[POWERPC] Lazy interrupt disabling for 64-bit machines
[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/module.h>
16 #include <linux/string.h>
17 #include <linux/sched.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/kernel.h>
20 #include <linux/reboot.h>
21 #include <linux/delay.h>
22 #include <linux/initrd.h>
23 #include <linux/ide.h>
24 #include <linux/seq_file.h>
25 #include <linux/ioport.h>
26 #include <linux/console.h>
27 #include <linux/utsname.h>
28 #include <linux/tty.h>
29 #include <linux/root_dev.h>
30 #include <linux/notifier.h>
31 #include <linux/cpu.h>
32 #include <linux/unistd.h>
33 #include <linux/serial.h>
34 #include <linux/serial_8250.h>
35 #include <linux/bootmem.h>
36 #include <asm/io.h>
37 #include <asm/kdump.h>
38 #include <asm/prom.h>
39 #include <asm/processor.h>
40 #include <asm/pgtable.h>
41 #include <asm/smp.h>
42 #include <asm/elf.h>
43 #include <asm/machdep.h>
44 #include <asm/paca.h>
45 #include <asm/time.h>
46 #include <asm/cputable.h>
47 #include <asm/sections.h>
48 #include <asm/btext.h>
49 #include <asm/nvram.h>
50 #include <asm/setup.h>
51 #include <asm/system.h>
52 #include <asm/rtas.h>
53 #include <asm/iommu.h>
54 #include <asm/serial.h>
55 #include <asm/cache.h>
56 #include <asm/page.h>
57 #include <asm/mmu.h>
58 #include <asm/lmb.h>
59 #include <asm/firmware.h>
60 #include <asm/xmon.h>
61 #include <asm/udbg.h>
62 #include <asm/kexec.h>
63
64 #include "setup.h"
65
66 #ifdef DEBUG
67 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
68 #else
69 #define DBG(fmt...)
70 #endif
71
72 int have_of = 1;
73 int boot_cpuid = 0;
74 dev_t boot_dev;
75 u64 ppc64_pft_size;
76
77 /* Pick defaults since we might want to patch instructions
78  * before we've read this from the device tree.
79  */
80 struct ppc64_caches ppc64_caches = {
81         .dline_size = 0x40,
82         .log_dline_size = 6,
83         .iline_size = 0x40,
84         .log_iline_size = 6
85 };
86 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc64_caches);
87
88 /*
89  * These are used in binfmt_elf.c to put aux entries on the stack
90  * for each elf executable being started.
91  */
92 int dcache_bsize;
93 int icache_bsize;
94 int ucache_bsize;
95
96 #ifdef CONFIG_SMP
97
98 static int smt_enabled_cmdline;
99
100 /* Look for ibm,smt-enabled OF option */
101 static void check_smt_enabled(void)
102 {
103         struct device_node *dn;
104         const char *smt_option;
105
106         /* Allow the command line to overrule the OF option */
107         if (smt_enabled_cmdline)
108                 return;
109
110         dn = of_find_node_by_path("/options");
111
112         if (dn) {
113                 smt_option = get_property(dn, "ibm,smt-enabled", NULL);
114
115                 if (smt_option) {
116                         if (!strcmp(smt_option, "on"))
117                                 smt_enabled_at_boot = 1;
118                         else if (!strcmp(smt_option, "off"))
119                                 smt_enabled_at_boot = 0;
120                 }
121         }
122 }
123
124 /* Look for smt-enabled= cmdline option */
125 static int __init early_smt_enabled(char *p)
126 {
127         smt_enabled_cmdline = 1;
128
129         if (!p)
130                 return 0;
131
132         if (!strcmp(p, "on") || !strcmp(p, "1"))
133                 smt_enabled_at_boot = 1;
134         else if (!strcmp(p, "off") || !strcmp(p, "0"))
135                 smt_enabled_at_boot = 0;
136
137         return 0;
138 }
139 early_param("smt-enabled", early_smt_enabled);
140
141 #else
142 #define check_smt_enabled()
143 #endif /* CONFIG_SMP */
144
145 /* Put the paca pointer into r13 and SPRG3 */
146 void __init setup_paca(int cpu)
147 {
148         local_paca = &paca[cpu];
149         mtspr(SPRN_SPRG3, local_paca);
150 }
151
152 /*
153  * Early initialization entry point. This is called by head.S
154  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
155  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
156  * mode so we can access kernel globals normally provided we
157  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
158  * some early parsing of the device-tree to setup out LMB
159  * data structures, and allocate & initialize the hash table
160  * and segment tables so we can start running with translation
161  * enabled.
162  *
163  * It is this function which will call the probe() callback of
164  * the various platform types and copy the matching one to the
165  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
166  * some very early initializations from the probe() routine, but
167  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
168  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
169  */
170
171 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
172 {
173         /* Assume we're on cpu 0 for now. Don't write to the paca yet! */
174         setup_paca(0);
175
176         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
177         udbg_early_init();
178
179         DBG(" -> early_setup(), dt_ptr: 0x%lx\n", dt_ptr);
180
181         /*
182          * Do early initializations using the flattened device
183          * tree, like retreiving the physical memory map or
184          * calculating/retreiving the hash table size
185          */
186         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
187
188         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
189         setup_paca(boot_cpuid);
190
191         /* Fix up paca fields required for the boot cpu */
192         get_paca()->cpu_start = 1;
193         get_paca()->stab_real = __pa((u64)&initial_stab);
194         get_paca()->stab_addr = (u64)&initial_stab;
195
196         /* Probe the machine type */
197         probe_machine();
198
199         setup_kdump_trampoline();
200
201         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
202
203         /*
204          * Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
205          * of memory. Has to be done before stab/slb initialization as
206          * this is currently where the page size encoding is obtained
207          */
208         htab_initialize();
209
210         /*
211          * Initialize stab / SLB management except on iSeries
212          */
213         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
214                 slb_initialize();
215         else if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES))
216                 stab_initialize(get_paca()->stab_real);
217
218         DBG(" <- early_setup()\n");
219 }
220
221 #ifdef CONFIG_SMP
222 void early_setup_secondary(void)
223 {
224         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
225
226         /* Mark interrupts enabled in PACA */
227         lpaca->soft_enabled = 0;
228
229         /* Initialize hash table for that CPU */
230         htab_initialize_secondary();
231
232         /* Initialize STAB/SLB. We use a virtual address as it works
233          * in real mode on pSeries and we want a virutal address on
234          * iSeries anyway
235          */
236         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
237                 slb_initialize();
238         else
239                 stab_initialize(lpaca->stab_addr);
240 }
241
242 #endif /* CONFIG_SMP */
243
244 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
245 void smp_release_cpus(void)
246 {
247         extern unsigned long __secondary_hold_spinloop;
248         unsigned long *ptr;
249
250         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
251
252         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
253          * all now so they can start to spin on their individual paca
254          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
255          * of the common spinloop.
256          * This is useless but harmless on iSeries, secondaries are already
257          * waiting on their paca spinloops. */
258
259         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
260                         - PHYSICAL_START);
261         *ptr = 1;
262         mb();
263
264         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
265 }
266 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
267
268 /*
269  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
270  * structures
271  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
272  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
273  * routines and/or provided to userland
274  */
275 static void __init initialize_cache_info(void)
276 {
277         struct device_node *np;
278         unsigned long num_cpus = 0;
279
280         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
281
282         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
283                 num_cpus += 1;
284
285                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
286                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
287                  */
288
289                 if ( num_cpus == 1 ) {
290                         const u32 *sizep, *lsizep;
291                         u32 size, lsize;
292                         const char *dc, *ic;
293
294                         /* Then read cache informations */
295                         if (machine_is(powermac)) {
296                                 dc = "d-cache-block-size";
297                                 ic = "i-cache-block-size";
298                         } else {
299                                 dc = "d-cache-line-size";
300                                 ic = "i-cache-line-size";
301                         }
302
303                         size = 0;
304                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
305                         sizep = get_property(np, "d-cache-size", NULL);
306                         if (sizep != NULL)
307                                 size = *sizep;
308                         lsizep = get_property(np, dc, NULL);
309                         if (lsizep != NULL)
310                                 lsize = *lsizep;
311                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
312                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
313                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
314
315                         ppc64_caches.dsize = size;
316                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
317                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
318                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
319
320                         size = 0;
321                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
322                         sizep = get_property(np, "i-cache-size", NULL);
323                         if (sizep != NULL)
324                                 size = *sizep;
325                         lsizep = get_property(np, ic, NULL);
326                         if (lsizep != NULL)
327                                 lsize = *lsizep;
328                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
329                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
330                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
331
332                         ppc64_caches.isize = size;
333                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
334                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
335                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
336                 }
337         }
338
339         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
340 }
341
342
343 /*
344  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which 
345  * were passed in from the bootloader.
346  */
347 void __init setup_system(void)
348 {
349         DBG(" -> setup_system()\n");
350
351         /*
352          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
353          */
354         unflatten_device_tree();
355
356         /*
357          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
358          * retrieved from the device-tree.
359          */
360         initialize_cache_info();
361
362         /*
363          * Initialize irq remapping subsystem
364          */
365         irq_early_init();
366
367 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
368         /*
369          * Initialize RTAS if available
370          */
371         rtas_initialize();
372 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
373
374         /*
375          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
376          */
377         check_for_initrd();
378
379         /*
380          * Do some platform specific early initializations, that includes
381          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
382          * related options that will be used by finish_device_tree()
383          */
384         ppc_md.init_early();
385
386         /*
387          * We can discover serial ports now since the above did setup the
388          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
389          * so that further code can be debugged
390          */
391         find_legacy_serial_ports();
392
393         /*
394          * Register early console
395          */
396         register_early_udbg_console();
397
398         /*
399          * Initialize xmon
400          */
401         xmon_setup();
402
403         check_smt_enabled();
404         smp_setup_cpu_maps();
405
406 #ifdef CONFIG_SMP
407         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
408          * we can map physical -> logical CPU ids
409          */
410         smp_release_cpus();
411 #endif
412
413         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", init_utsname()->version);
414
415         printk("-----------------------------------------------------\n");
416         printk("ppc64_pft_size                = 0x%lx\n", ppc64_pft_size);
417         printk("physicalMemorySize            = 0x%lx\n", lmb_phys_mem_size());
418         printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
419                ppc64_caches.dline_size);
420         printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
421                ppc64_caches.iline_size);
422         printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
423         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
424 #if PHYSICAL_START > 0
425         printk("physical_start                = 0x%x\n", PHYSICAL_START);
426 #endif
427         printk("-----------------------------------------------------\n");
428
429         DBG(" <- setup_system()\n");
430 }
431
432 #ifdef CONFIG_IRQSTACKS
433 static void __init irqstack_early_init(void)
434 {
435         unsigned int i;
436
437         /*
438          * interrupt stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
439          * SLB misses on them.
440          */
441         for_each_possible_cpu(i) {
442                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
443                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
444                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
445                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
446                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
447                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
448         }
449 }
450 #else
451 #define irqstack_early_init()
452 #endif
453
454 /*
455  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
456  * early in SMP boots before relocation is enabled.
457  */
458 static void __init emergency_stack_init(void)
459 {
460         unsigned long limit;
461         unsigned int i;
462
463         /*
464          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
465          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
466          * aligned.
467          *
468          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
469          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
470          * must also be within the RMO region.
471          */
472         limit = min(0x10000000UL, lmb.rmo_size);
473
474         for_each_possible_cpu(i)
475                 paca[i].emergency_sp =
476                 __va(lmb_alloc_base(HW_PAGE_SIZE, 128, limit)) + HW_PAGE_SIZE;
477 }
478
479 /*
480  * Called into from start_kernel, after lock_kernel has been called.
481  * Initializes bootmem, which is unsed to manage page allocation until
482  * mem_init is called.
483  */
484 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
485 {
486         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
487
488         *cmdline_p = cmd_line;
489
490         /*
491          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
492          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
493          * for a possibly more accurate value.
494          */
495         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
496         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
497
498         /* reboot on panic */
499         panic_timeout = 180;
500
501         if (ppc_md.panic)
502                 setup_panic();
503
504         init_mm.start_code = PAGE_OFFSET;
505         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
506         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
507         init_mm.brk = klimit;
508         
509         irqstack_early_init();
510         emergency_stack_init();
511
512         stabs_alloc();
513
514         /* set up the bootmem stuff with available memory */
515         do_init_bootmem();
516         sparse_init();
517
518 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
519         conswitchp = &dummy_con;
520 #endif
521
522         ppc_md.setup_arch();
523
524         paging_init();
525         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
526 }
527
528
529 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
530 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
531 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
532 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
533
534 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
535 {
536         if (ppc_md.progress) {
537                 char buf[128];
538
539                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
540                 ppc_md.progress(buf, 0);
541                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
542                 ppc_md.progress(buf, 0);
543         }
544 }
545
546 /* Print a boot progress message. */
547 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
548 {
549         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
550         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
551 }
552
553 /* Print a termination message (print only -- does not stop the kernel) */
554 void ppc64_terminate_msg(unsigned int src, const char *msg)
555 {
556         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_TERM_MESSAGE|src, msg);
557         printk("[terminate]%04x %s\n", src, msg);
558 }
559
560 void cpu_die(void)
561 {
562         if (ppc_md.cpu_die)
563                 ppc_md.cpu_die();
564 }
565
566 #ifdef CONFIG_SMP
567 void __init setup_per_cpu_areas(void)
568 {
569         int i;
570         unsigned long size;
571         char *ptr;
572
573         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
574         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
575 #ifdef CONFIG_MODULES
576         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
577                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
578 #endif
579
580         for_each_possible_cpu(i) {
581                 ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
582                 if (!ptr)
583                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
584
585                 paca[i].data_offset = ptr - __per_cpu_start;
586                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
587         }
588 }
589 #endif