Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jbarnes...
[linux-2.6.git] / 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/seq_file.h>
24 #include <linux/ioport.h>
25 #include <linux/console.h>
26 #include <linux/utsname.h>
27 #include <linux/tty.h>
28 #include <linux/root_dev.h>
29 #include <linux/notifier.h>
30 #include <linux/cpu.h>
31 #include <linux/unistd.h>
32 #include <linux/serial.h>
33 #include <linux/serial_8250.h>
34 #include <linux/bootmem.h>
35 #include <linux/pci.h>
36 #include <linux/lockdep.h>
37 #include <linux/lmb.h>
38 #include <asm/io.h>
39 #include <asm/kdump.h>
40 #include <asm/prom.h>
41 #include <asm/processor.h>
42 #include <asm/pgtable.h>
43 #include <asm/smp.h>
44 #include <asm/elf.h>
45 #include <asm/machdep.h>
46 #include <asm/paca.h>
47 #include <asm/time.h>
48 #include <asm/cputable.h>
49 #include <asm/sections.h>
50 #include <asm/btext.h>
51 #include <asm/nvram.h>
52 #include <asm/setup.h>
53 #include <asm/system.h>
54 #include <asm/rtas.h>
55 #include <asm/iommu.h>
56 #include <asm/serial.h>
57 #include <asm/cache.h>
58 #include <asm/page.h>
59 #include <asm/mmu.h>
60 #include <asm/firmware.h>
61 #include <asm/xmon.h>
62 #include <asm/udbg.h>
63 #include <asm/kexec.h>
64 #include <asm/mmu_context.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 boot_cpuid = 0;
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 = of_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 SPRG_PACA */
146 static void __init setup_paca(struct paca_struct *new_paca)
147 {
148         local_paca = new_paca;
149         mtspr(SPRN_SPRG_PACA, local_paca);
150 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
151         mtspr(SPRN_SPRG_TLB_EXFRAME, local_paca->extlb);
152 #endif
153 }
154
155 /*
156  * Early initialization entry point. This is called by head.S
157  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
158  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
159  * mode so we can access kernel globals normally provided we
160  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
161  * some early parsing of the device-tree to setup out LMB
162  * data structures, and allocate & initialize the hash table
163  * and segment tables so we can start running with translation
164  * enabled.
165  *
166  * It is this function which will call the probe() callback of
167  * the various platform types and copy the matching one to the
168  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
169  * some very early initializations from the probe() routine, but
170  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
171  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
172  */
173
174 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
175 {
176         /* -------- printk is _NOT_ safe to use here ! ------- */
177
178         /* Identify CPU type */
179         identify_cpu(0, mfspr(SPRN_PVR));
180
181         /* Assume we're on cpu 0 for now. Don't write to the paca yet! */
182         initialise_paca(&boot_paca, 0);
183         setup_paca(&boot_paca);
184
185         /* Initialize lockdep early or else spinlocks will blow */
186         lockdep_init();
187
188         /* -------- printk is now safe to use ------- */
189
190         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
191         udbg_early_init();
192
193         DBG(" -> early_setup(), dt_ptr: 0x%lx\n", dt_ptr);
194
195         /*
196          * Do early initialization using the flattened device
197          * tree, such as retrieving the physical memory map or
198          * calculating/retrieving the hash table size.
199          */
200         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
201
202         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
203         setup_paca(&paca[boot_cpuid]);
204
205         /* Fix up paca fields required for the boot cpu */
206         get_paca()->cpu_start = 1;
207
208         /* Probe the machine type */
209         probe_machine();
210
211         setup_kdump_trampoline();
212
213         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
214
215         /* Initialize the hash table or TLB handling */
216         early_init_mmu();
217
218         DBG(" <- early_setup()\n");
219 }
220
221 #ifdef CONFIG_SMP
222 void early_setup_secondary(void)
223 {
224         /* Mark interrupts enabled in PACA */
225         get_paca()->soft_enabled = 0;
226
227         /* Initialize the hash table or TLB handling */
228         early_init_mmu_secondary();
229 }
230
231 #endif /* CONFIG_SMP */
232
233 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
234 void smp_release_cpus(void)
235 {
236         unsigned long *ptr;
237
238         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
239
240         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
241          * all now so they can start to spin on their individual paca
242          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
243          * of the common spinloop.
244          */
245
246         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
247                         - PHYSICAL_START);
248         *ptr = __pa(generic_secondary_smp_init);
249         mb();
250
251         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
252 }
253 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
254
255 /*
256  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
257  * structures
258  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
259  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
260  * routines and/or provided to userland
261  */
262 static void __init initialize_cache_info(void)
263 {
264         struct device_node *np;
265         unsigned long num_cpus = 0;
266
267         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
268
269         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
270                 num_cpus += 1;
271
272                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
273                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
274                  */
275
276                 if ( num_cpus == 1 ) {
277                         const u32 *sizep, *lsizep;
278                         u32 size, lsize;
279
280                         size = 0;
281                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
282                         sizep = of_get_property(np, "d-cache-size", NULL);
283                         if (sizep != NULL)
284                                 size = *sizep;
285                         lsizep = of_get_property(np, "d-cache-block-size", NULL);
286                         /* fallback if block size missing */
287                         if (lsizep == NULL)
288                                 lsizep = of_get_property(np, "d-cache-line-size", NULL);
289                         if (lsizep != NULL)
290                                 lsize = *lsizep;
291                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
292                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
293                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
294
295                         ppc64_caches.dsize = size;
296                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
297                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
298                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
299
300                         size = 0;
301                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
302                         sizep = of_get_property(np, "i-cache-size", NULL);
303                         if (sizep != NULL)
304                                 size = *sizep;
305                         lsizep = of_get_property(np, "i-cache-block-size", NULL);
306                         if (lsizep == NULL)
307                                 lsizep = of_get_property(np, "i-cache-line-size", NULL);
308                         if (lsizep != NULL)
309                                 lsize = *lsizep;
310                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
311                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
312                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
313
314                         ppc64_caches.isize = size;
315                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
316                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
317                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
318                 }
319         }
320
321         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
322 }
323
324
325 /*
326  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which 
327  * were passed in from the bootloader.
328  */
329 void __init setup_system(void)
330 {
331         DBG(" -> setup_system()\n");
332
333         /* Apply the CPUs-specific and firmware specific fixups to kernel
334          * text (nop out sections not relevant to this CPU or this firmware)
335          */
336         do_feature_fixups(cur_cpu_spec->cpu_features,
337                           &__start___ftr_fixup, &__stop___ftr_fixup);
338         do_feature_fixups(cur_cpu_spec->mmu_features,
339                           &__start___mmu_ftr_fixup, &__stop___mmu_ftr_fixup);
340         do_feature_fixups(powerpc_firmware_features,
341                           &__start___fw_ftr_fixup, &__stop___fw_ftr_fixup);
342         do_lwsync_fixups(cur_cpu_spec->cpu_features,
343                          &__start___lwsync_fixup, &__stop___lwsync_fixup);
344
345         /*
346          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
347          */
348         unflatten_device_tree();
349
350         /*
351          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
352          * retrieved from the device-tree.
353          */
354         initialize_cache_info();
355
356 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
357         /*
358          * Initialize RTAS if available
359          */
360         rtas_initialize();
361 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
362
363         /*
364          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
365          */
366         check_for_initrd();
367
368         /*
369          * Do some platform specific early initializations, that includes
370          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
371          * related options that will be used by finish_device_tree()
372          */
373         if (ppc_md.init_early)
374                 ppc_md.init_early();
375
376         /*
377          * We can discover serial ports now since the above did setup the
378          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
379          * so that further code can be debugged
380          */
381         find_legacy_serial_ports();
382
383         /*
384          * Register early console
385          */
386         register_early_udbg_console();
387
388         /*
389          * Initialize xmon
390          */
391         xmon_setup();
392
393         check_smt_enabled();
394         smp_setup_cpu_maps();
395
396 #ifdef CONFIG_SMP
397         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
398          * we can map physical -> logical CPU ids
399          */
400         smp_release_cpus();
401 #endif
402
403         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", init_utsname()->version);
404
405         printk("-----------------------------------------------------\n");
406         printk("ppc64_pft_size                = 0x%llx\n", ppc64_pft_size);
407         printk("physicalMemorySize            = 0x%llx\n", lmb_phys_mem_size());
408         if (ppc64_caches.dline_size != 0x80)
409                 printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
410                        ppc64_caches.dline_size);
411         if (ppc64_caches.iline_size != 0x80)
412                 printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
413                        ppc64_caches.iline_size);
414 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
415         if (htab_address)
416                 printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
417         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
418 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU_64 */
419         if (PHYSICAL_START > 0)
420                 printk("physical_start                = 0x%llx\n",
421                        (unsigned long long)PHYSICAL_START);
422         printk("-----------------------------------------------------\n");
423
424         DBG(" <- setup_system()\n");
425 }
426
427 #ifdef CONFIG_IRQSTACKS
428 static void __init irqstack_early_init(void)
429 {
430         unsigned int i;
431
432         /*
433          * interrupt stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
434          * SLB misses on them.
435          */
436         for_each_possible_cpu(i) {
437                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
438                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
439                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
440                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
441                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
442                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
443         }
444 }
445 #else
446 #define irqstack_early_init()
447 #endif
448
449 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
450 static void __init exc_lvl_early_init(void)
451 {
452         unsigned int i;
453
454         for_each_possible_cpu(i) {
455                 critirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
456                         __va(lmb_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE));
457                 dbgirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
458                         __va(lmb_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE));
459                 mcheckirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
460                         __va(lmb_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE));
461         }
462 }
463 #else
464 #define exc_lvl_early_init()
465 #endif
466
467 /*
468  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
469  * early in SMP boots before relocation is enabled.
470  */
471 static void __init emergency_stack_init(void)
472 {
473         unsigned long limit;
474         unsigned int i;
475
476         /*
477          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
478          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
479          * aligned.
480          *
481          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
482          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
483          * must also be within the RMO region.
484          */
485         limit = min(0x10000000ULL, lmb.rmo_size);
486
487         for_each_possible_cpu(i) {
488                 unsigned long sp;
489                 sp  = lmb_alloc_base(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE, limit);
490                 sp += THREAD_SIZE;
491                 paca[i].emergency_sp = __va(sp);
492         }
493 }
494
495 /*
496  * Called into from start_kernel, after lock_kernel has been called.
497  * Initializes bootmem, which is unsed to manage page allocation until
498  * mem_init is called.
499  */
500 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
501 {
502         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
503
504         *cmdline_p = cmd_line;
505
506         /*
507          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
508          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
509          * for a possibly more accurate value.
510          */
511         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
512         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
513
514         /* reboot on panic */
515         panic_timeout = 180;
516
517         if (ppc_md.panic)
518                 setup_panic();
519
520         init_mm.start_code = (unsigned long)_stext;
521         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
522         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
523         init_mm.brk = klimit;
524         
525         irqstack_early_init();
526         exc_lvl_early_init();
527         emergency_stack_init();
528
529 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
530         stabs_alloc();
531 #endif
532         /* set up the bootmem stuff with available memory */
533         do_init_bootmem();
534         sparse_init();
535
536 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
537         conswitchp = &dummy_con;
538 #endif
539
540         if (ppc_md.setup_arch)
541                 ppc_md.setup_arch();
542
543         paging_init();
544
545         /* Initialize the MMU context management stuff */
546         mmu_context_init();
547
548         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
549 }
550
551
552 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
553 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
554 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
555 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
556
557 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
558 {
559         if (ppc_md.progress) {
560                 char buf[128];
561
562                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
563                 ppc_md.progress(buf, 0);
564                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
565                 ppc_md.progress(buf, 0);
566         }
567 }
568
569 /* Print a boot progress message. */
570 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
571 {
572         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
573         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
574 }
575
576 void cpu_die(void)
577 {
578         if (ppc_md.cpu_die)
579                 ppc_md.cpu_die();
580 }
581
582 #ifdef CONFIG_SMP
583 #define PCPU_DYN_SIZE           ()
584
585 static void * __init pcpu_fc_alloc(unsigned int cpu, size_t size, size_t align)
586 {
587         return __alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(cpu)), size, align,
588                                     __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
589 }
590
591 static void __init pcpu_fc_free(void *ptr, size_t size)
592 {
593         free_bootmem(__pa(ptr), size);
594 }
595
596 static int pcpu_cpu_distance(unsigned int from, unsigned int to)
597 {
598         if (cpu_to_node(from) == cpu_to_node(to))
599                 return LOCAL_DISTANCE;
600         else
601                 return REMOTE_DISTANCE;
602 }
603
604 void __init setup_per_cpu_areas(void)
605 {
606         const size_t dyn_size = PERCPU_MODULE_RESERVE + PERCPU_DYNAMIC_RESERVE;
607         size_t atom_size;
608         unsigned long delta;
609         unsigned int cpu;
610         int rc;
611
612         /*
613          * Linear mapping is one of 4K, 1M and 16M.  For 4K, no need
614          * to group units.  For larger mappings, use 1M atom which
615          * should be large enough to contain a number of units.
616          */
617         if (mmu_linear_psize == MMU_PAGE_4K)
618                 atom_size = PAGE_SIZE;
619         else
620                 atom_size = 1 << 20;
621
622         rc = pcpu_embed_first_chunk(0, dyn_size, atom_size, pcpu_cpu_distance,
623                                     pcpu_fc_alloc, pcpu_fc_free);
624         if (rc < 0)
625                 panic("cannot initialize percpu area (err=%d)", rc);
626
627         delta = (unsigned long)pcpu_base_addr - (unsigned long)__per_cpu_start;
628         for_each_possible_cpu(cpu)
629                 paca[cpu].data_offset = delta + pcpu_unit_offsets[cpu];
630 }
631 #endif
632
633
634 #ifdef CONFIG_PPC_INDIRECT_IO
635 struct ppc_pci_io ppc_pci_io;
636 EXPORT_SYMBOL(ppc_pci_io);
637 #endif /* CONFIG_PPC_INDIRECT_IO */
638