Thumb-2: Implementation of the unified start-up and exceptions code
[linux-2.6.git] / arch / arm / kernel / head.S
1 /*
2  *  linux/arch/arm/kernel/head.S
3  *
4  *  Copyright (C) 1994-2002 Russell King
5  *  Copyright (c) 2003 ARM Limited
6  *  All Rights Reserved
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
10  * published by the Free Software Foundation.
11  *
12  *  Kernel startup code for all 32-bit CPUs
13  */
14 #include <linux/linkage.h>
15 #include <linux/init.h>
16
17 #include <asm/assembler.h>
18 #include <asm/domain.h>
19 #include <asm/ptrace.h>
20 #include <asm/asm-offsets.h>
21 #include <asm/memory.h>
22 #include <asm/thread_info.h>
23 #include <asm/system.h>
24
25 #if (PHYS_OFFSET & 0x001fffff)
26 #error "PHYS_OFFSET must be at an even 2MiB boundary!"
27 #endif
28
29 #define KERNEL_RAM_VADDR        (PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET)
30 #define KERNEL_RAM_PADDR        (PHYS_OFFSET + TEXT_OFFSET)
31
32
33 /*
34  * swapper_pg_dir is the virtual address of the initial page table.
35  * We place the page tables 16K below KERNEL_RAM_VADDR.  Therefore, we must
36  * make sure that KERNEL_RAM_VADDR is correctly set.  Currently, we expect
37  * the least significant 16 bits to be 0x8000, but we could probably
38  * relax this restriction to KERNEL_RAM_VADDR >= PAGE_OFFSET + 0x4000.
39  */
40 #if (KERNEL_RAM_VADDR & 0xffff) != 0x8000
41 #error KERNEL_RAM_VADDR must start at 0xXXXX8000
42 #endif
43
44         .globl  swapper_pg_dir
45         .equ    swapper_pg_dir, KERNEL_RAM_VADDR - 0x4000
46
47         .macro  pgtbl, rd
48         ldr     \rd, =(KERNEL_RAM_PADDR - 0x4000)
49         .endm
50
51 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
52 #define KERNEL_START    XIP_VIRT_ADDR(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR)
53 #define KERNEL_END      _edata_loc
54 #else
55 #define KERNEL_START    KERNEL_RAM_VADDR
56 #define KERNEL_END      _end
57 #endif
58
59 /*
60  * Kernel startup entry point.
61  * ---------------------------
62  *
63  * This is normally called from the decompressor code.  The requirements
64  * are: MMU = off, D-cache = off, I-cache = dont care, r0 = 0,
65  * r1 = machine nr, r2 = atags pointer.
66  *
67  * This code is mostly position independent, so if you link the kernel at
68  * 0xc0008000, you call this at __pa(0xc0008000).
69  *
70  * See linux/arch/arm/tools/mach-types for the complete list of machine
71  * numbers for r1.
72  *
73  * We're trying to keep crap to a minimum; DO NOT add any machine specific
74  * crap here - that's what the boot loader (or in extreme, well justified
75  * circumstances, zImage) is for.
76  */
77         .section ".text.head", "ax"
78 ENTRY(stext)
79         setmode PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE, r9 @ ensure svc mode
80                                                 @ and irqs disabled
81         mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id
82         bl      __lookup_processor_type         @ r5=procinfo r9=cpuid
83         movs    r10, r5                         @ invalid processor (r5=0)?
84         beq     __error_p                       @ yes, error 'p'
85         bl      __lookup_machine_type           @ r5=machinfo
86         movs    r8, r5                          @ invalid machine (r5=0)?
87         beq     __error_a                       @ yes, error 'a'
88         bl      __vet_atags
89         bl      __create_page_tables
90
91         /*
92          * The following calls CPU specific code in a position independent
93          * manner.  See arch/arm/mm/proc-*.S for details.  r10 = base of
94          * xxx_proc_info structure selected by __lookup_machine_type
95          * above.  On return, the CPU will be ready for the MMU to be
96          * turned on, and r0 will hold the CPU control register value.
97          */
98         ldr     r13, __switch_data              @ address to jump to after
99                                                 @ mmu has been enabled
100         adr     lr, BSYM(__enable_mmu)          @ return (PIC) address
101  ARM(   add     pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC     )
102  THUMB( add     r12, r10, #PROCINFO_INITFUNC    )
103  THUMB( mov     pc, r12                         )
104 ENDPROC(stext)
105
106 #if defined(CONFIG_SMP)
107 ENTRY(secondary_startup)
108         /*
109          * Common entry point for secondary CPUs.
110          *
111          * Ensure that we're in SVC mode, and IRQs are disabled.  Lookup
112          * the processor type - there is no need to check the machine type
113          * as it has already been validated by the primary processor.
114          */
115         setmode PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE, r9
116         mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id
117         bl      __lookup_processor_type
118         movs    r10, r5                         @ invalid processor?
119         moveq   r0, #'p'                        @ yes, error 'p'
120         beq     __error
121
122         /*
123          * Use the page tables supplied from  __cpu_up.
124          */
125         adr     r4, __secondary_data
126         ldmia   r4, {r5, r7, r12}               @ address to jump to after
127         sub     r4, r4, r5                      @ mmu has been enabled
128         ldr     r4, [r7, r4]                    @ get secondary_data.pgdir
129         adr     lr, BSYM(__enable_mmu)          @ return address
130         mov     r13, r12                        @ __secondary_switched address
131  ARM(   add     pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC     ) @ initialise processor
132                                                   @ (return control reg)
133  THUMB( add     r12, r10, #PROCINFO_INITFUNC    )
134  THUMB( mov     pc, r12                         )
135 ENDPROC(secondary_startup)
136
137         /*
138          * r6  = &secondary_data
139          */
140 ENTRY(__secondary_switched)
141         ldr     sp, [r7, #4]                    @ get secondary_data.stack
142         mov     fp, #0
143         b       secondary_start_kernel
144 ENDPROC(__secondary_switched)
145
146         .type   __secondary_data, %object
147 __secondary_data:
148         .long   .
149         .long   secondary_data
150         .long   __secondary_switched
151 #endif /* defined(CONFIG_SMP) */
152
153
154
155 /*
156  * Setup common bits before finally enabling the MMU.  Essentially
157  * this is just loading the page table pointer and domain access
158  * registers.
159  */
160 __enable_mmu:
161 #ifdef CONFIG_ALIGNMENT_TRAP
162         orr     r0, r0, #CR_A
163 #else
164         bic     r0, r0, #CR_A
165 #endif
166 #ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE
167         bic     r0, r0, #CR_C
168 #endif
169 #ifdef CONFIG_CPU_BPREDICT_DISABLE
170         bic     r0, r0, #CR_Z
171 #endif
172 #ifdef CONFIG_CPU_ICACHE_DISABLE
173         bic     r0, r0, #CR_I
174 #endif
175         mov     r5, #(domain_val(DOMAIN_USER, DOMAIN_MANAGER) | \
176                       domain_val(DOMAIN_KERNEL, DOMAIN_MANAGER) | \
177                       domain_val(DOMAIN_TABLE, DOMAIN_MANAGER) | \
178                       domain_val(DOMAIN_IO, DOMAIN_CLIENT))
179         mcr     p15, 0, r5, c3, c0, 0           @ load domain access register
180         mcr     p15, 0, r4, c2, c0, 0           @ load page table pointer
181         b       __turn_mmu_on
182 ENDPROC(__enable_mmu)
183
184 /*
185  * Enable the MMU.  This completely changes the structure of the visible
186  * memory space.  You will not be able to trace execution through this.
187  * If you have an enquiry about this, *please* check the linux-arm-kernel
188  * mailing list archives BEFORE sending another post to the list.
189  *
190  *  r0  = cp#15 control register
191  *  r13 = *virtual* address to jump to upon completion
192  *
193  * other registers depend on the function called upon completion
194  */
195         .align  5
196 __turn_mmu_on:
197         mov     r0, r0
198         mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0           @ write control reg
199         mrc     p15, 0, r3, c0, c0, 0           @ read id reg
200         mov     r3, r3
201         mov     r3, r13
202         mov     pc, r3
203 ENDPROC(__turn_mmu_on)
204
205
206 /*
207  * Setup the initial page tables.  We only setup the barest
208  * amount which are required to get the kernel running, which
209  * generally means mapping in the kernel code.
210  *
211  * r8  = machinfo
212  * r9  = cpuid
213  * r10 = procinfo
214  *
215  * Returns:
216  *  r0, r3, r6, r7 corrupted
217  *  r4 = physical page table address
218  */
219 __create_page_tables:
220         pgtbl   r4                              @ page table address
221
222         /*
223          * Clear the 16K level 1 swapper page table
224          */
225         mov     r0, r4
226         mov     r3, #0
227         add     r6, r0, #0x4000
228 1:      str     r3, [r0], #4
229         str     r3, [r0], #4
230         str     r3, [r0], #4
231         str     r3, [r0], #4
232         teq     r0, r6
233         bne     1b
234
235         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_MM_MMUFLAGS] @ mm_mmuflags
236
237         /*
238          * Create identity mapping for first MB of kernel to
239          * cater for the MMU enable.  This identity mapping
240          * will be removed by paging_init().  We use our current program
241          * counter to determine corresponding section base address.
242          */
243         mov     r6, pc
244         mov     r6, r6, lsr #20                 @ start of kernel section
245         orr     r3, r7, r6, lsl #20             @ flags + kernel base
246         str     r3, [r4, r6, lsl #2]            @ identity mapping
247
248         /*
249          * Now setup the pagetables for our kernel direct
250          * mapped region.
251          */
252         add     r0, r4,  #(KERNEL_START & 0xff000000) >> 18
253         str     r3, [r0, #(KERNEL_START & 0x00f00000) >> 18]!
254         ldr     r6, =(KERNEL_END - 1)
255         add     r0, r0, #4
256         add     r6, r4, r6, lsr #18
257 1:      cmp     r0, r6
258         add     r3, r3, #1 << 20
259         strls   r3, [r0], #4
260         bls     1b
261
262 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
263         /*
264          * Map some ram to cover our .data and .bss areas.
265          */
266         orr     r3, r7, #(KERNEL_RAM_PADDR & 0xff000000)
267         .if     (KERNEL_RAM_PADDR & 0x00f00000)
268         orr     r3, r3, #(KERNEL_RAM_PADDR & 0x00f00000)
269         .endif
270         add     r0, r4,  #(KERNEL_RAM_VADDR & 0xff000000) >> 18
271         str     r3, [r0, #(KERNEL_RAM_VADDR & 0x00f00000) >> 18]!
272         ldr     r6, =(_end - 1)
273         add     r0, r0, #4
274         add     r6, r4, r6, lsr #18
275 1:      cmp     r0, r6
276         add     r3, r3, #1 << 20
277         strls   r3, [r0], #4
278         bls     1b
279 #endif
280
281         /*
282          * Then map first 1MB of ram in case it contains our boot params.
283          */
284         add     r0, r4, #PAGE_OFFSET >> 18
285         orr     r6, r7, #(PHYS_OFFSET & 0xff000000)
286         .if     (PHYS_OFFSET & 0x00f00000)
287         orr     r6, r6, #(PHYS_OFFSET & 0x00f00000)
288         .endif
289         str     r6, [r0]
290
291 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
292         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_IO_MMUFLAGS] @ io_mmuflags
293         /*
294          * Map in IO space for serial debugging.
295          * This allows debug messages to be output
296          * via a serial console before paging_init.
297          */
298         ldr     r3, [r8, #MACHINFO_PGOFFIO]
299         add     r0, r4, r3
300         rsb     r3, r3, #0x4000                 @ PTRS_PER_PGD*sizeof(long)
301         cmp     r3, #0x0800                     @ limit to 512MB
302         movhi   r3, #0x0800
303         add     r6, r0, r3
304         ldr     r3, [r8, #MACHINFO_PHYSIO]
305         orr     r3, r3, r7
306 1:      str     r3, [r0], #4
307         add     r3, r3, #1 << 20
308         teq     r0, r6
309         bne     1b
310 #if defined(CONFIG_ARCH_NETWINDER) || defined(CONFIG_ARCH_CATS)
311         /*
312          * If we're using the NetWinder or CATS, we also need to map
313          * in the 16550-type serial port for the debug messages
314          */
315         add     r0, r4, #0xff000000 >> 18
316         orr     r3, r7, #0x7c000000
317         str     r3, [r0]
318 #endif
319 #ifdef CONFIG_ARCH_RPC
320         /*
321          * Map in screen at 0x02000000 & SCREEN2_BASE
322          * Similar reasons here - for debug.  This is
323          * only for Acorn RiscPC architectures.
324          */
325         add     r0, r4, #0x02000000 >> 18
326         orr     r3, r7, #0x02000000
327         str     r3, [r0]
328         add     r0, r4, #0xd8000000 >> 18
329         str     r3, [r0]
330 #endif
331 #endif
332         mov     pc, lr
333 ENDPROC(__create_page_tables)
334         .ltorg
335
336 #include "head-common.S"