[ARM] 3259/1: remove phys_ram from struct machine_desc (part 1)
[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/config.h>
15 #include <linux/linkage.h>
16 #include <linux/init.h>
17
18 #include <asm/assembler.h>
19 #include <asm/domain.h>
20 #include <asm/procinfo.h>
21 #include <asm/ptrace.h>
22 #include <asm/asm-offsets.h>
23 #include <asm/memory.h>
24 #include <asm/thread_info.h>
25 #include <asm/system.h>
26
27 #define PROCINFO_MMUFLAGS       8
28 #define PROCINFO_INITFUNC       12
29
30 #define MACHINFO_TYPE           0
31 #define MACHINFO_PHYSRAM        4
32 #define MACHINFO_PHYSIO         8
33 #define MACHINFO_PGOFFIO        12
34 #define MACHINFO_NAME           16
35
36 #define KERNEL_RAM_ADDR (PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET)
37
38 /*
39  * swapper_pg_dir is the virtual address of the initial page table.
40  * We place the page tables 16K below KERNEL_RAM_ADDR.  Therefore, we must
41  * make sure that KERNEL_RAM_ADDR is correctly set.  Currently, we expect
42  * the least significant 16 bits to be 0x8000, but we could probably
43  * relax this restriction to KERNEL_RAM_ADDR >= PAGE_OFFSET + 0x4000.
44  */
45 #if (KERNEL_RAM_ADDR & 0xffff) != 0x8000
46 #error KERNEL_RAM_ADDR must start at 0xXXXX8000
47 #endif
48
49         .globl  swapper_pg_dir
50         .equ    swapper_pg_dir, KERNEL_RAM_ADDR - 0x4000
51
52         .macro  pgtbl, rd
53         ldr     \rd, =(__virt_to_phys(KERNEL_RAM_ADDR - 0x4000))
54         .endm
55
56 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
57 #define TEXTADDR  XIP_VIRT_ADDR(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR)
58 #else
59 #define TEXTADDR  KERNEL_RAM_ADDR
60 #endif
61
62 /*
63  * Kernel startup entry point.
64  * ---------------------------
65  *
66  * This is normally called from the decompressor code.  The requirements
67  * are: MMU = off, D-cache = off, I-cache = dont care, r0 = 0,
68  * r1 = machine nr.
69  *
70  * This code is mostly position independent, so if you link the kernel at
71  * 0xc0008000, you call this at __pa(0xc0008000).
72  *
73  * See linux/arch/arm/tools/mach-types for the complete list of machine
74  * numbers for r1.
75  *
76  * We're trying to keep crap to a minimum; DO NOT add any machine specific
77  * crap here - that's what the boot loader (or in extreme, well justified
78  * circumstances, zImage) is for.
79  */
80         __INIT
81         .type   stext, %function
82 ENTRY(stext)
83         msr     cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | MODE_SVC @ ensure svc mode
84                                                 @ and irqs disabled
85         bl      __lookup_processor_type         @ r5=procinfo r9=cpuid
86         movs    r10, r5                         @ invalid processor (r5=0)?
87         beq     __error_p                       @ yes, error 'p'
88         bl      __lookup_machine_type           @ r5=machinfo
89         movs    r8, r5                          @ invalid machine (r5=0)?
90         beq     __error_a                       @ yes, error 'a'
91         bl      __create_page_tables
92
93         /*
94          * The following calls CPU specific code in a position independent
95          * manner.  See arch/arm/mm/proc-*.S for details.  r10 = base of
96          * xxx_proc_info structure selected by __lookup_machine_type
97          * above.  On return, the CPU will be ready for the MMU to be
98          * turned on, and r0 will hold the CPU control register value.
99          */
100         ldr     r13, __switch_data              @ address to jump to after
101                                                 @ mmu has been enabled
102         adr     lr, __enable_mmu                @ return (PIC) address
103         add     pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC
104
105         .type   __switch_data, %object
106 __switch_data:
107         .long   __mmap_switched
108         .long   __data_loc                      @ r4
109         .long   __data_start                    @ r5
110         .long   __bss_start                     @ r6
111         .long   _end                            @ r7
112         .long   processor_id                    @ r4
113         .long   __machine_arch_type             @ r5
114         .long   cr_alignment                    @ r6
115         .long   init_thread_union + THREAD_START_SP @ sp
116
117 /*
118  * The following fragment of code is executed with the MMU on, and uses
119  * absolute addresses; this is not position independent.
120  *
121  *  r0  = cp#15 control register
122  *  r1  = machine ID
123  *  r9  = processor ID
124  */
125         .type   __mmap_switched, %function
126 __mmap_switched:
127         adr     r3, __switch_data + 4
128
129         ldmia   r3!, {r4, r5, r6, r7}
130         cmp     r4, r5                          @ Copy data segment if needed
131 1:      cmpne   r5, r6
132         ldrne   fp, [r4], #4
133         strne   fp, [r5], #4
134         bne     1b
135
136         mov     fp, #0                          @ Clear BSS (and zero fp)
137 1:      cmp     r6, r7
138         strcc   fp, [r6],#4
139         bcc     1b
140
141         ldmia   r3, {r4, r5, r6, sp}
142         str     r9, [r4]                        @ Save processor ID
143         str     r1, [r5]                        @ Save machine type
144         bic     r4, r0, #CR_A                   @ Clear 'A' bit
145         stmia   r6, {r0, r4}                    @ Save control register values
146         b       start_kernel
147
148 #if defined(CONFIG_SMP)
149         .type   secondary_startup, #function
150 ENTRY(secondary_startup)
151         /*
152          * Common entry point for secondary CPUs.
153          *
154          * Ensure that we're in SVC mode, and IRQs are disabled.  Lookup
155          * the processor type - there is no need to check the machine type
156          * as it has already been validated by the primary processor.
157          */
158         msr     cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | MODE_SVC
159         bl      __lookup_processor_type
160         movs    r10, r5                         @ invalid processor?
161         moveq   r0, #'p'                        @ yes, error 'p'
162         beq     __error
163
164         /*
165          * Use the page tables supplied from  __cpu_up.
166          */
167         adr     r4, __secondary_data
168         ldmia   r4, {r5, r6, r13}               @ address to jump to after
169         sub     r4, r4, r5                      @ mmu has been enabled
170         ldr     r4, [r6, r4]                    @ get secondary_data.pgdir
171         adr     lr, __enable_mmu                @ return address
172         add     pc, r10, #12                    @ initialise processor
173                                                 @ (return control reg)
174
175         /*
176          * r6  = &secondary_data
177          */
178 ENTRY(__secondary_switched)
179         ldr     sp, [r6, #4]                    @ get secondary_data.stack
180         mov     fp, #0
181         b       secondary_start_kernel
182
183         .type   __secondary_data, %object
184 __secondary_data:
185         .long   .
186         .long   secondary_data
187         .long   __secondary_switched
188 #endif /* defined(CONFIG_SMP) */
189
190
191
192 /*
193  * Setup common bits before finally enabling the MMU.  Essentially
194  * this is just loading the page table pointer and domain access
195  * registers.
196  */
197         .type   __enable_mmu, %function
198 __enable_mmu:
199 #ifdef CONFIG_ALIGNMENT_TRAP
200         orr     r0, r0, #CR_A
201 #else
202         bic     r0, r0, #CR_A
203 #endif
204 #ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE
205         bic     r0, r0, #CR_C
206 #endif
207 #ifdef CONFIG_CPU_BPREDICT_DISABLE
208         bic     r0, r0, #CR_Z
209 #endif
210 #ifdef CONFIG_CPU_ICACHE_DISABLE
211         bic     r0, r0, #CR_I
212 #endif
213         mov     r5, #(domain_val(DOMAIN_USER, DOMAIN_MANAGER) | \
214                       domain_val(DOMAIN_KERNEL, DOMAIN_MANAGER) | \
215                       domain_val(DOMAIN_TABLE, DOMAIN_MANAGER) | \
216                       domain_val(DOMAIN_IO, DOMAIN_CLIENT))
217         mcr     p15, 0, r5, c3, c0, 0           @ load domain access register
218         mcr     p15, 0, r4, c2, c0, 0           @ load page table pointer
219         b       __turn_mmu_on
220
221 /*
222  * Enable the MMU.  This completely changes the structure of the visible
223  * memory space.  You will not be able to trace execution through this.
224  * If you have an enquiry about this, *please* check the linux-arm-kernel
225  * mailing list archives BEFORE sending another post to the list.
226  *
227  *  r0  = cp#15 control register
228  *  r13 = *virtual* address to jump to upon completion
229  *
230  * other registers depend on the function called upon completion
231  */
232         .align  5
233         .type   __turn_mmu_on, %function
234 __turn_mmu_on:
235         mov     r0, r0
236         mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0           @ write control reg
237         mrc     p15, 0, r3, c0, c0, 0           @ read id reg
238         mov     r3, r3
239         mov     r3, r3
240         mov     pc, r13
241
242
243
244 /*
245  * Setup the initial page tables.  We only setup the barest
246  * amount which are required to get the kernel running, which
247  * generally means mapping in the kernel code.
248  *
249  * r8  = machinfo
250  * r9  = cpuid
251  * r10 = procinfo
252  *
253  * Returns:
254  *  r0, r3, r6, r7 corrupted
255  *  r4 = physical page table address
256  */
257         .type   __create_page_tables, %function
258 __create_page_tables:
259         pgtbl   r4                              @ page table address
260
261         /*
262          * Clear the 16K level 1 swapper page table
263          */
264         mov     r0, r4
265         mov     r3, #0
266         add     r6, r0, #0x4000
267 1:      str     r3, [r0], #4
268         str     r3, [r0], #4
269         str     r3, [r0], #4
270         str     r3, [r0], #4
271         teq     r0, r6
272         bne     1b
273
274         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_MMUFLAGS]   @ mmuflags
275
276         /*
277          * Create identity mapping for first MB of kernel to
278          * cater for the MMU enable.  This identity mapping
279          * will be removed by paging_init().  We use our current program
280          * counter to determine corresponding section base address.
281          */
282         mov     r6, pc, lsr #20                 @ start of kernel section
283         orr     r3, r7, r6, lsl #20             @ flags + kernel base
284         str     r3, [r4, r6, lsl #2]            @ identity mapping
285
286         /*
287          * Now setup the pagetables for our kernel direct
288          * mapped region.  We round TEXTADDR down to the
289          * nearest megabyte boundary.  It is assumed that
290          * the kernel fits within 4 contigous 1MB sections.
291          */
292         add     r0, r4,  #(TEXTADDR & 0xff000000) >> 18 @ start of kernel
293         str     r3, [r0, #(TEXTADDR & 0x00f00000) >> 18]!
294         add     r3, r3, #1 << 20
295         str     r3, [r0, #4]!                   @ KERNEL + 1MB
296         add     r3, r3, #1 << 20
297         str     r3, [r0, #4]!                   @ KERNEL + 2MB
298         add     r3, r3, #1 << 20
299         str     r3, [r0, #4]                    @ KERNEL + 3MB
300
301         /*
302          * Then map first 1MB of ram in case it contains our boot params.
303          */
304         add     r0, r4, #PAGE_OFFSET >> 18
305         orr     r6, r7, #PHYS_OFFSET
306         str     r6, [r0]
307
308 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
309         /*
310          * Map some ram to cover our .data and .bss areas.
311          * Mapping 3MB should be plenty.
312          */
313         sub     r3, r4, #PHYS_OFFSET
314         mov     r3, r3, lsr #20
315         add     r0, r0, r3, lsl #2
316         add     r6, r6, r3, lsl #20
317         str     r6, [r0], #4
318         add     r6, r6, #(1 << 20)
319         str     r6, [r0], #4
320         add     r6, r6, #(1 << 20)
321         str     r6, [r0]
322 #endif
323
324 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
325         bic     r7, r7, #0x0c                   @ turn off cacheable
326                                                 @ and bufferable bits
327         /*
328          * Map in IO space for serial debugging.
329          * This allows debug messages to be output
330          * via a serial console before paging_init.
331          */
332         ldr     r3, [r8, #MACHINFO_PGOFFIO]
333         add     r0, r4, r3
334         rsb     r3, r3, #0x4000                 @ PTRS_PER_PGD*sizeof(long)
335         cmp     r3, #0x0800                     @ limit to 512MB
336         movhi   r3, #0x0800
337         add     r6, r0, r3
338         ldr     r3, [r8, #MACHINFO_PHYSIO]
339         orr     r3, r3, r7
340 1:      str     r3, [r0], #4
341         add     r3, r3, #1 << 20
342         teq     r0, r6
343         bne     1b
344 #if defined(CONFIG_ARCH_NETWINDER) || defined(CONFIG_ARCH_CATS)
345         /*
346          * If we're using the NetWinder or CATS, we also need to map
347          * in the 16550-type serial port for the debug messages
348          */
349         add     r0, r4, #0xff000000 >> 18
350         orr     r3, r7, #0x7c000000
351         str     r3, [r0]
352 #endif
353 #ifdef CONFIG_ARCH_RPC
354         /*
355          * Map in screen at 0x02000000 & SCREEN2_BASE
356          * Similar reasons here - for debug.  This is
357          * only for Acorn RiscPC architectures.
358          */
359         add     r0, r4, #0x02000000 >> 18
360         orr     r3, r7, #0x02000000
361         str     r3, [r0]
362         add     r0, r4, #0xd8000000 >> 18
363         str     r3, [r0]
364 #endif
365 #endif
366         mov     pc, lr
367         .ltorg
368
369
370
371 /*
372  * Exception handling.  Something went wrong and we can't proceed.  We
373  * ought to tell the user, but since we don't have any guarantee that
374  * we're even running on the right architecture, we do virtually nothing.
375  *
376  * If CONFIG_DEBUG_LL is set we try to print out something about the error
377  * and hope for the best (useful if bootloader fails to pass a proper
378  * machine ID for example).
379  */
380
381         .type   __error_p, %function
382 __error_p:
383 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
384         adr     r0, str_p1
385         bl      printascii
386         b       __error
387 str_p1: .asciz  "\nError: unrecognized/unsupported processor variant.\n"
388         .align
389 #endif
390
391         .type   __error_a, %function
392 __error_a:
393 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
394         mov     r4, r1                          @ preserve machine ID
395         adr     r0, str_a1
396         bl      printascii
397         mov     r0, r4
398         bl      printhex8
399         adr     r0, str_a2
400         bl      printascii
401         adr     r3, 3f
402         ldmia   r3, {r4, r5, r6}                @ get machine desc list
403         sub     r4, r3, r4                      @ get offset between virt&phys
404         add     r5, r5, r4                      @ convert virt addresses to
405         add     r6, r6, r4                      @ physical address space
406 1:      ldr     r0, [r5, #MACHINFO_TYPE]        @ get machine type
407         bl      printhex8
408         mov     r0, #'\t'
409         bl      printch
410         ldr     r0, [r5, #MACHINFO_NAME]        @ get machine name
411         add     r0, r0, r4
412         bl      printascii
413         mov     r0, #'\n'
414         bl      printch
415         add     r5, r5, #SIZEOF_MACHINE_DESC    @ next machine_desc
416         cmp     r5, r6
417         blo     1b
418         adr     r0, str_a3
419         bl      printascii
420         b       __error
421 str_a1: .asciz  "\nError: unrecognized/unsupported machine ID (r1 = 0x"
422 str_a2: .asciz  ").\n\nAvailable machine support:\n\nID (hex)\tNAME\n"
423 str_a3: .asciz  "\nPlease check your kernel config and/or bootloader.\n"
424         .align
425 #endif
426
427         .type   __error, %function
428 __error:
429 #ifdef CONFIG_ARCH_RPC
430 /*
431  * Turn the screen red on a error - RiscPC only.
432  */
433         mov     r0, #0x02000000
434         mov     r3, #0x11
435         orr     r3, r3, r3, lsl #8
436         orr     r3, r3, r3, lsl #16
437         str     r3, [r0], #4
438         str     r3, [r0], #4
439         str     r3, [r0], #4
440         str     r3, [r0], #4
441 #endif
442 1:      mov     r0, r0
443         b       1b
444
445
446 /*
447  * Read processor ID register (CP#15, CR0), and look up in the linker-built
448  * supported processor list.  Note that we can't use the absolute addresses
449  * for the __proc_info lists since we aren't running with the MMU on
450  * (and therefore, we are not in the correct address space).  We have to
451  * calculate the offset.
452  *
453  * Returns:
454  *      r3, r4, r6 corrupted
455  *      r5 = proc_info pointer in physical address space
456  *      r9 = cpuid
457  */
458         .type   __lookup_processor_type, %function
459 __lookup_processor_type:
460         adr     r3, 3f
461         ldmda   r3, {r5, r6, r9}
462         sub     r3, r3, r9                      @ get offset between virt&phys
463         add     r5, r5, r3                      @ convert virt addresses to
464         add     r6, r6, r3                      @ physical address space
465         mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id
466 1:      ldmia   r5, {r3, r4}                    @ value, mask
467         and     r4, r4, r9                      @ mask wanted bits
468         teq     r3, r4
469         beq     2f
470         add     r5, r5, #PROC_INFO_SZ           @ sizeof(proc_info_list)
471         cmp     r5, r6
472         blo     1b
473         mov     r5, #0                          @ unknown processor
474 2:      mov     pc, lr
475
476 /*
477  * This provides a C-API version of the above function.
478  */
479 ENTRY(lookup_processor_type)
480         stmfd   sp!, {r4 - r6, r9, lr}
481         bl      __lookup_processor_type
482         mov     r0, r5
483         ldmfd   sp!, {r4 - r6, r9, pc}
484
485 /*
486  * Look in include/asm-arm/procinfo.h and arch/arm/kernel/arch.[ch] for
487  * more information about the __proc_info and __arch_info structures.
488  */
489         .long   __proc_info_begin
490         .long   __proc_info_end
491 3:      .long   .
492         .long   __arch_info_begin
493         .long   __arch_info_end
494
495 /*
496  * Lookup machine architecture in the linker-build list of architectures.
497  * Note that we can't use the absolute addresses for the __arch_info
498  * lists since we aren't running with the MMU on (and therefore, we are
499  * not in the correct address space).  We have to calculate the offset.
500  *
501  *  r1 = machine architecture number
502  * Returns:
503  *  r3, r4, r6 corrupted
504  *  r5 = mach_info pointer in physical address space
505  */
506         .type   __lookup_machine_type, %function
507 __lookup_machine_type:
508         adr     r3, 3b
509         ldmia   r3, {r4, r5, r6}
510         sub     r3, r3, r4                      @ get offset between virt&phys
511         add     r5, r5, r3                      @ convert virt addresses to
512         add     r6, r6, r3                      @ physical address space
513 1:      ldr     r3, [r5, #MACHINFO_TYPE]        @ get machine type
514         teq     r3, r1                          @ matches loader number?
515         beq     2f                              @ found
516         add     r5, r5, #SIZEOF_MACHINE_DESC    @ next machine_desc
517         cmp     r5, r6
518         blo     1b
519         mov     r5, #0                          @ unknown machine
520 2:      mov     pc, lr
521
522 /*
523  * This provides a C-API version of the above function.
524  */
525 ENTRY(lookup_machine_type)
526         stmfd   sp!, {r4 - r6, lr}
527         mov     r1, r0
528         bl      __lookup_machine_type
529         mov     r0, r5
530         ldmfd   sp!, {r4 - r6, pc}