Merge branch 'master'
[linux-2.6] / arch / sparc64 / kernel / head.S
1 /* $Id: head.S,v 1.87 2002/02/09 19:49:31 davem Exp $
2  * head.S: Initial boot code for the Sparc64 port of Linux.
3  *
4  * Copyright (C) 1996,1997 David S. Miller (davem@caip.rutgers.edu)
5  * Copyright (C) 1996 David Sitsky (David.Sitsky@anu.edu.au)
6  * Copyright (C) 1997,1998 Jakub Jelinek (jj@sunsite.mff.cuni.cz)
7  * Copyright (C) 1997 Miguel de Icaza (miguel@nuclecu.unam.mx)
8  */
9
10 #include <linux/config.h>
11 #include <linux/version.h>
12 #include <linux/errno.h>
13 #include <asm/thread_info.h>
14 #include <asm/asi.h>
15 #include <asm/pstate.h>
16 #include <asm/ptrace.h>
17 #include <asm/spitfire.h>
18 #include <asm/page.h>
19 #include <asm/pgtable.h>
20 #include <asm/errno.h>
21 #include <asm/signal.h>
22 #include <asm/processor.h>
23 #include <asm/lsu.h>
24 #include <asm/dcr.h>
25 #include <asm/dcu.h>
26 #include <asm/head.h>
27 #include <asm/ttable.h>
28 #include <asm/mmu.h>
29         
30 /* This section from from _start to sparc64_boot_end should fit into
31  * 0x0000000000404000 to 0x0000000000408000.
32  */
33         .text
34         .globl  start, _start, stext, _stext
35 _start:
36 start:
37 _stext:
38 stext:
39 ! 0x0000000000404000
40         b       sparc64_boot
41          flushw                                 /* Flush register file.      */
42
43 /* This stuff has to be in sync with SILO and other potential boot loaders
44  * Fields should be kept upward compatible and whenever any change is made,
45  * HdrS version should be incremented.
46  */
47         .global root_flags, ram_flags, root_dev
48         .global sparc_ramdisk_image, sparc_ramdisk_size
49         .global sparc_ramdisk_image64
50
51         .ascii  "HdrS"
52         .word   LINUX_VERSION_CODE
53
54         /* History:
55          *
56          * 0x0300 : Supports being located at other than 0x4000
57          * 0x0202 : Supports kernel params string
58          * 0x0201 : Supports reboot_command
59          */
60         .half   0x0301          /* HdrS version */
61
62 root_flags:
63         .half   1
64 root_dev:
65         .half   0
66 ram_flags:
67         .half   0
68 sparc_ramdisk_image:
69         .word   0
70 sparc_ramdisk_size:
71         .word   0
72         .xword  reboot_command
73         .xword  bootstr_info
74 sparc_ramdisk_image64:
75         .xword  0
76         .word   _end
77
78         /* PROM cif handler code address is in %o4.  */
79 sparc64_boot:
80 1:      rd      %pc, %g7
81         set     1b, %g1
82         cmp     %g1, %g7
83         be,pn   %xcc, sparc64_boot_after_remap
84          mov    %o4, %l7
85
86         /* We need to remap the kernel.  Use position independant
87          * code to remap us to KERNBASE.
88          *
89          * SILO can invoke us with 32-bit address masking enabled,
90          * so make sure that's clear.
91          */
92         rdpr    %pstate, %g1
93         andn    %g1, PSTATE_AM, %g1
94         wrpr    %g1, 0x0, %pstate
95         ba,a,pt %xcc, 1f
96
97         .globl  prom_finddev_name, prom_chosen_path
98         .globl  prom_getprop_name, prom_mmu_name
99         .globl  prom_callmethod_name, prom_translate_name
100         .globl  prom_map_name, prom_unmap_name, prom_mmu_ihandle_cache
101         .globl  prom_boot_mapped_pc, prom_boot_mapping_mode
102         .globl  prom_boot_mapping_phys_high, prom_boot_mapping_phys_low
103 prom_finddev_name:
104         .asciz  "finddevice"
105 prom_chosen_path:
106         .asciz  "/chosen"
107 prom_getprop_name:
108         .asciz  "getprop"
109 prom_mmu_name:
110         .asciz  "mmu"
111 prom_callmethod_name:
112         .asciz  "call-method"
113 prom_translate_name:
114         .asciz  "translate"
115 prom_map_name:
116         .asciz  "map"
117 prom_unmap_name:
118         .asciz  "unmap"
119         .align  4
120 prom_mmu_ihandle_cache:
121         .word   0
122 prom_boot_mapped_pc:
123         .word   0
124 prom_boot_mapping_mode:
125         .word   0
126         .align  8
127 prom_boot_mapping_phys_high:
128         .xword  0
129 prom_boot_mapping_phys_low:
130         .xword  0
131 1:
132         rd      %pc, %l0
133         mov     (1b - prom_finddev_name), %l1
134         mov     (1b - prom_chosen_path), %l2
135         mov     (1b - prom_boot_mapped_pc), %l3
136         sub     %l0, %l1, %l1
137         sub     %l0, %l2, %l2
138         sub     %l0, %l3, %l3
139         stw     %l0, [%l3]
140         sub     %sp, (192 + 128), %sp
141
142         /* chosen_node = prom_finddevice("/chosen") */
143         stx     %l1, [%sp + 2047 + 128 + 0x00]  ! service, "finddevice"
144         mov     1, %l3
145         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x08]  ! num_args, 1
146         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x10]  ! num_rets, 1
147         stx     %l2, [%sp + 2047 + 128 + 0x18]  ! arg1, "/chosen"
148         stx     %g0, [%sp + 2047 + 128 + 0x20]  ! ret1
149         call    %l7
150          add    %sp, (2047 + 128), %o0          ! argument array
151
152         ldx     [%sp + 2047 + 128 + 0x20], %l4  ! chosen device node
153
154         mov     (1b - prom_getprop_name), %l1
155         mov     (1b - prom_mmu_name), %l2
156         mov     (1b - prom_mmu_ihandle_cache), %l5
157         sub     %l0, %l1, %l1
158         sub     %l0, %l2, %l2
159         sub     %l0, %l5, %l5
160
161         /* prom_mmu_ihandle_cache = prom_getint(chosen_node, "mmu") */
162         stx     %l1, [%sp + 2047 + 128 + 0x00]  ! service, "getprop"
163         mov     4, %l3
164         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x08]  ! num_args, 4
165         mov     1, %l3
166         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x10]  ! num_rets, 1
167         stx     %l4, [%sp + 2047 + 128 + 0x18]  ! arg1, chosen_node
168         stx     %l2, [%sp + 2047 + 128 + 0x20]  ! arg2, "mmu"
169         stx     %l5, [%sp + 2047 + 128 + 0x28]  ! arg3, &prom_mmu_ihandle_cache
170         mov     4, %l3
171         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x30]  ! arg4, sizeof(arg3)
172         stx     %g0, [%sp + 2047 + 128 + 0x38]  ! ret1
173         call    %l7
174          add    %sp, (2047 + 128), %o0          ! argument array
175
176         mov     (1b - prom_callmethod_name), %l1
177         mov     (1b - prom_translate_name), %l2
178         sub     %l0, %l1, %l1
179         sub     %l0, %l2, %l2
180         lduw    [%l5], %l5                      ! prom_mmu_ihandle_cache
181
182         stx     %l1, [%sp + 2047 + 128 + 0x00]  ! service, "call-method"
183         mov     3, %l3
184         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x08]  ! num_args, 3
185         mov     5, %l3
186         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x10]  ! num_rets, 5
187         stx     %l2, [%sp + 2047 + 128 + 0x18]  ! arg1: "translate"
188         stx     %l5, [%sp + 2047 + 128 + 0x20]  ! arg2: prom_mmu_ihandle_cache
189         /* PAGE align */
190         srlx    %l0, 13, %l3
191         sllx    %l3, 13, %l3
192         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x28]  ! arg3: vaddr, our PC
193         stx     %g0, [%sp + 2047 + 128 + 0x30]  ! res1
194         stx     %g0, [%sp + 2047 + 128 + 0x38]  ! res2
195         stx     %g0, [%sp + 2047 + 128 + 0x40]  ! res3
196         stx     %g0, [%sp + 2047 + 128 + 0x48]  ! res4
197         stx     %g0, [%sp + 2047 + 128 + 0x50]  ! res5
198         call    %l7
199          add    %sp, (2047 + 128), %o0          ! argument array
200
201         ldx     [%sp + 2047 + 128 + 0x40], %l1  ! translation mode
202         mov     (1b - prom_boot_mapping_mode), %l4
203         sub     %l0, %l4, %l4
204         stw     %l1, [%l4]
205         mov     (1b - prom_boot_mapping_phys_high), %l4
206         sub     %l0, %l4, %l4
207         ldx     [%sp + 2047 + 128 + 0x48], %l2  ! physaddr high
208         stx     %l2, [%l4 + 0x0]
209         ldx     [%sp + 2047 + 128 + 0x50], %l3  ! physaddr low
210         /* 4MB align */
211         srlx    %l3, 22, %l3
212         sllx    %l3, 22, %l3
213         stx     %l3, [%l4 + 0x8]
214
215         /* Leave service as-is, "call-method" */
216         mov     7, %l3
217         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x08]  ! num_args, 7
218         mov     1, %l3
219         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x10]  ! num_rets, 1
220         mov     (1b - prom_map_name), %l3
221         sub     %l0, %l3, %l3
222         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x18]  ! arg1: "map"
223         /* Leave arg2 as-is, prom_mmu_ihandle_cache */
224         mov     -1, %l3
225         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x28]  ! arg3: mode (-1 default)
226         sethi   %hi(8 * 1024 * 1024), %l3
227         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x30]  ! arg4: size (8MB)
228         sethi   %hi(KERNBASE), %l3
229         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x38]  ! arg5: vaddr (KERNBASE)
230         stx     %g0, [%sp + 2047 + 128 + 0x40]  ! arg6: empty
231         mov     (1b - prom_boot_mapping_phys_low), %l3
232         sub     %l0, %l3, %l3
233         ldx     [%l3], %l3
234         stx     %l3, [%sp + 2047 + 128 + 0x48]  ! arg7: phys addr
235         call    %l7
236          add    %sp, (2047 + 128), %o0          ! argument array
237
238         add     %sp, (192 + 128), %sp
239
240 sparc64_boot_after_remap:
241         BRANCH_IF_CHEETAH_BASE(g1,g7,cheetah_boot)
242         BRANCH_IF_CHEETAH_PLUS_OR_FOLLOWON(g1,g7,cheetah_plus_boot)
243         ba,pt   %xcc, spitfire_boot
244          nop
245
246 cheetah_plus_boot:
247         /* Preserve OBP chosen DCU and DCR register settings.  */
248         ba,pt   %xcc, cheetah_generic_boot
249          nop
250
251 cheetah_boot:
252         mov     DCR_BPE | DCR_RPE | DCR_SI | DCR_IFPOE | DCR_MS, %g1
253         wr      %g1, %asr18
254
255         sethi   %uhi(DCU_ME|DCU_RE|DCU_HPE|DCU_SPE|DCU_SL|DCU_WE), %g7
256         or      %g7, %ulo(DCU_ME|DCU_RE|DCU_HPE|DCU_SPE|DCU_SL|DCU_WE), %g7
257         sllx    %g7, 32, %g7
258         or      %g7, DCU_DM | DCU_IM | DCU_DC | DCU_IC, %g7
259         stxa    %g7, [%g0] ASI_DCU_CONTROL_REG
260         membar  #Sync
261
262 cheetah_generic_boot:
263         mov     TSB_EXTENSION_P, %g3
264         stxa    %g0, [%g3] ASI_DMMU
265         stxa    %g0, [%g3] ASI_IMMU
266         membar  #Sync
267
268         mov     TSB_EXTENSION_S, %g3
269         stxa    %g0, [%g3] ASI_DMMU
270         membar  #Sync
271
272         mov     TSB_EXTENSION_N, %g3
273         stxa    %g0, [%g3] ASI_DMMU
274         stxa    %g0, [%g3] ASI_IMMU
275         membar  #Sync
276
277         ba,a,pt %xcc, jump_to_sun4u_init
278
279 spitfire_boot:
280         /* Typically PROM has already enabled both MMU's and both on-chip
281          * caches, but we do it here anyway just to be paranoid.
282          */
283         mov     (LSU_CONTROL_IC|LSU_CONTROL_DC|LSU_CONTROL_IM|LSU_CONTROL_DM), %g1
284         stxa    %g1, [%g0] ASI_LSU_CONTROL
285         membar  #Sync
286
287 jump_to_sun4u_init:
288         /*
289          * Make sure we are in privileged mode, have address masking,
290          * using the ordinary globals and have enabled floating
291          * point.
292          *
293          * Again, typically PROM has left %pil at 13 or similar, and
294          * (PSTATE_PRIV | PSTATE_PEF | PSTATE_IE) in %pstate.
295          */
296         wrpr    %g0, (PSTATE_PRIV|PSTATE_PEF|PSTATE_IE), %pstate
297         wr      %g0, 0, %fprs
298
299         set     sun4u_init, %g2
300         jmpl    %g2 + %g0, %g0
301          nop
302
303 sun4u_init:
304         /* Set ctx 0 */
305         mov     PRIMARY_CONTEXT, %g7
306         stxa    %g0, [%g7] ASI_DMMU
307         membar  #Sync
308
309         mov     SECONDARY_CONTEXT, %g7
310         stxa    %g0, [%g7] ASI_DMMU
311         membar  #Sync
312
313         BRANCH_IF_ANY_CHEETAH(g1,g7,cheetah_tlb_fixup)
314
315         ba,pt   %xcc, spitfire_tlb_fixup
316          nop
317
318 cheetah_tlb_fixup:
319         mov     2, %g2          /* Set TLB type to cheetah+. */
320         BRANCH_IF_CHEETAH_PLUS_OR_FOLLOWON(g1,g7,1f)
321
322         mov     1, %g2          /* Set TLB type to cheetah. */
323
324 1:      sethi   %hi(tlb_type), %g1
325         stw     %g2, [%g1 + %lo(tlb_type)]
326
327         /* Patch copy/page operations to cheetah optimized versions. */
328         call    cheetah_patch_copyops
329          nop
330         call    cheetah_patch_copy_page
331          nop
332         call    cheetah_patch_cachetlbops
333          nop
334
335         ba,pt   %xcc, tlb_fixup_done
336          nop
337
338 spitfire_tlb_fixup:
339         /* Set TLB type to spitfire. */
340         mov     0, %g2
341         sethi   %hi(tlb_type), %g1
342         stw     %g2, [%g1 + %lo(tlb_type)]
343
344 tlb_fixup_done:
345         sethi   %hi(init_thread_union), %g6
346         or      %g6, %lo(init_thread_union), %g6
347         ldx     [%g6 + TI_TASK], %g4
348         mov     %sp, %l6
349         mov     %o4, %l7
350
351         wr      %g0, ASI_P, %asi
352         mov     1, %g1
353         sllx    %g1, THREAD_SHIFT, %g1
354         sub     %g1, (STACKFRAME_SZ + STACK_BIAS), %g1
355         add     %g6, %g1, %sp
356         mov     0, %fp
357
358         /* Set per-cpu pointer initially to zero, this makes
359          * the boot-cpu use the in-kernel-image per-cpu areas
360          * before setup_per_cpu_area() is invoked.
361          */
362         clr     %g5
363
364         wrpr    %g0, 0, %wstate
365         wrpr    %g0, 0x0, %tl
366
367         /* Clear the bss */
368         sethi   %hi(__bss_start), %o0
369         or      %o0, %lo(__bss_start), %o0
370         sethi   %hi(_end), %o1
371         or      %o1, %lo(_end), %o1
372         call    __bzero
373          sub    %o1, %o0, %o1
374
375         mov     %l6, %o1                        ! OpenPROM stack
376         call    prom_init
377          mov    %l7, %o0                        ! OpenPROM cif handler
378
379         /* Off we go.... */
380         call    start_kernel
381          nop
382         /* Not reached... */
383
384         /* This is meant to allow the sharing of this code between
385          * boot processor invocation (via setup_tba() below) and
386          * secondary processor startup (via trampoline.S).  The
387          * former does use this code, the latter does not yet due
388          * to some complexities.  That should be fixed up at some
389          * point.
390          *
391          * There used to be enormous complexity wrt. transferring
392          * over from the firwmare's trap table to the Linux kernel's.
393          * For example, there was a chicken & egg problem wrt. building
394          * the OBP page tables, yet needing to be on the Linux kernel
395          * trap table (to translate PAGE_OFFSET addresses) in order to
396          * do that.
397          *
398          * We now handle OBP tlb misses differently, via linear lookups
399          * into the prom_trans[] array.  So that specific problem no
400          * longer exists.  Yet, unfortunately there are still some issues
401          * preventing trampoline.S from using this code... ho hum.
402          */
403         .globl  setup_trap_table
404 setup_trap_table:
405         save    %sp, -192, %sp
406
407         /* Force interrupts to be disabled. */
408         rdpr    %pstate, %o1
409         andn    %o1, PSTATE_IE, %o1
410         wrpr    %o1, 0x0, %pstate
411         wrpr    %g0, 15, %pil
412
413         /* Make the firmware call to jump over to the Linux trap table.  */
414         call    prom_set_trap_table
415          sethi  %hi(sparc64_ttable_tl0), %o0
416
417         /* Start using proper page size encodings in ctx register.  */
418         sethi   %hi(sparc64_kern_pri_context), %g3
419         ldx     [%g3 + %lo(sparc64_kern_pri_context)], %g2
420         mov     PRIMARY_CONTEXT, %g1
421         stxa    %g2, [%g1] ASI_DMMU
422         membar  #Sync
423
424         /* The Linux trap handlers expect various trap global registers
425          * to be setup with some fixed values.  So here we set these
426          * up very carefully.  These globals are:
427          *
428          * Alternate Globals (PSTATE_AG):
429          *
430          * %g6                  --> current_thread_info()
431          *
432          * MMU Globals (PSTATE_MG):
433          *
434          * %g1                  --> TLB_SFSR
435          * %g2                  --> ((_PAGE_VALID | _PAGE_SZ4MB |
436          *                            _PAGE_CP | _PAGE_CV | _PAGE_P | _PAGE_W)
437          *                           ^ 0xfffff80000000000)
438          * (this %g2 value is used for computing the PAGE_OFFSET kernel
439          *  TLB entries quickly, the virtual address of the fault XOR'd
440          *  with this %g2 value is the PTE to load into the TLB)
441          * %g3                  --> VPTE_BASE_CHEETAH or VPTE_BASE_SPITFIRE
442          *
443          * Interrupt Globals (PSTATE_IG, setup by init_irqwork_curcpu()):
444          *
445          * %g6                  --> __irq_work[smp_processor_id()]
446          */
447
448         rdpr    %pstate, %o1
449         mov     %g6, %o2
450         wrpr    %o1, PSTATE_AG, %pstate
451         mov     %o2, %g6
452
453 #define KERN_HIGHBITS           ((_PAGE_VALID|_PAGE_SZ4MB)^0xfffff80000000000)
454 #define KERN_LOWBITS            (_PAGE_CP | _PAGE_CV | _PAGE_P | _PAGE_W)
455         wrpr    %o1, PSTATE_MG, %pstate
456         mov     TSB_REG, %g1
457         stxa    %g0, [%g1] ASI_DMMU
458         membar  #Sync
459         stxa    %g0, [%g1] ASI_IMMU
460         membar  #Sync
461         mov     TLB_SFSR, %g1
462         sethi   %uhi(KERN_HIGHBITS), %g2
463         or      %g2, %ulo(KERN_HIGHBITS), %g2
464         sllx    %g2, 32, %g2
465         or      %g2, KERN_LOWBITS, %g2
466
467         BRANCH_IF_ANY_CHEETAH(g3,g7,8f)
468         ba,pt   %xcc, 9f
469          nop
470
471 8:
472         sethi           %uhi(VPTE_BASE_CHEETAH), %g3
473         or              %g3, %ulo(VPTE_BASE_CHEETAH), %g3
474         ba,pt           %xcc, 2f
475          sllx           %g3, 32, %g3
476
477 9:
478         sethi           %uhi(VPTE_BASE_SPITFIRE), %g3
479         or              %g3, %ulo(VPTE_BASE_SPITFIRE), %g3
480         sllx            %g3, 32, %g3
481
482 2:
483         clr     %g7
484 #undef KERN_HIGHBITS
485 #undef KERN_LOWBITS
486
487         /* Kill PROM timer */
488         sethi   %hi(0x80000000), %o2
489         sllx    %o2, 32, %o2
490         wr      %o2, 0, %tick_cmpr
491
492         BRANCH_IF_ANY_CHEETAH(o2,o3,1f)
493
494         ba,pt   %xcc, 2f
495          nop
496
497         /* Disable STICK_INT interrupts. */
498 1:
499         sethi   %hi(0x80000000), %o2
500         sllx    %o2, 32, %o2
501         wr      %o2, %asr25
502
503 2:
504         wrpr    %g0, %g0, %wstate
505         wrpr    %o1, 0x0, %pstate
506
507         call    init_irqwork_curcpu
508          nop
509
510         /* Now we can turn interrupts back on. */
511         rdpr    %pstate, %o1
512         or      %o1, PSTATE_IE, %o1
513         wrpr    %o1, 0, %pstate
514         wrpr    %g0, 0x0, %pil
515
516         ret
517          restore
518
519         .globl  setup_tba
520 setup_tba:      /* i0 = is_starfire */
521         save    %sp, -192, %sp
522
523         /* The boot processor is the only cpu which invokes this
524          * routine, the other cpus set things up via trampoline.S.
525          * So save the OBP trap table address here.
526          */
527         rdpr    %tba, %g7
528         sethi   %hi(prom_tba), %o1
529         or      %o1, %lo(prom_tba), %o1
530         stx     %g7, [%o1]
531
532         call    setup_trap_table
533          nop
534
535         ret
536          restore
537 sparc64_boot_end:
538
539 #include "systbls.S"
540 #include "ktlb.S"
541 #include "etrap.S"
542 #include "rtrap.S"
543 #include "winfixup.S"
544 #include "entry.S"
545
546 /*
547  * The following skip makes sure the trap table in ttable.S is aligned
548  * on a 32K boundary as required by the v9 specs for TBA register.
549  */
550 1:
551         .skip   0x4000 + _start - 1b
552
553 #ifdef CONFIG_SBUS
554 /* This is just a hack to fool make depend config.h discovering
555    strategy: As the .S files below need config.h, but
556    make depend does not find it for them, we include config.h
557    in head.S */
558 #endif
559
560 ! 0x0000000000408000
561
562 #include "ttable.S"
563
564         .data
565         .align  8
566         .globl  prom_tba, tlb_type
567 prom_tba:       .xword  0
568 tlb_type:       .word   0       /* Must NOT end up in BSS */
569         .section        ".fixup",#alloc,#execinstr
570
571         .globl  __ret_efault, __retl_efault
572 __ret_efault:
573         ret
574          restore %g0, -EFAULT, %o0
575 __retl_efault:
576         retl
577          mov    -EFAULT, %o0