Pull bugzilla-5653 into release branch
[linux-2.6] / arch / powerpc / kernel / setup_64.c
1 /*
2  * 
3  * Common boot and setup code.
4  *
5  * Copyright (C) 2001 PPC64 Team, IBM Corp
6  *
7  *      This program is free software; you can redistribute it and/or
8  *      modify it under the terms of the GNU General Public License
9  *      as published by the Free Software Foundation; either version
10  *      2 of the License, or (at your option) any later version.
11  */
12
13 #undef DEBUG
14
15 #include <linux/config.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/string.h>
18 #include <linux/sched.h>
19 #include <linux/init.h>
20 #include <linux/kernel.h>
21 #include <linux/reboot.h>
22 #include <linux/delay.h>
23 #include <linux/initrd.h>
24 #include <linux/ide.h>
25 #include <linux/seq_file.h>
26 #include <linux/ioport.h>
27 #include <linux/console.h>
28 #include <linux/utsname.h>
29 #include <linux/tty.h>
30 #include <linux/root_dev.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32 #include <linux/cpu.h>
33 #include <linux/unistd.h>
34 #include <linux/serial.h>
35 #include <linux/serial_8250.h>
36 #include <linux/bootmem.h>
37 #include <asm/io.h>
38 #include <asm/kdump.h>
39 #include <asm/prom.h>
40 #include <asm/processor.h>
41 #include <asm/pgtable.h>
42 #include <asm/smp.h>
43 #include <asm/elf.h>
44 #include <asm/machdep.h>
45 #include <asm/paca.h>
46 #include <asm/time.h>
47 #include <asm/cputable.h>
48 #include <asm/sections.h>
49 #include <asm/btext.h>
50 #include <asm/nvram.h>
51 #include <asm/setup.h>
52 #include <asm/system.h>
53 #include <asm/rtas.h>
54 #include <asm/iommu.h>
55 #include <asm/serial.h>
56 #include <asm/cache.h>
57 #include <asm/page.h>
58 #include <asm/mmu.h>
59 #include <asm/lmb.h>
60 #include <asm/iseries/it_lp_naca.h>
61 #include <asm/firmware.h>
62 #include <asm/xmon.h>
63 #include <asm/udbg.h>
64 #include <asm/kexec.h>
65
66 #include "setup.h"
67
68 #ifdef DEBUG
69 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
70 #else
71 #define DBG(fmt...)
72 #endif
73
74 int have_of = 1;
75 int boot_cpuid = 0;
76 dev_t boot_dev;
77 u64 ppc64_pft_size;
78
79 /* Pick defaults since we might want to patch instructions
80  * before we've read this from the device tree.
81  */
82 struct ppc64_caches ppc64_caches = {
83         .dline_size = 0x80,
84         .log_dline_size = 7,
85         .iline_size = 0x80,
86         .log_iline_size = 7
87 };
88 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc64_caches);
89
90 /*
91  * These are used in binfmt_elf.c to put aux entries on the stack
92  * for each elf executable being started.
93  */
94 int dcache_bsize;
95 int icache_bsize;
96 int ucache_bsize;
97
98 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
99 unsigned long SYSRQ_KEY;
100 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
101
102
103 static int ppc64_panic_event(struct notifier_block *, unsigned long, void *);
104 static struct notifier_block ppc64_panic_block = {
105         .notifier_call = ppc64_panic_event,
106         .priority = INT_MIN /* may not return; must be done last */
107 };
108
109 #ifdef CONFIG_SMP
110
111 static int smt_enabled_cmdline;
112
113 /* Look for ibm,smt-enabled OF option */
114 static void check_smt_enabled(void)
115 {
116         struct device_node *dn;
117         char *smt_option;
118
119         /* Allow the command line to overrule the OF option */
120         if (smt_enabled_cmdline)
121                 return;
122
123         dn = of_find_node_by_path("/options");
124
125         if (dn) {
126                 smt_option = (char *)get_property(dn, "ibm,smt-enabled", NULL);
127
128                 if (smt_option) {
129                         if (!strcmp(smt_option, "on"))
130                                 smt_enabled_at_boot = 1;
131                         else if (!strcmp(smt_option, "off"))
132                                 smt_enabled_at_boot = 0;
133                 }
134         }
135 }
136
137 /* Look for smt-enabled= cmdline option */
138 static int __init early_smt_enabled(char *p)
139 {
140         smt_enabled_cmdline = 1;
141
142         if (!p)
143                 return 0;
144
145         if (!strcmp(p, "on") || !strcmp(p, "1"))
146                 smt_enabled_at_boot = 1;
147         else if (!strcmp(p, "off") || !strcmp(p, "0"))
148                 smt_enabled_at_boot = 0;
149
150         return 0;
151 }
152 early_param("smt-enabled", early_smt_enabled);
153
154 #else
155 #define check_smt_enabled()
156 #endif /* CONFIG_SMP */
157
158 /*
159  * Early initialization entry point. This is called by head.S
160  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
161  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
162  * mode so we can access kernel globals normally provided we
163  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
164  * some early parsing of the device-tree to setup out LMB
165  * data structures, and allocate & initialize the hash table
166  * and segment tables so we can start running with translation
167  * enabled.
168  *
169  * It is this function which will call the probe() callback of
170  * the various platform types and copy the matching one to the
171  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
172  * some very early initializations from the probe() routine, but
173  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
174  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
175  */
176
177 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
178 {
179         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
180         udbg_early_init();
181
182         DBG(" -> early_setup(), dt_ptr: 0x%lx\n", dt_ptr);
183
184         /*
185          * Do early initializations using the flattened device
186          * tree, like retreiving the physical memory map or
187          * calculating/retreiving the hash table size
188          */
189         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
190
191         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
192         setup_boot_paca();
193
194         /* Fix up paca fields required for the boot cpu */
195         get_paca()->cpu_start = 1;
196         get_paca()->stab_real = __pa((u64)&initial_stab);
197         get_paca()->stab_addr = (u64)&initial_stab;
198
199         /* Probe the machine type */
200         probe_machine();
201
202 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
203         kdump_setup();
204 #endif
205
206         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
207
208         /*
209          * Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
210          * of memory. Has to be done before stab/slb initialization as
211          * this is currently where the page size encoding is obtained
212          */
213         htab_initialize();
214
215         /*
216          * Initialize stab / SLB management except on iSeries
217          */
218         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
219                 slb_initialize();
220         else if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
221                 stab_initialize(get_paca()->stab_real);
222
223         DBG(" <- early_setup()\n");
224 }
225
226 #ifdef CONFIG_SMP
227 void early_setup_secondary(void)
228 {
229         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
230
231         /* Mark enabled in PACA */
232         lpaca->proc_enabled = 0;
233
234         /* Initialize hash table for that CPU */
235         htab_initialize_secondary();
236
237         /* Initialize STAB/SLB. We use a virtual address as it works
238          * in real mode on pSeries and we want a virutal address on
239          * iSeries anyway
240          */
241         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
242                 slb_initialize();
243         else
244                 stab_initialize(lpaca->stab_addr);
245 }
246
247 #endif /* CONFIG_SMP */
248
249 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
250 void smp_release_cpus(void)
251 {
252         extern unsigned long __secondary_hold_spinloop;
253         unsigned long *ptr;
254
255         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
256
257         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
258          * all now so they can start to spin on their individual paca
259          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
260          * of the common spinloop.
261          * This is useless but harmless on iSeries, secondaries are already
262          * waiting on their paca spinloops. */
263
264         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
265                         - PHYSICAL_START);
266         *ptr = 1;
267         mb();
268
269         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
270 }
271 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
272
273 /*
274  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
275  * structures
276  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
277  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
278  * routines and/or provided to userland
279  */
280 static void __init initialize_cache_info(void)
281 {
282         struct device_node *np;
283         unsigned long num_cpus = 0;
284
285         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
286
287         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
288                 num_cpus += 1;
289
290                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
291                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
292                  */
293
294                 if ( num_cpus == 1 ) {
295                         u32 *sizep, *lsizep;
296                         u32 size, lsize;
297                         const char *dc, *ic;
298
299                         /* Then read cache informations */
300                         if (machine_is(powermac)) {
301                                 dc = "d-cache-block-size";
302                                 ic = "i-cache-block-size";
303                         } else {
304                                 dc = "d-cache-line-size";
305                                 ic = "i-cache-line-size";
306                         }
307
308                         size = 0;
309                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
310                         sizep = (u32 *)get_property(np, "d-cache-size", NULL);
311                         if (sizep != NULL)
312                                 size = *sizep;
313                         lsizep = (u32 *) get_property(np, dc, NULL);
314                         if (lsizep != NULL)
315                                 lsize = *lsizep;
316                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
317                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
318                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
319
320                         ppc64_caches.dsize = size;
321                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
322                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
323                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
324
325                         size = 0;
326                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
327                         sizep = (u32 *)get_property(np, "i-cache-size", NULL);
328                         if (sizep != NULL)
329                                 size = *sizep;
330                         lsizep = (u32 *)get_property(np, ic, NULL);
331                         if (lsizep != NULL)
332                                 lsize = *lsizep;
333                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
334                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
335                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
336
337                         ppc64_caches.isize = size;
338                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
339                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
340                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
341                 }
342         }
343
344         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
345 }
346
347
348 /*
349  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which 
350  * were passed in from the bootloader.
351  */
352 void __init setup_system(void)
353 {
354         DBG(" -> setup_system()\n");
355
356 #ifdef CONFIG_KEXEC
357         kdump_move_device_tree();
358 #endif
359         /*
360          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
361          */
362         unflatten_device_tree();
363
364 #ifdef CONFIG_KEXEC
365         kexec_setup();  /* requires unflattened device tree. */
366 #endif
367
368         /*
369          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
370          * retrieved from the device-tree. Need to be called before
371          * finish_device_tree() since the later requires some of the
372          * informations filled up here to properly parse the interrupt
373          * tree.
374          * It also sets up the cache line sizes which allows to call
375          * routines like flush_icache_range (used by the hash init
376          * later on).
377          */
378         initialize_cache_info();
379
380 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
381         /*
382          * Initialize RTAS if available
383          */
384         rtas_initialize();
385 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
386
387         /*
388          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
389          */
390         check_for_initrd();
391
392         /*
393          * Do some platform specific early initializations, that includes
394          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
395          * related options that will be used by finish_device_tree()
396          */
397         ppc_md.init_early();
398
399         /*
400          * We can discover serial ports now since the above did setup the
401          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
402          * so that further code can be debugged
403          */
404         find_legacy_serial_ports();
405
406         /*
407          * "Finish" the device-tree, that is do the actual parsing of
408          * some of the properties like the interrupt map
409          */
410         finish_device_tree();
411
412         /*
413          * Initialize xmon
414          */
415 #ifdef CONFIG_XMON_DEFAULT
416         xmon_init(1);
417 #endif
418         /*
419          * Register early console
420          */
421         register_early_udbg_console();
422
423         /* Save unparsed command line copy for /proc/cmdline */
424         strlcpy(saved_command_line, cmd_line, COMMAND_LINE_SIZE);
425
426         parse_early_param();
427
428         check_smt_enabled();
429         smp_setup_cpu_maps();
430
431 #ifdef CONFIG_SMP
432         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
433          * we can map physical -> logical CPU ids
434          */
435         smp_release_cpus();
436 #endif
437
438         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", system_utsname.version);
439
440         printk("-----------------------------------------------------\n");
441         printk("ppc64_pft_size                = 0x%lx\n", ppc64_pft_size);
442         printk("ppc64_interrupt_controller    = 0x%ld\n",
443                ppc64_interrupt_controller);
444         printk("physicalMemorySize            = 0x%lx\n", lmb_phys_mem_size());
445         printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
446                ppc64_caches.dline_size);
447         printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
448                ppc64_caches.iline_size);
449         printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
450         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
451 #if PHYSICAL_START > 0
452         printk("physical_start                = 0x%x\n", PHYSICAL_START);
453 #endif
454         printk("-----------------------------------------------------\n");
455
456         DBG(" <- setup_system()\n");
457 }
458
459 static int ppc64_panic_event(struct notifier_block *this,
460                              unsigned long event, void *ptr)
461 {
462         ppc_md.panic((char *)ptr);  /* May not return */
463         return NOTIFY_DONE;
464 }
465
466 #ifdef CONFIG_IRQSTACKS
467 static void __init irqstack_early_init(void)
468 {
469         unsigned int i;
470
471         /*
472          * interrupt stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
473          * SLB misses on them.
474          */
475         for_each_possible_cpu(i) {
476                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
477                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
478                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
479                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
480                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
481                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
482         }
483 }
484 #else
485 #define irqstack_early_init()
486 #endif
487
488 /*
489  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
490  * early in SMP boots before relocation is enabled.
491  */
492 static void __init emergency_stack_init(void)
493 {
494         unsigned long limit;
495         unsigned int i;
496
497         /*
498          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
499          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
500          * aligned.
501          *
502          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
503          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
504          * must also be within the RMO region.
505          */
506         limit = min(0x10000000UL, lmb.rmo_size);
507
508         for_each_possible_cpu(i)
509                 paca[i].emergency_sp =
510                 __va(lmb_alloc_base(HW_PAGE_SIZE, 128, limit)) + HW_PAGE_SIZE;
511 }
512
513 /*
514  * Called into from start_kernel, after lock_kernel has been called.
515  * Initializes bootmem, which is unsed to manage page allocation until
516  * mem_init is called.
517  */
518 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
519 {
520         extern void do_init_bootmem(void);
521
522         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
523
524         *cmdline_p = cmd_line;
525
526         /*
527          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
528          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
529          * for a possibly more accurate value.
530          */
531         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
532         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
533
534         /* reboot on panic */
535         panic_timeout = 180;
536
537         if (ppc_md.panic)
538                 atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
539                                 &ppc64_panic_block);
540
541         init_mm.start_code = PAGE_OFFSET;
542         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
543         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
544         init_mm.brk = klimit;
545         
546         irqstack_early_init();
547         emergency_stack_init();
548
549         stabs_alloc();
550
551         /* set up the bootmem stuff with available memory */
552         do_init_bootmem();
553         sparse_init();
554
555 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
556         conswitchp = &dummy_con;
557 #endif
558
559         ppc_md.setup_arch();
560
561         paging_init();
562         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
563 }
564
565
566 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
567 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
568 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
569 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
570
571 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
572 {
573         if (ppc_md.progress) {
574                 char buf[128];
575
576                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
577                 ppc_md.progress(buf, 0);
578                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
579                 ppc_md.progress(buf, 0);
580         }
581 }
582
583 /* Print a boot progress message. */
584 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
585 {
586         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
587         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
588 }
589
590 /* Print a termination message (print only -- does not stop the kernel) */
591 void ppc64_terminate_msg(unsigned int src, const char *msg)
592 {
593         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_TERM_MESSAGE|src, msg);
594         printk("[terminate]%04x %s\n", src, msg);
595 }
596
597 void cpu_die(void)
598 {
599         if (ppc_md.cpu_die)
600                 ppc_md.cpu_die();
601 }
602
603 #ifdef CONFIG_SMP
604 void __init setup_per_cpu_areas(void)
605 {
606         int i;
607         unsigned long size;
608         char *ptr;
609
610         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
611         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
612 #ifdef CONFIG_MODULES
613         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
614                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
615 #endif
616
617         for_each_possible_cpu(i) {
618                 ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
619                 if (!ptr)
620                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
621
622                 paca[i].data_offset = ptr - __per_cpu_start;
623                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
624         }
625 }
626 #endif