of CPU */
 138         cpu_init_interrupts();
 139         return 0;
 140 }
 141 int cpu_init_r(void) __attribute__((weak, alias("x86_cpu_init_r")));
 142
 143 void x86_enable_caches(void)
 144 {
 145         const u32 nw_cd_rst = ~(X86_CR0_NW | X86_CR0_CD);
 146
 147         /* turn on the cache and disable write through */
 148         asm("movl       %%cr0, %%eax\n"
 149             "andl       %0, %%eax\n"
 150             "movl       %%eax, %%cr0\n"
 151             "wbinvd\n" : : "i" (nw_cd_rst) : "eax");
 152 }
 153 void enable_caches(void) __attribute__((weak, alias("x86_enable_caches")));
 154
 155 int x86_init_cache(void)
 156 {
 157         enable_caches();
 158
 159         return 0;
 160 }
 161 int init_cache(void) __attribute__((weak, alias("x86_init_cache")));
 162
 163 int do_reset(cmd_tbl_t *cmdtp, int flag, int argc, char * const argv[])
 164 {
 165         printf("resetting ...\n");
 166
 167         /* wait 50 ms */
 168         udelay(50000);
 169         disable_interrupts();
 170         reset_cpu(0);
 171
 172         /*NOTREACHED*/
 173         return 0;
 174 }
 175
 176 void  flush_cache(unsigned long dummy1, unsigned long dummy2)
 177 {
 178         asm("wbinvd\n");
 179 }
 180
 181 void __attribute__ ((regparm(0))) generate_gpf(void);
 182
 183 /* segment 0x70 is an arbitrary segment which does not exist */
 184 asm(".globl generate_gpf\n"
 185         ".hidden generate_gpf\n"
 186         ".type generate_gpf, @function\n"
 187         "generate_gpf:\n"
 188         "ljmp   $0x70, $0x47114711\n");
 189
 190 void __reset_cpu(ulong addr)
 191 {
 192         printf("Resetting using x86 Triple Fault\n");
 193         set_vector(13, generate_gpf);   /* general protection fault handler */
 194         set_vector(8, generate_gpf);    /* double fault handler */
 195         generate_gpf();                 /* start the show */
 196 }
 197 void reset_cpu(ulong addr) __attribute__((weak, alias("__reset_cpu")));