powerpc: Unify the 32 and 64 bit idle loops
[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 /* The main machine-dep calls structure
99  */
100 struct machdep_calls ppc_md;
101 EXPORT_SYMBOL(ppc_md);
102
103 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
104 unsigned long SYSRQ_KEY;
105 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
106
107
108 static int ppc64_panic_event(struct notifier_block *, unsigned long, void *);
109 static struct notifier_block ppc64_panic_block = {
110         .notifier_call = ppc64_panic_event,
111         .priority = INT_MIN /* may not return; must be done last */
112 };
113
114 #ifdef CONFIG_SMP
115
116 static int smt_enabled_cmdline;
117
118 /* Look for ibm,smt-enabled OF option */
119 static void check_smt_enabled(void)
120 {
121         struct device_node *dn;
122         char *smt_option;
123
124         /* Allow the command line to overrule the OF option */
125         if (smt_enabled_cmdline)
126                 return;
127
128         dn = of_find_node_by_path("/options");
129
130         if (dn) {
131                 smt_option = (char *)get_property(dn, "ibm,smt-enabled", NULL);
132
133                 if (smt_option) {
134                         if (!strcmp(smt_option, "on"))
135                                 smt_enabled_at_boot = 1;
136                         else if (!strcmp(smt_option, "off"))
137                                 smt_enabled_at_boot = 0;
138                 }
139         }
140 }
141
142 /* Look for smt-enabled= cmdline option */
143 static int __init early_smt_enabled(char *p)
144 {
145         smt_enabled_cmdline = 1;
146
147         if (!p)
148                 return 0;
149
150         if (!strcmp(p, "on") || !strcmp(p, "1"))
151                 smt_enabled_at_boot = 1;
152         else if (!strcmp(p, "off") || !strcmp(p, "0"))
153                 smt_enabled_at_boot = 0;
154
155         return 0;
156 }
157 early_param("smt-enabled", early_smt_enabled);
158
159 #else
160 #define check_smt_enabled()
161 #endif /* CONFIG_SMP */
162
163 extern struct machdep_calls pSeries_md;
164 extern struct machdep_calls pmac_md;
165 extern struct machdep_calls maple_md;
166 extern struct machdep_calls cell_md;
167 extern struct machdep_calls iseries_md;
168
169 /* Ultimately, stuff them in an elf section like initcalls... */
170 static struct machdep_calls __initdata *machines[] = {
171 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
172         &pSeries_md,
173 #endif /* CONFIG_PPC_PSERIES */
174 #ifdef CONFIG_PPC_PMAC
175         &pmac_md,
176 #endif /* CONFIG_PPC_PMAC */
177 #ifdef CONFIG_PPC_MAPLE
178         &maple_md,
179 #endif /* CONFIG_PPC_MAPLE */
180 #ifdef CONFIG_PPC_CELL
181         &cell_md,
182 #endif
183 #ifdef CONFIG_PPC_ISERIES
184         &iseries_md,
185 #endif
186         NULL
187 };
188
189 /*
190  * Early initialization entry point. This is called by head.S
191  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
192  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
193  * mode so we can access kernel globals normally provided we
194  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
195  * some early parsing of the device-tree to setup out LMB
196  * data structures, and allocate & initialize the hash table
197  * and segment tables so we can start running with translation
198  * enabled.
199  *
200  * It is this function which will call the probe() callback of
201  * the various platform types and copy the matching one to the
202  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
203  * some very early initializations from the probe() routine, but
204  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
205  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
206  */
207
208 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
209 {
210         static struct machdep_calls **mach;
211
212         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
213         udbg_early_init();
214
215         DBG(" -> early_setup()\n");
216
217         /*
218          * Do early initializations using the flattened device
219          * tree, like retreiving the physical memory map or
220          * calculating/retreiving the hash table size
221          */
222         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
223
224         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
225         setup_boot_paca();
226
227         /* Fix up paca fields required for the boot cpu */
228         get_paca()->cpu_start = 1;
229         get_paca()->stab_real = __pa((u64)&initial_stab);
230         get_paca()->stab_addr = (u64)&initial_stab;
231
232         /*
233          * Iterate all ppc_md structures until we find the proper
234          * one for the current machine type
235          */
236         DBG("Probing machine type for platform %x...\n", _machine);
237
238         for (mach = machines; *mach; mach++) {
239                 if ((*mach)->probe(_machine))
240                         break;
241         }
242         /* What can we do if we didn't find ? */
243         if (*mach == NULL) {
244                 DBG("No suitable machine found !\n");
245                 for (;;);
246         }
247         ppc_md = **mach;
248
249 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
250         kdump_setup();
251 #endif
252
253         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
254
255         /*
256          * Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
257          * of memory. Has to be done before stab/slb initialization as
258          * this is currently where the page size encoding is obtained
259          */
260         htab_initialize();
261
262         /*
263          * Initialize stab / SLB management except on iSeries
264          */
265         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES)) {
266                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
267                         slb_initialize();
268                 else
269                         stab_initialize(get_paca()->stab_real);
270         }
271
272         DBG(" <- early_setup()\n");
273 }
274
275 #ifdef CONFIG_SMP
276 void early_setup_secondary(void)
277 {
278         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
279
280         /* Mark enabled in PACA */
281         lpaca->proc_enabled = 0;
282
283         /* Initialize hash table for that CPU */
284         htab_initialize_secondary();
285
286         /* Initialize STAB/SLB. We use a virtual address as it works
287          * in real mode on pSeries and we want a virutal address on
288          * iSeries anyway
289          */
290         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
291                 slb_initialize();
292         else
293                 stab_initialize(lpaca->stab_addr);
294 }
295
296 #endif /* CONFIG_SMP */
297
298 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
299 void smp_release_cpus(void)
300 {
301         extern unsigned long __secondary_hold_spinloop;
302         unsigned long *ptr;
303
304         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
305
306         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
307          * all now so they can start to spin on their individual paca
308          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
309          * of the common spinloop.
310          * This is useless but harmless on iSeries, secondaries are already
311          * waiting on their paca spinloops. */
312
313         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
314                         - PHYSICAL_START);
315         *ptr = 1;
316         mb();
317
318         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
319 }
320 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
321
322 /*
323  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
324  * structures
325  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
326  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
327  * routines and/or provided to userland
328  */
329 static void __init initialize_cache_info(void)
330 {
331         struct device_node *np;
332         unsigned long num_cpus = 0;
333
334         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
335
336         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
337                 num_cpus += 1;
338
339                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
340                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
341                  */
342
343                 if ( num_cpus == 1 ) {
344                         u32 *sizep, *lsizep;
345                         u32 size, lsize;
346                         const char *dc, *ic;
347
348                         /* Then read cache informations */
349                         if (_machine == PLATFORM_POWERMAC) {
350                                 dc = "d-cache-block-size";
351                                 ic = "i-cache-block-size";
352                         } else {
353                                 dc = "d-cache-line-size";
354                                 ic = "i-cache-line-size";
355                         }
356
357                         size = 0;
358                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
359                         sizep = (u32 *)get_property(np, "d-cache-size", NULL);
360                         if (sizep != NULL)
361                                 size = *sizep;
362                         lsizep = (u32 *) get_property(np, dc, NULL);
363                         if (lsizep != NULL)
364                                 lsize = *lsizep;
365                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
366                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
367                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
368
369                         ppc64_caches.dsize = size;
370                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
371                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
372                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
373
374                         size = 0;
375                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
376                         sizep = (u32 *)get_property(np, "i-cache-size", NULL);
377                         if (sizep != NULL)
378                                 size = *sizep;
379                         lsizep = (u32 *)get_property(np, ic, NULL);
380                         if (lsizep != NULL)
381                                 lsize = *lsizep;
382                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
383                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
384                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
385
386                         ppc64_caches.isize = size;
387                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
388                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
389                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
390                 }
391         }
392
393         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
394 }
395
396
397 /*
398  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which 
399  * were passed in from the bootloader.
400  */
401 void __init setup_system(void)
402 {
403         DBG(" -> setup_system()\n");
404
405 #ifdef CONFIG_KEXEC
406         kdump_move_device_tree();
407 #endif
408         /*
409          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
410          */
411         unflatten_device_tree();
412
413 #ifdef CONFIG_KEXEC
414         kexec_setup();  /* requires unflattened device tree. */
415 #endif
416
417         /*
418          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
419          * retrieved from the device-tree. Need to be called before
420          * finish_device_tree() since the later requires some of the
421          * informations filled up here to properly parse the interrupt
422          * tree.
423          * It also sets up the cache line sizes which allows to call
424          * routines like flush_icache_range (used by the hash init
425          * later on).
426          */
427         initialize_cache_info();
428
429 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
430         /*
431          * Initialize RTAS if available
432          */
433         rtas_initialize();
434 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
435
436         /*
437          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
438          */
439         check_for_initrd();
440
441         /*
442          * Do some platform specific early initializations, that includes
443          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
444          * related options that will be used by finish_device_tree()
445          */
446         ppc_md.init_early();
447
448         /*
449          * We can discover serial ports now since the above did setup the
450          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
451          * so that further code can be debugged
452          */
453         find_legacy_serial_ports();
454
455         /*
456          * "Finish" the device-tree, that is do the actual parsing of
457          * some of the properties like the interrupt map
458          */
459         finish_device_tree();
460
461         /*
462          * Initialize xmon
463          */
464 #ifdef CONFIG_XMON_DEFAULT
465         xmon_init(1);
466 #endif
467         /*
468          * Register early console
469          */
470         register_early_udbg_console();
471
472         /* Save unparsed command line copy for /proc/cmdline */
473         strlcpy(saved_command_line, cmd_line, COMMAND_LINE_SIZE);
474
475         parse_early_param();
476
477         check_smt_enabled();
478         smp_setup_cpu_maps();
479
480 #ifdef CONFIG_SMP
481         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
482          * we can map physical -> logical CPU ids
483          */
484         smp_release_cpus();
485 #endif
486
487         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", system_utsname.version);
488
489         printk("-----------------------------------------------------\n");
490         printk("ppc64_pft_size                = 0x%lx\n", ppc64_pft_size);
491         printk("ppc64_interrupt_controller    = 0x%ld\n",
492                ppc64_interrupt_controller);
493         printk("platform                      = 0x%x\n", _machine);
494         printk("physicalMemorySize            = 0x%lx\n", lmb_phys_mem_size());
495         printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
496                ppc64_caches.dline_size);
497         printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
498                ppc64_caches.iline_size);
499         printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
500         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
501 #if PHYSICAL_START > 0
502         printk("physical_start                = 0x%x\n", PHYSICAL_START);
503 #endif
504         printk("-----------------------------------------------------\n");
505
506         DBG(" <- setup_system()\n");
507 }
508
509 static int ppc64_panic_event(struct notifier_block *this,
510                              unsigned long event, void *ptr)
511 {
512         ppc_md.panic((char *)ptr);  /* May not return */
513         return NOTIFY_DONE;
514 }
515
516 #ifdef CONFIG_IRQSTACKS
517 static void __init irqstack_early_init(void)
518 {
519         unsigned int i;
520
521         /*
522          * interrupt stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
523          * SLB misses on them.
524          */
525         for_each_cpu(i) {
526                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
527                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
528                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
529                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
530                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
531                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
532         }
533 }
534 #else
535 #define irqstack_early_init()
536 #endif
537
538 /*
539  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
540  * early in SMP boots before relocation is enabled.
541  */
542 static void __init emergency_stack_init(void)
543 {
544         unsigned long limit;
545         unsigned int i;
546
547         /*
548          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
549          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
550          * aligned.
551          *
552          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
553          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
554          * must also be within the RMO region.
555          */
556         limit = min(0x10000000UL, lmb.rmo_size);
557
558         for_each_cpu(i)
559                 paca[i].emergency_sp =
560                 __va(lmb_alloc_base(HW_PAGE_SIZE, 128, limit)) + HW_PAGE_SIZE;
561 }
562
563 /*
564  * Called into from start_kernel, after lock_kernel has been called.
565  * Initializes bootmem, which is unsed to manage page allocation until
566  * mem_init is called.
567  */
568 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
569 {
570         extern void do_init_bootmem(void);
571
572         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
573
574         *cmdline_p = cmd_line;
575
576         /*
577          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
578          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
579          * for a possibly more accurate value.
580          */
581         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
582         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
583
584         /* reboot on panic */
585         panic_timeout = 180;
586
587         if (ppc_md.panic)
588                 notifier_chain_register(&panic_notifier_list, &ppc64_panic_block);
589
590         init_mm.start_code = PAGE_OFFSET;
591         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
592         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
593         init_mm.brk = klimit;
594         
595         irqstack_early_init();
596         emergency_stack_init();
597
598         stabs_alloc();
599
600         /* set up the bootmem stuff with available memory */
601         do_init_bootmem();
602         sparse_init();
603
604 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
605         conswitchp = &dummy_con;
606 #endif
607
608         ppc_md.setup_arch();
609
610         paging_init();
611         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
612 }
613
614
615 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
616 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
617 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
618 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
619
620 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
621 {
622         if (ppc_md.progress) {
623                 char buf[128];
624
625                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
626                 ppc_md.progress(buf, 0);
627                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
628                 ppc_md.progress(buf, 0);
629         }
630 }
631
632 /* Print a boot progress message. */
633 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
634 {
635         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
636         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
637 }
638
639 /* Print a termination message (print only -- does not stop the kernel) */
640 void ppc64_terminate_msg(unsigned int src, const char *msg)
641 {
642         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_TERM_MESSAGE|src, msg);
643         printk("[terminate]%04x %s\n", src, msg);
644 }
645
646 int check_legacy_ioport(unsigned long base_port)
647 {
648         if (ppc_md.check_legacy_ioport == NULL)
649                 return 0;
650         return ppc_md.check_legacy_ioport(base_port);
651 }
652 EXPORT_SYMBOL(check_legacy_ioport);
653
654 void cpu_die(void)
655 {
656         if (ppc_md.cpu_die)
657                 ppc_md.cpu_die();
658 }
659
660 #ifdef CONFIG_SMP
661 void __init setup_per_cpu_areas(void)
662 {
663         int i;
664         unsigned long size;
665         char *ptr;
666
667         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
668         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
669 #ifdef CONFIG_MODULES
670         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
671                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
672 #endif
673
674         for_each_cpu(i) {
675                 ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
676                 if (!ptr)
677                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
678
679                 paca[i].data_offset = ptr - __per_cpu_start;
680                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
681         }
682 }
683 #endif