swiotlb: Defer swiotlb init printing, export swiotlb_print_info()
[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/swiotlb.h>
65 #include <asm/mmu_context.h>
66
67 #include "setup.h"
68
69 #ifdef DEBUG
70 #define DBG(fmt...) udbg_printf(fmt)
71 #else
72 #define DBG(fmt...)
73 #endif
74
75 int boot_cpuid = 0;
76 u64 ppc64_pft_size;
77
78 /* Pick defaults since we might want to patch instructions
79  * before we've read this from the device tree.
80  */
81 struct ppc64_caches ppc64_caches = {
82         .dline_size = 0x40,
83         .log_dline_size = 6,
84         .iline_size = 0x40,
85         .log_iline_size = 6
86 };
87 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc64_caches);
88
89 /*
90  * These are used in binfmt_elf.c to put aux entries on the stack
91  * for each elf executable being started.
92  */
93 int dcache_bsize;
94 int icache_bsize;
95 int ucache_bsize;
96
97 #ifdef CONFIG_SMP
98
99 static int smt_enabled_cmdline;
100
101 /* Look for ibm,smt-enabled OF option */
102 static void check_smt_enabled(void)
103 {
104         struct device_node *dn;
105         const char *smt_option;
106
107         /* Allow the command line to overrule the OF option */
108         if (smt_enabled_cmdline)
109                 return;
110
111         dn = of_find_node_by_path("/options");
112
113         if (dn) {
114                 smt_option = of_get_property(dn, "ibm,smt-enabled", NULL);
115
116                 if (smt_option) {
117                         if (!strcmp(smt_option, "on"))
118                                 smt_enabled_at_boot = 1;
119                         else if (!strcmp(smt_option, "off"))
120                                 smt_enabled_at_boot = 0;
121                 }
122         }
123 }
124
125 /* Look for smt-enabled= cmdline option */
126 static int __init early_smt_enabled(char *p)
127 {
128         smt_enabled_cmdline = 1;
129
130         if (!p)
131                 return 0;
132
133         if (!strcmp(p, "on") || !strcmp(p, "1"))
134                 smt_enabled_at_boot = 1;
135         else if (!strcmp(p, "off") || !strcmp(p, "0"))
136                 smt_enabled_at_boot = 0;
137
138         return 0;
139 }
140 early_param("smt-enabled", early_smt_enabled);
141
142 #else
143 #define check_smt_enabled()
144 #endif /* CONFIG_SMP */
145
146 /* Put the paca pointer into r13 and SPRG_PACA */
147 void __init setup_paca(int cpu)
148 {
149         local_paca = &paca[cpu];
150         mtspr(SPRN_SPRG_PACA, local_paca);
151 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
152         mtspr(SPRN_SPRG_TLB_EXFRAME, local_paca->extlb);
153 #endif
154 }
155
156 /*
157  * Early initialization entry point. This is called by head.S
158  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
159  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
160  * mode so we can access kernel globals normally provided we
161  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
162  * some early parsing of the device-tree to setup out LMB
163  * data structures, and allocate & initialize the hash table
164  * and segment tables so we can start running with translation
165  * enabled.
166  *
167  * It is this function which will call the probe() callback of
168  * the various platform types and copy the matching one to the
169  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
170  * some very early initializations from the probe() routine, but
171  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
172  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
173  */
174
175 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
176 {
177         /* -------- printk is _NOT_ safe to use here ! ------- */
178
179         /* Fill in any unititialised pacas */
180         initialise_pacas();
181
182         /* Identify CPU type */
183         identify_cpu(0, mfspr(SPRN_PVR));
184
185         /* Assume we're on cpu 0 for now. Don't write to the paca yet! */
186         setup_paca(0);
187
188         /* Initialize lockdep early or else spinlocks will blow */
189         lockdep_init();
190
191         /* -------- printk is now safe to use ------- */
192
193         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
194         udbg_early_init();
195
196         DBG(" -> early_setup(), dt_ptr: 0x%lx\n", dt_ptr);
197
198         /*
199          * Do early initialization using the flattened device
200          * tree, such as retrieving the physical memory map or
201          * calculating/retrieving the hash table size.
202          */
203         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
204
205         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
206         setup_paca(boot_cpuid);
207
208         /* Fix up paca fields required for the boot cpu */
209         get_paca()->cpu_start = 1;
210
211         /* Probe the machine type */
212         probe_machine();
213
214         setup_kdump_trampoline();
215
216         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
217
218         /* Initialize the hash table or TLB handling */
219         early_init_mmu();
220
221         DBG(" <- early_setup()\n");
222 }
223
224 #ifdef CONFIG_SMP
225 void early_setup_secondary(void)
226 {
227         /* Mark interrupts enabled in PACA */
228         get_paca()->soft_enabled = 0;
229
230         /* Initialize the hash table or TLB handling */
231         early_init_mmu_secondary();
232 }
233
234 #endif /* CONFIG_SMP */
235
236 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
237 void smp_release_cpus(void)
238 {
239         unsigned long *ptr;
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         mb();
253
254         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
255 }
256 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
257
258 /*
259  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
260  * structures
261  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
262  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
263  * routines and/or provided to userland
264  */
265 static void __init initialize_cache_info(void)
266 {
267         struct device_node *np;
268         unsigned long num_cpus = 0;
269
270         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
271
272         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
273                 num_cpus += 1;
274
275                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
276                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
277                  */
278
279                 if ( num_cpus == 1 ) {
280                         const u32 *sizep, *lsizep;
281                         u32 size, lsize;
282
283                         size = 0;
284                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
285                         sizep = of_get_property(np, "d-cache-size", NULL);
286                         if (sizep != NULL)
287                                 size = *sizep;
288                         lsizep = of_get_property(np, "d-cache-block-size", NULL);
289                         /* fallback if block size missing */
290                         if (lsizep == NULL)
291                                 lsizep = of_get_property(np, "d-cache-line-size", NULL);
292                         if (lsizep != NULL)
293                                 lsize = *lsizep;
294                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
295                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
296                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
297
298                         ppc64_caches.dsize = size;
299                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
300                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
301                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
302
303                         size = 0;
304                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
305                         sizep = of_get_property(np, "i-cache-size", NULL);
306                         if (sizep != NULL)
307                                 size = *sizep;
308                         lsizep = of_get_property(np, "i-cache-block-size", NULL);
309                         if (lsizep == NULL)
310                                 lsizep = of_get_property(np, "i-cache-line-size", NULL);
311                         if (lsizep != NULL)
312                                 lsize = *lsizep;
313                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
314                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
315                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
316
317                         ppc64_caches.isize = size;
318                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
319                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
320                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
321                 }
322         }
323
324         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
325 }
326
327
328 /*
329  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which 
330  * were passed in from the bootloader.
331  */
332 void __init setup_system(void)
333 {
334         DBG(" -> setup_system()\n");
335
336         /* Apply the CPUs-specific and firmware specific fixups to kernel
337          * text (nop out sections not relevant to this CPU or this firmware)
338          */
339         do_feature_fixups(cur_cpu_spec->cpu_features,
340                           &__start___ftr_fixup, &__stop___ftr_fixup);
341         do_feature_fixups(cur_cpu_spec->mmu_features,
342                           &__start___mmu_ftr_fixup, &__stop___mmu_ftr_fixup);
343         do_feature_fixups(powerpc_firmware_features,
344                           &__start___fw_ftr_fixup, &__stop___fw_ftr_fixup);
345         do_lwsync_fixups(cur_cpu_spec->cpu_features,
346                          &__start___lwsync_fixup, &__stop___lwsync_fixup);
347
348         /*
349          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
350          */
351         unflatten_device_tree();
352
353         /*
354          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
355          * retrieved from the device-tree.
356          */
357         initialize_cache_info();
358
359         /*
360          * Initialize irq remapping subsystem
361          */
362         irq_early_init();
363
364 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
365         /*
366          * Initialize RTAS if available
367          */
368         rtas_initialize();
369 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
370
371         /*
372          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
373          */
374         check_for_initrd();
375
376         /*
377          * Do some platform specific early initializations, that includes
378          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
379          * related options that will be used by finish_device_tree()
380          */
381         if (ppc_md.init_early)
382                 ppc_md.init_early();
383
384         /*
385          * We can discover serial ports now since the above did setup the
386          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
387          * so that further code can be debugged
388          */
389         find_legacy_serial_ports();
390
391         /*
392          * Register early console
393          */
394         register_early_udbg_console();
395
396         /*
397          * Initialize xmon
398          */
399         xmon_setup();
400
401         check_smt_enabled();
402         smp_setup_cpu_maps();
403
404 #ifdef CONFIG_SMP
405         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
406          * we can map physical -> logical CPU ids
407          */
408         smp_release_cpus();
409 #endif
410
411         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", init_utsname()->version);
412
413         printk("-----------------------------------------------------\n");
414         printk("ppc64_pft_size                = 0x%llx\n", ppc64_pft_size);
415         printk("physicalMemorySize            = 0x%llx\n", lmb_phys_mem_size());
416         if (ppc64_caches.dline_size != 0x80)
417                 printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
418                        ppc64_caches.dline_size);
419         if (ppc64_caches.iline_size != 0x80)
420                 printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
421                        ppc64_caches.iline_size);
422 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
423         if (htab_address)
424                 printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
425         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
426 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU_64 */
427         if (PHYSICAL_START > 0)
428                 printk("physical_start                = 0x%llx\n",
429                        (unsigned long long)PHYSICAL_START);
430         printk("-----------------------------------------------------\n");
431
432         DBG(" <- setup_system()\n");
433 }
434
435 #ifdef CONFIG_IRQSTACKS
436 static void __init irqstack_early_init(void)
437 {
438         unsigned int i;
439
440         /*
441          * interrupt stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
442          * SLB misses on them.
443          */
444         for_each_possible_cpu(i) {
445                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
446                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
447                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
448                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
449                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
450                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
451         }
452 }
453 #else
454 #define irqstack_early_init()
455 #endif
456
457 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
458 static void __init exc_lvl_early_init(void)
459 {
460         unsigned int i;
461
462         for_each_possible_cpu(i) {
463                 critirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
464                         __va(lmb_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE));
465                 dbgirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
466                         __va(lmb_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE));
467                 mcheckirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
468                         __va(lmb_alloc(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE));
469         }
470 }
471 #else
472 #define exc_lvl_early_init()
473 #endif
474
475 /*
476  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
477  * early in SMP boots before relocation is enabled.
478  */
479 static void __init emergency_stack_init(void)
480 {
481         unsigned long limit;
482         unsigned int i;
483
484         /*
485          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
486          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
487          * aligned.
488          *
489          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
490          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
491          * must also be within the RMO region.
492          */
493         limit = min(0x10000000ULL, lmb.rmo_size);
494
495         for_each_possible_cpu(i) {
496                 unsigned long sp;
497                 sp  = lmb_alloc_base(THREAD_SIZE, THREAD_SIZE, limit);
498                 sp += THREAD_SIZE;
499                 paca[i].emergency_sp = __va(sp);
500         }
501 }
502
503 /*
504  * Called into from start_kernel, after lock_kernel has been called.
505  * Initializes bootmem, which is unsed to manage page allocation until
506  * mem_init is called.
507  */
508 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
509 {
510         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
511
512         *cmdline_p = cmd_line;
513
514         /*
515          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
516          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
517          * for a possibly more accurate value.
518          */
519         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
520         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
521
522         /* reboot on panic */
523         panic_timeout = 180;
524
525         if (ppc_md.panic)
526                 setup_panic();
527
528         init_mm.start_code = (unsigned long)_stext;
529         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
530         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
531         init_mm.brk = klimit;
532         
533         irqstack_early_init();
534         exc_lvl_early_init();
535         emergency_stack_init();
536
537 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
538         stabs_alloc();
539 #endif
540         /* set up the bootmem stuff with available memory */
541         do_init_bootmem();
542         sparse_init();
543
544 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
545         conswitchp = &dummy_con;
546 #endif
547
548         if (ppc_md.setup_arch)
549                 ppc_md.setup_arch();
550
551 #ifdef CONFIG_SWIOTLB
552         if (ppc_swiotlb_enable)
553                 swiotlb_init(1);
554 #endif
555
556         paging_init();
557
558         /* Initialize the MMU context management stuff */
559         mmu_context_init();
560
561         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
562 }
563
564
565 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
566 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
567 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
568 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
569
570 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
571 {
572         if (ppc_md.progress) {
573                 char buf[128];
574
575                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
576                 ppc_md.progress(buf, 0);
577                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
578                 ppc_md.progress(buf, 0);
579         }
580 }
581
582 /* Print a boot progress message. */
583 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
584 {
585         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
586         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
587 }
588
589 void cpu_die(void)
590 {
591         if (ppc_md.cpu_die)
592                 ppc_md.cpu_die();
593 }
594
595 #ifdef CONFIG_SMP
596 #define PCPU_DYN_SIZE           ()
597
598 static void * __init pcpu_fc_alloc(unsigned int cpu, size_t size, size_t align)
599 {
600         return __alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(cpu)), size, align,
601                                     __pa(MAX_DMA_ADDRESS));
602 }
603
604 static void __init pcpu_fc_free(void *ptr, size_t size)
605 {
606         free_bootmem(__pa(ptr), size);
607 }
608
609 static int pcpu_cpu_distance(unsigned int from, unsigned int to)
610 {
611         if (cpu_to_node(from) == cpu_to_node(to))
612                 return LOCAL_DISTANCE;
613         else
614                 return REMOTE_DISTANCE;
615 }
616
617 void __init setup_per_cpu_areas(void)
618 {
619         const size_t dyn_size = PERCPU_MODULE_RESERVE + PERCPU_DYNAMIC_RESERVE;
620         size_t atom_size;
621         unsigned long delta;
622         unsigned int cpu;
623         int rc;
624
625         /*
626          * Linear mapping is one of 4K, 1M and 16M.  For 4K, no need
627          * to group units.  For larger mappings, use 1M atom which
628          * should be large enough to contain a number of units.
629          */
630         if (mmu_linear_psize == MMU_PAGE_4K)
631                 atom_size = PAGE_SIZE;
632         else
633                 atom_size = 1 << 20;
634
635         rc = pcpu_embed_first_chunk(0, dyn_size, atom_size, pcpu_cpu_distance,
636                                     pcpu_fc_alloc, pcpu_fc_free);
637         if (rc < 0)
638                 panic("cannot initialize percpu area (err=%d)", rc);
639
640         delta = (unsigned long)pcpu_base_addr - (unsigned long)__per_cpu_start;
641         for_each_possible_cpu(cpu)
642                 paca[cpu].data_offset = delta + pcpu_unit_offsets[cpu];
643 }
644 #endif
645
646
647 #ifdef CONFIG_PPC_INDIRECT_IO
648 struct ppc_pci_io ppc_pci_io;
649 EXPORT_SYMBOL(ppc_pci_io);
650 #endif /* CONFIG_PPC_INDIRECT_IO */
651