Merge branches 'release' and 'gpe-ack' into release
[linux-2.6] / arch / sh / kernel / head_64.S
1 /*
2  * arch/sh/kernel/head_64.S
3  *
4  * Copyright (C) 2000, 2001  Paolo Alberelli
5  * Copyright (C) 2003, 2004  Paul Mundt
6  *
7  * This file is subject to the terms and conditions of the GNU General Public
8  * License.  See the file "COPYING" in the main directory of this archive
9  * for more details.
10  */
11 #include <asm/page.h>
12 #include <asm/cache.h>
13 #include <asm/tlb.h>
14 #include <asm/cpu/registers.h>
15 #include <asm/cpu/mmu_context.h>
16 #include <asm/thread_info.h>
17
18 /*
19  * MMU defines: TLB boundaries.
20  */
21
22 #define MMUIR_FIRST     ITLB_FIXED
23 #define MMUIR_END       ITLB_LAST_VAR_UNRESTRICTED+TLB_STEP
24 #define MMUIR_STEP      TLB_STEP
25
26 #define MMUDR_FIRST     DTLB_FIXED
27 #define MMUDR_END       DTLB_LAST_VAR_UNRESTRICTED+TLB_STEP
28 #define MMUDR_STEP      TLB_STEP
29
30 /* Safety check : CONFIG_PAGE_OFFSET has to be a multiple of 512Mb */
31 #if (CONFIG_PAGE_OFFSET & ((1UL<<29)-1))
32 #error "CONFIG_PAGE_OFFSET must be a multiple of 512Mb"
33 #endif
34
35 /*
36  * MMU defines: Fixed TLBs.
37  */
38 /* Deal safely with the case where the base of RAM is not 512Mb aligned */
39
40 #define ALIGN_512M_MASK (0xffffffffe0000000)
41 #define ALIGNED_EFFECTIVE ((CONFIG_PAGE_OFFSET + CONFIG_MEMORY_START) & ALIGN_512M_MASK)
42 #define ALIGNED_PHYSICAL (CONFIG_MEMORY_START & ALIGN_512M_MASK)
43
44 #define MMUIR_TEXT_H    (0x0000000000000003 | ALIGNED_EFFECTIVE)
45                         /* Enabled, Shared, ASID 0, Eff. Add. 0xA0000000 */
46
47 #define MMUIR_TEXT_L    (0x000000000000009a | ALIGNED_PHYSICAL)
48                         /* 512 Mb, Cacheable, Write-back, execute, Not User, Ph. Add. */
49
50 #define MMUDR_CACHED_H  0x0000000000000003 | ALIGNED_EFFECTIVE
51                         /* Enabled, Shared, ASID 0, Eff. Add. 0xA0000000 */
52 #define MMUDR_CACHED_L  0x000000000000015a | ALIGNED_PHYSICAL
53                         /* 512 Mb, Cacheable, Write-back, read/write, Not User, Ph. Add. */
54
55 #ifdef CONFIG_CACHE_OFF
56 #define ICCR0_INIT_VAL  ICCR0_OFF                       /* ICACHE off */
57 #else
58 #define ICCR0_INIT_VAL  ICCR0_ON | ICCR0_ICI            /* ICE + ICI */
59 #endif
60 #define ICCR1_INIT_VAL  ICCR1_NOLOCK                    /* No locking */
61
62 #if defined (CONFIG_CACHE_OFF)
63 #define OCCR0_INIT_VAL  OCCR0_OFF                          /* D-cache: off  */
64 #elif defined (CONFIG_CACHE_WRITETHROUGH)
65 #define OCCR0_INIT_VAL  OCCR0_ON | OCCR0_OCI | OCCR0_WT    /* D-cache: on,   */
66                                                            /* WT, invalidate */
67 #elif defined (CONFIG_CACHE_WRITEBACK)
68 #define OCCR0_INIT_VAL  OCCR0_ON | OCCR0_OCI | OCCR0_WB    /* D-cache: on,   */
69                                                            /* WB, invalidate */
70 #else
71 #error preprocessor flag CONFIG_CACHE_... not recognized!
72 #endif
73
74 #define OCCR1_INIT_VAL  OCCR1_NOLOCK                       /* No locking     */
75
76         .section        .empty_zero_page, "aw"
77         .global empty_zero_page
78
79 empty_zero_page:
80         .long   1               /* MOUNT_ROOT_RDONLY */
81         .long   0               /* RAMDISK_FLAGS */
82         .long   0x0200          /* ORIG_ROOT_DEV */
83         .long   1               /* LOADER_TYPE */
84         .long   0x00800000      /* INITRD_START */
85         .long   0x00800000      /* INITRD_SIZE */
86         .long   0
87
88         .text
89         .balign 4096,0,4096
90
91         .section        .data, "aw"
92         .balign PAGE_SIZE
93
94         .section        .data, "aw"
95         .balign PAGE_SIZE
96
97         .global mmu_pdtp_cache
98 mmu_pdtp_cache:
99         .space PAGE_SIZE, 0
100
101         .global empty_bad_page
102 empty_bad_page:
103         .space PAGE_SIZE, 0
104
105         .global empty_bad_pte_table
106 empty_bad_pte_table:
107         .space PAGE_SIZE, 0
108
109         .global fpu_in_use
110 fpu_in_use:     .quad   0
111
112
113         .section        .text.head, "ax"
114         .balign L1_CACHE_BYTES
115 /*
116  * Condition at the entry of __stext:
117  * . Reset state:
118  *   . SR.FD    = 1             (FPU disabled)
119  *   . SR.BL    = 1             (Exceptions disabled)
120  *   . SR.MD    = 1             (Privileged Mode)
121  *   . SR.MMU   = 0             (MMU Disabled)
122  *   . SR.CD    = 0             (CTC User Visible)
123  *   . SR.IMASK = Undefined     (Interrupt Mask)
124  *
125  * Operations supposed to be performed by __stext:
126  * . prevent speculative fetch onto device memory while MMU is off
127  * . reflect as much as possible SH5 ABI (r15, r26, r27, r18)
128  * . first, save CPU state and set it to something harmless
129  * . any CPU detection and/or endianness settings (?)
130  * . initialize EMI/LMI (but not TMU/RTC/INTC/SCIF): TBD
131  * . set initial TLB entries for cached and uncached regions
132  *   (no fine granularity paging)
133  * . set initial cache state
134  * . enable MMU and caches
135  * . set CPU to a consistent state
136  *   . registers (including stack pointer and current/KCR0)
137  *   . NOT expecting to set Exception handling nor VBR/RESVEC/DCR
138  *     at this stage. This is all to later Linux initialization steps.
139  *   . initialize FPU
140  * . clear BSS
141  * . jump into start_kernel()
142  * . be prepared to hopeless start_kernel() returns.
143  *
144  */
145         .global _stext
146 _stext:
147         /*
148          * Prevent speculative fetch on device memory due to
149          * uninitialized target registers.
150          */
151         ptabs/u ZERO, tr0
152         ptabs/u ZERO, tr1
153         ptabs/u ZERO, tr2
154         ptabs/u ZERO, tr3
155         ptabs/u ZERO, tr4
156         ptabs/u ZERO, tr5
157         ptabs/u ZERO, tr6
158         ptabs/u ZERO, tr7
159         synci
160
161         /*
162          * Read/Set CPU state. After this block:
163          * r29 = Initial SR
164          */
165         getcon  SR, r29
166         movi    SR_HARMLESS, r20
167         putcon  r20, SR
168
169         /*
170          * Initialize EMI/LMI. To Be Done.
171          */
172
173         /*
174          * CPU detection and/or endianness settings (?). To Be Done.
175          * Pure PIC code here, please ! Just save state into r30.
176          * After this block:
177          * r30 = CPU type/Platform Endianness
178          */
179
180         /*
181          * Set initial TLB entries for cached and uncached regions.
182          * Note: PTA/BLINK is PIC code, PTABS/BLINK isn't !
183          */
184         /* Clear ITLBs */
185         pta     clear_ITLB, tr1
186         movi    MMUIR_FIRST, r21
187         movi    MMUIR_END, r22
188 clear_ITLB:
189         putcfg  r21, 0, ZERO            /* Clear MMUIR[n].PTEH.V */
190         addi    r21, MMUIR_STEP, r21
191         bne     r21, r22, tr1
192
193         /* Clear DTLBs */
194         pta     clear_DTLB, tr1
195         movi    MMUDR_FIRST, r21
196         movi    MMUDR_END, r22
197 clear_DTLB:
198         putcfg  r21, 0, ZERO            /* Clear MMUDR[n].PTEH.V */
199         addi    r21, MMUDR_STEP, r21
200         bne     r21, r22, tr1
201
202         /* Map one big (512Mb) page for ITLB */
203         movi    MMUIR_FIRST, r21
204         movi    MMUIR_TEXT_L, r22       /* PTEL first */
205         add.l   r22, r63, r22           /* Sign extend */
206         putcfg  r21, 1, r22             /* Set MMUIR[0].PTEL */
207         movi    MMUIR_TEXT_H, r22       /* PTEH last */
208         add.l   r22, r63, r22           /* Sign extend */
209         putcfg  r21, 0, r22             /* Set MMUIR[0].PTEH */
210
211         /* Map one big CACHED (512Mb) page for DTLB */
212         movi    MMUDR_FIRST, r21
213         movi    MMUDR_CACHED_L, r22     /* PTEL first */
214         add.l   r22, r63, r22           /* Sign extend */
215         putcfg  r21, 1, r22             /* Set MMUDR[0].PTEL */
216         movi    MMUDR_CACHED_H, r22     /* PTEH last */
217         add.l   r22, r63, r22           /* Sign extend */
218         putcfg  r21, 0, r22             /* Set MMUDR[0].PTEH */
219
220 #ifdef CONFIG_EARLY_PRINTK
221         /*
222          * Setup a DTLB translation for SCIF phys.
223          */
224         addi    r21, MMUDR_STEP, r21
225         movi    0x0a03, r22     /* SCIF phys */
226         shori   0x0148, r22
227         putcfg  r21, 1, r22     /* PTEL first */
228         movi    0xfa03, r22     /* 0xfa030000, fixed SCIF virt */
229         shori   0x0003, r22
230         putcfg  r21, 0, r22     /* PTEH last */
231 #endif
232
233         /*
234          * Set cache behaviours.
235          */
236         /* ICache */
237         movi    ICCR_BASE, r21
238         movi    ICCR0_INIT_VAL, r22
239         movi    ICCR1_INIT_VAL, r23
240         putcfg  r21, ICCR_REG0, r22
241         putcfg  r21, ICCR_REG1, r23
242
243         /* OCache */
244         movi    OCCR_BASE, r21
245         movi    OCCR0_INIT_VAL, r22
246         movi    OCCR1_INIT_VAL, r23
247         putcfg  r21, OCCR_REG0, r22
248         putcfg  r21, OCCR_REG1, r23
249
250
251         /*
252          * Enable Caches and MMU. Do the first non-PIC jump.
253          * Now head.S global variables, constants and externs
254          * can be used.
255          */
256         getcon  SR, r21
257         movi    SR_ENABLE_MMU, r22
258         or      r21, r22, r21
259         putcon  r21, SSR
260         movi    hyperspace, r22
261         ori     r22, 1, r22         /* Make it SHmedia, not required but..*/
262         putcon  r22, SPC
263         synco
264         rte                         /* And now go into the hyperspace ... */
265 hyperspace:                         /* ... that's the next instruction !  */
266
267         /*
268          * Set CPU to a consistent state.
269          * r31 = FPU support flag
270          * tr0/tr7 in use. Others give a chance to loop somewhere safe
271          */
272         movi    start_kernel, r32
273         ori     r32, 1, r32
274
275         ptabs   r32, tr0                    /* r32 = _start_kernel address        */
276         pta/u   hopeless, tr1
277         pta/u   hopeless, tr2
278         pta/u   hopeless, tr3
279         pta/u   hopeless, tr4
280         pta/u   hopeless, tr5
281         pta/u   hopeless, tr6
282         pta/u   hopeless, tr7
283         gettr   tr1, r28                        /* r28 = hopeless address */
284
285         /* Set initial stack pointer */
286         movi    init_thread_union, SP
287         putcon  SP, KCR0                /* Set current to init_task */
288         movi    THREAD_SIZE, r22        /* Point to the end */
289         add     SP, r22, SP
290
291         /*
292          * Initialize FPU.
293          * Keep FPU flag in r31. After this block:
294          * r31 = FPU flag
295          */
296         movi fpu_in_use, r31    /* Temporary */
297
298 #ifdef CONFIG_SH_FPU
299         getcon  SR, r21
300         movi    SR_ENABLE_FPU, r22
301         and     r21, r22, r22
302         putcon  r22, SR                 /* Try to enable */
303         getcon  SR, r22
304         xor     r21, r22, r21
305         shlri   r21, 15, r21            /* Supposedly 0/1 */
306         st.q    r31, 0 , r21            /* Set fpu_in_use */
307 #else
308         movi    0, r21
309         st.q    r31, 0 , r21            /* Set fpu_in_use */
310 #endif
311         or      r21, ZERO, r31          /* Set FPU flag at last */
312
313 #ifndef CONFIG_SH_NO_BSS_INIT
314 /* Don't clear BSS if running on slow platforms such as an RTL simulation,
315    remote memory via SHdebug link, etc.  For these the memory can be guaranteed
316    to be all zero on boot anyway. */
317         /*
318          * Clear bss
319          */
320         pta     clear_quad, tr1
321         movi    __bss_start, r22
322         movi    _end, r23
323 clear_quad:
324         st.q    r22, 0, ZERO
325         addi    r22, 8, r22
326         bne     r22, r23, tr1           /* Both quad aligned, see vmlinux.lds.S */
327 #endif
328         pta/u   hopeless, tr1
329
330         /* Say bye to head.S but be prepared to wrongly get back ... */
331         blink   tr0, LINK
332
333         /* If we ever get back here through LINK/tr1-tr7 */
334         pta/u   hopeless, tr7
335
336 hopeless:
337         /*
338          * Something's badly wrong here. Loop endlessly,
339          * there's nothing more we can do about it.
340          *
341          * Note on hopeless: it can be jumped into invariably
342          * before or after jumping into hyperspace. The only
343          * requirement is to be PIC called (PTA) before and
344          * any way (PTA/PTABS) after. According to Virtual
345          * to Physical mapping a simulator/emulator can easily
346          * tell where we came here from just looking at hopeless
347          * (PC) address.
348          *
349          * For debugging purposes:
350          * (r28) hopeless/loop address
351          * (r29) Original SR
352          * (r30) CPU type/Platform endianness
353          * (r31) FPU Support
354          * (r32) _start_kernel address
355          */
356         blink   tr7, ZERO