Merge branch 'next' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/benh/powerpc
[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/memblock.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 #include <asm/code-patching.h>
66 #include <asm/kvm_ppc.h>
67
68 #include "setup.h"
69
70 #ifdef DEBUG
71 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
72 #else
73 #define DBG(fmt...)
74 #endif
75
76 int boot_cpuid = 0;
77 int __initdata spinning_secondaries;
78 u64 ppc64_pft_size;
79
80 /* Pick defaults since we might want to patch instructions
81  * before we've read this from the device tree.
82  */
83 struct ppc64_caches ppc64_caches = {
84         .dline_size = 0x40,
85         .log_dline_size = 6,
86         .iline_size = 0x40,
87         .log_iline_size = 6
88 };
89 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc64_caches);
90
91 /*
92  * These are used in binfmt_elf.c to put aux entries on the stack
93  * for each elf executable being started.
94  */
95 int dcache_bsize;
96 int icache_bsize;
97 int ucache_bsize;
98
99 #ifdef CONFIG_SMP
100
101 static char *smt_enabled_cmdline;
102
103 /* Look for ibm,smt-enabled OF option */
104 static void check_smt_enabled(void)
105 {
106         struct device_node *dn;
107         const char *smt_option;
108
109         /* Default to enabling all threads */
110         smt_enabled_at_boot = threads_per_core;
111
112         /* Allow the command line to overrule the OF option */
113         if (smt_enabled_cmdline) {
114                 if (!strcmp(smt_enabled_cmdline, "on"))
115                         smt_enabled_at_boot = threads_per_core;
116                 else if (!strcmp(smt_enabled_cmdline, "off"))
117                         smt_enabled_at_boot = 0;
118                 else {
119                         long smt;
120                         int rc;
121
122                         rc = strict_strtol(smt_enabled_cmdline, 10, &smt);
123                         if (!rc)
124                                 smt_enabled_at_boot =
125                                         min(threads_per_core, (int)smt);
126                 }
127         } else {
128                 dn = of_find_node_by_path("/options");
129                 if (dn) {
130                         smt_option = of_get_property(dn, "ibm,smt-enabled",
131                                                      NULL);
132
133                         if (smt_option) {
134                                 if (!strcmp(smt_option, "on"))
135                                         smt_enabled_at_boot = threads_per_core;
136                                 else if (!strcmp(smt_option, "off"))
137                                         smt_enabled_at_boot = 0;
138                         }
139
140                         of_node_put(dn);
141                 }
142         }
143 }
144
145 /* Look for smt-enabled= cmdline option */
146 static int __init early_smt_enabled(char *p)
147 {
148         smt_enabled_cmdline = p;
149         return 0;
150 }
151 early_param("smt-enabled", early_smt_enabled);
152
153 #else
154 #define check_smt_enabled()
155 #endif /* CONFIG_SMP */
156
157 /*
158  * Early initialization entry point. This is called by head.S
159  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
160  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
161  * mode so we can access kernel globals normally provided we
162  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
163  * some early parsing of the device-tree to setup out MEMBLOCK
164  * data structures, and allocate & initialize the hash table
165  * and segment tables so we can start running with translation
166  * enabled.
167  *
168  * It is this function which will call the probe() callback of
169  * the various platform types and copy the matching one to the
170  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
171  * some very early initializations from the probe() routine, but
172  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
173  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
174  */
175
176 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
177 {
178         /* -------- printk is _NOT_ safe to use here ! ------- */
179
180         /* Identify CPU type */
181         identify_cpu(0, mfspr(SPRN_PVR));
182
183         /* Assume we're on cpu 0 for now. Don't write to the paca yet! */
184         initialise_paca(&boot_paca, 0);
185         setup_paca(&boot_paca);
186
187         /* Initialize lockdep early or else spinlocks will blow */
188         lockdep_init();
189
190         /* -------- printk is now safe to use ------- */
191
192         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
193         udbg_early_init();
194
195         DBG(" -> early_setup(), dt_ptr: 0x%lx\n", dt_ptr);
196
197         /*
198          * Do early initialization using the flattened device
199          * tree, such as retrieving the physical memory map or
200          * calculating/retrieving the hash table size.
201          */
202         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
203
204         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
205         setup_paca(&paca[boot_cpuid]);
206
207         /* Fix up paca fields required for the boot cpu */
208         get_paca()->cpu_start = 1;
209
210         /* Probe the machine type */
211         probe_machine();
212
213         setup_kdump_trampoline();
214
215         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
216
217         /* Initialize the hash table or TLB handling */
218         early_init_mmu();
219
220         DBG(" <- early_setup()\n");
221 }
222
223 #ifdef CONFIG_SMP
224 void early_setup_secondary(void)
225 {
226         /* Mark interrupts enabled in PACA */
227         get_paca()->soft_enabled = 0;
228
229         /* Initialize the hash table or TLB handling */
230         early_init_mmu_secondary();
231 }
232
233 #endif /* CONFIG_SMP */
234
235 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
236 void smp_release_cpus(void)
237 {
238         unsigned long *ptr;
239         int i;
240
241         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
242
243         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
244          * all now so they can start to spin on their individual paca
245          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
246          * of the common spinloop.
247          */
248
249         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
250                         - PHYSICAL_START);
251         *ptr = __pa(generic_secondary_smp_init);
252
253         /* And wait a bit for them to catch up */
254         for (i = 0; i < 100000; i++) {
255                 mb();
256                 HMT_low();
257                 if (spinning_secondaries == 0)
258                         break;
259                 udelay(1);
260         }
261         DBG("spinning_secondaries = %d\n", spinning_secondaries);
262
263         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
264 }
265 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
266
267 /*
268  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
269  * structures
270  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
271  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
272  * routines and/or provided to userland
273  */
274 static void __init initialize_cache_info(void)
275 {
276         struct device_node *np;
277         unsigned long num_cpus = 0;
278
279         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
280
281         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
282                 num_cpus += 1;
283
284                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
285                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
286                  */
287
288                 if ( num_cpus == 1 ) {
289                         const u32 *sizep, *lsizep;
290                         u32 size, lsize;
291
292                         size = 0;
293                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
294                         sizep = of_get_property(np, "d-cache-size", NULL);
295                         if (sizep != NULL)
296                                 size = *sizep;
297                         lsizep = of_get_property(np, "d-cache-block-size", NULL);
298                         /* fallback if block size missing */
299                         if (lsizep == NULL)
300                                 lsizep = of_get_property(np, "d-cache-line-size", NULL);
301                         if (lsizep != NULL)
302                                 lsize = *lsizep;
303                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
304                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
305                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
306
307                         ppc64_caches.dsize = size;
308                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
309                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
310                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
311
312                         size = 0;
313                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
314                         sizep = of_get_property(np, "i-cache-size", NULL);
315                         if (sizep != NULL)
316                                 size = *sizep;
317                         lsizep = of_get_property(np, "i-cache-block-size", NULL);
318                         if (lsizep == NULL)
319                                 lsizep = of_get_property(np, "i-cache-line-size", NULL);
320                         if (lsizep != NULL)
321                                 lsize = *lsizep;
322                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
323                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
324                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
325
326                         ppc64_caches.isize = size;
327                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
328                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
329                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
330                 }
331         }
332
333         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
334 }
335
336
337 /*
338  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which 
339  * were passed in from the bootloader.
340  */
341 void __init setup_system(void)
342 {
343         DBG(" -> setup_system()\n");
344
345         /* Apply the CPUs-specific and firmware specific fixups to kernel
346          * text (nop out sections not relevant to this CPU or this firmware)
347          */
348         do_feature_fixups(cur_cpu_spec->cpu_features,
349                           &__start___ftr_fixup, &__stop___ftr_fixup);
350         do_feature_fixups(cur_cpu_spec->mmu_features,
351                           &__start___mmu_ftr_fixup, &__stop___mmu_ftr_fixup);
352         do_feature_fixups(powerpc_firmware_features,
353                           &__start___fw_ftr_fixup, &__stop___fw_ftr_fixup);
354         do_lwsync_fixups(cur_cpu_spec->cpu_features,
355                          &__start___lwsync_fixup, &__stop___lwsync_fixup);
356
357         /*
358          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
359          */
360         unflatten_device_tree();
361
362         /*
363          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
364          * retrieved from the device-tree.
365          */
366         initialize_cache_info();
367
368 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
369         /*
370          * Initialize RTAS if available
371          */
372         rtas_initialize();
373 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
374
375         /*
376          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
377          */
378         check_for_initrd();
379
380         /*
381          * Do some platform specific early initializations, that includes
382          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
383          * related options that will be used by finish_device_tree()
384          */
385         if (ppc_md.init_early)
386                 ppc_md.init_early();
387
388         /*
389          * We can discover serial ports now since the above did setup the
390          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
391          * so that further code can be debugged
392          */
393         find_legacy_serial_ports();
394
395         /*
396          * Register early console
397          */
398         register_early_udbg_console();
399
400         /*
401          * Initialize xmon
402          */
403         xmon_setup();
404
405         smp_setup_cpu_maps();
406         check_smt_enabled();
407
408 #ifdef CONFIG_SMP
409         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
410          * we can map physical -> logical CPU ids
411          */
412         smp_release_cpus();
413 #endif
414
415         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", init_utsname()->version);
416
417         printk("-----------------------------------------------------\n");
418         printk("ppc64_pft_size                = 0x%llx\n", ppc64_pft_size);
419         printk("physicalMemorySize            = 0x%llx\n", memblock_phys_mem_size());
420         if (ppc64_caches.dline_size != 0x80)
421                 printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
422                        ppc64_caches.dline_size);
423         if (ppc64_caches.iline_size != 0x80)
424                 printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
425                        ppc64_caches.iline_size);
426 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
427         if (htab_address)
428                 printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
429         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
430 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU_64 */
431         if (PHYSICAL_START > 0)
432                 printk("physical_start                = 0x%llx\n",
433                        (unsigned long long)PHYSICAL_START);
434         printk("-----------------------------------------------------\n");
435
436         DBG(" <- setup_system()\n");
437 }
438
439 /* This returns the limit below which memory accesses to the linear
440  * mapping are guarnateed not to cause a TLB or SLB miss. This is
441  * used to allocate interrupt or emergency stacks for which our
442  * exception entry path doesn't deal with being interrupted.
443  */
444 static u64 safe_stack_limit(void)
445 {
446 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
447         /* Freescale BookE bolts the entire linear mapping */
448         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_TYPE_FSL_E))
449                 return linear_map_top;
450         /* Other BookE, we assume the first GB is bolted */
451         return 1ul << 30;
452 #else
453         /* BookS, the first segment is bolted */
454         if (mmu_has_feature(MMU_FTR_1T_SEGMENT))
455                 return 1UL << SID_SHIFT_1T;
456         return 1UL << SID_SHIFT;
457 #endif
458 }
459
460 static void __init irqstack_early_init(void)
461 {
462         u64 limit = safe_stack_limit();
463         unsigned int i;
464
465         /*
466          * Interrupt stacks must be in the first segment since we
467          * cannot afford to take SLB misses on them.
468          */
469         for_each_possible_cpu(i) {
470                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
471                         __va(memblock_alloc_base(THREAD_SIZE,
472                                             THREAD_SIZE, limit));
473                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
474                         __va(memblock_alloc_base(THREAD_SIZE,
475                                             THREAD_SIZE, limit));
476         }
477 }
478
479 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
480 static void __init exc_lvl_early_init(void)
481 {
482         extern unsigned int interrupt_base_book3e;
483         extern unsigned int exc_debug_debug_book3e;
484
485         unsigned int i;
486
487         for_each_possible_cpu(i) {
488                 critirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
489                         __va(memblock_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE));
490                 dbgirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
491                         __va(memblock_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE));
492                 mcheckirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
493                         __va(memblock_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE));
494         }
495
496         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_DEBUG_LVL_EXC))
497                 patch_branch(&interrupt_base_book3e + (0x040 / 4) + 1,
498                              (unsigned long)&exc_debug_debug_book3e, 0);
499 }
500 #else
501 #define exc_lvl_early_init()
502 #endif
503
504 /*
505  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
506  * early in SMP boots before relocation is enabled.
507  */
508 static void __init emergency_stack_init(void)
509 {
510         u64 limit;
511         unsigned int i;
512
513         /*
514          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
515          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
516          * aligned.
517          *
518          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
519          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
520          * must also be within the RMO region.
521          */
522         limit = min(safe_stack_limit(), ppc64_rma_size);
523
524         for_each_possible_cpu(i) {
525                 unsigned long sp;
526                 sp  = memblock_alloc_base(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE, limit);
527                 sp += THREAD_SIZE;
528                 paca[i].emergency_sp = __va(sp);
529         }
530 }
531
532 /*
533  * Called into from start_kernel this initializes bootmem, which is used
534  * to manage page allocation until mem_init is called.
535  */
536 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
537 {
538         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
539
540         *cmdline_p = cmd_line;
541
542         /*
543          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
544          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
545          * for a possibly more accurate value.
546          */
547         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
548         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
549
550         /* reboot on panic */
551         panic_timeout = 180;
552
553         if (ppc_md.panic)
554                 setup_panic();
555
556         init_mm.start_code = (unsigned long)_stext;
557         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
558         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
559         init_mm.brk = klimit;
560         
561         irqstack_early_init();
562         exc_lvl_early_init();
563         emergency_stack_init();
564
565 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
566         stabs_alloc();
567 #endif
568         /* set up the bootmem stuff with available memory */
569         do_init_bootmem();
570         sparse_init();
571
572 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
573         conswitchp = &dummy_con;
574 #endif
575
576         if (ppc_md.setup_arch)
577                 ppc_md.setup_arch();
578
579         paging_init();
580
581         /* Initialize the MMU context management stuff */
582         mmu_context_init();
583
584         kvm_rma_init();
585
586         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
587 }
588
589
590 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
591 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
592 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
593 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
594
595 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
596 {
597         if (ppc_md.progress) {
598                 char buf[128];
599
600                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
601                 ppc_md.progress(buf, 0);
602                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
603                 ppc_md.progress(buf, 0);
604         }
605 }
606
607 /* Print a boot progress message. */
608 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
609 {
610         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
611         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
612 }
613
614 #ifdef CONFIG_SMP
615 #define PCPU_DYN_SIZE           ()
616
617 static void * __init pcpu_fc_alloc(unsigned int cpu, size_t size, size_t align)
618 {
619         return __alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(cpu)), size, align,
620                                     __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
621 }
622
623 static void __init pcpu_fc_free(void *ptr, size_t size)
624 {
625         free_bootmem(__pa(ptr), size);
626 }
627
628 static int pcpu_cpu_distance(unsigned int from, unsigned int to)
629 {
630         if (cpu_to_node(from) == cpu_to_node(to))
631                 return LOCAL_DISTANCE;
632         else
633                 return REMOTE_DISTANCE;
634 }
635
636 unsigned long __per_cpu_offset[NR_CPUS] __read_mostly;
637 EXPORT_SYMBOL(__per_cpu_offset);
638
639 void __init setup_per_cpu_areas(void)
640 {
641         const size_t dyn_size = PERCPU_MODULE_RESERVE + PERCPU_DYNAMIC_RESERVE;
642         size_t atom_size;
643         unsigned long delta;
644         unsigned int cpu;
645         int rc;
646
647         /*
648          * Linear mapping is one of 4K, 1M and 16M.  For 4K, no need
649          * to group units.  For larger mappings, use 1M atom which
650          * should be large enough to contain a number of units.
651          */
652         if (mmu_linear_psize == MMU_PAGE_4K)
653                 atom_size = PAGE_SIZE;
654         else
655                 atom_size = 1 << 20;
656
657         rc = pcpu_embed_first_chunk(0, dyn_size, atom_size, pcpu_cpu_distance,
658                                     pcpu_fc_alloc, pcpu_fc_free);
659         if (rc < 0)
660                 panic("cannot initialize percpu area (err=%d)", rc);
661
662         delta = (unsigned long)pcpu_base_addr - (unsigned long)__per_cpu_start;
663         for_each_possible_cpu(cpu) {
664                 __per_cpu_offset[cpu] = delta + pcpu_unit_offsets[cpu];
665                 paca[cpu].data_offset = __per_cpu_offset[cpu];
666         }
667 }
668 #endif
669
670
671 #ifdef CONFIG_PPC_INDIRECT_IO
672 struct ppc_pci_io ppc_pci_io;
673 EXPORT_SYMBOL(ppc_pci_io);
674 #endif /* CONFIG_PPC_INDIRECT_IO */
675