05b152299396599fa1be0af60e4c6ce69a8efe72
[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/config.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/string.h>
18 #include <linux/sched.h>
19 #include <linux/init.h>
20 #include <linux/kernel.h>
21 #include <linux/reboot.h>
22 #include <linux/delay.h>
23 #include <linux/initrd.h>
24 #include <linux/ide.h>
25 #include <linux/seq_file.h>
26 #include <linux/ioport.h>
27 #include <linux/console.h>
28 #include <linux/utsname.h>
29 #include <linux/tty.h>
30 #include <linux/root_dev.h>
31 #include <linux/notifier.h>
32 #include <linux/cpu.h>
33 #include <linux/unistd.h>
34 #include <linux/serial.h>
35 #include <linux/serial_8250.h>
36 #include <linux/bootmem.h>
37 #include <asm/io.h>
38 #include <asm/kdump.h>
39 #include <asm/prom.h>
40 #include <asm/processor.h>
41 #include <asm/pgtable.h>
42 #include <asm/smp.h>
43 #include <asm/elf.h>
44 #include <asm/machdep.h>
45 #include <asm/paca.h>
46 #include <asm/time.h>
47 #include <asm/cputable.h>
48 #include <asm/sections.h>
49 #include <asm/btext.h>
50 #include <asm/nvram.h>
51 #include <asm/setup.h>
52 #include <asm/system.h>
53 #include <asm/rtas.h>
54 #include <asm/iommu.h>
55 #include <asm/serial.h>
56 #include <asm/cache.h>
57 #include <asm/page.h>
58 #include <asm/mmu.h>
59 #include <asm/lmb.h>
60 #include <asm/iseries/it_lp_naca.h>
61 #include <asm/firmware.h>
62 #include <asm/xmon.h>
63 #include <asm/udbg.h>
64 #include <asm/kexec.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 have_of = 1;
75 int boot_cpuid = 0;
76 dev_t boot_dev;
77 u64 ppc64_pft_size;
78
79 /* Pick defaults since we might want to patch instructions
80  * before we've read this from the device tree.
81  */
82 struct ppc64_caches ppc64_caches = {
83         .dline_size = 0x80,
84         .log_dline_size = 7,
85         .iline_size = 0x80,
86         .log_iline_size = 7
87 };
88 EXPORT_SYMBOL_GPL(ppc64_caches);
89
90 /*
91  * These are used in binfmt_elf.c to put aux entries on the stack
92  * for each elf executable being started.
93  */
94 int dcache_bsize;
95 int icache_bsize;
96 int ucache_bsize;
97
98 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
99 unsigned long SYSRQ_KEY;
100 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
101
102
103 static int ppc64_panic_event(struct notifier_block *, unsigned long, void *);
104 static struct notifier_block ppc64_panic_block = {
105         .notifier_call = ppc64_panic_event,
106         .priority = INT_MIN /* may not return; must be done last */
107 };
108
109 #ifdef CONFIG_SMP
110
111 static int smt_enabled_cmdline;
112
113 /* Look for ibm,smt-enabled OF option */
114 static void check_smt_enabled(void)
115 {
116         struct device_node *dn;
117         char *smt_option;
118
119         /* Allow the command line to overrule the OF option */
120         if (smt_enabled_cmdline)
121                 return;
122
123         dn = of_find_node_by_path("/options");
124
125         if (dn) {
126                 smt_option = (char *)get_property(dn, "ibm,smt-enabled", NULL);
127
128                 if (smt_option) {
129                         if (!strcmp(smt_option, "on"))
130                                 smt_enabled_at_boot = 1;
131                         else if (!strcmp(smt_option, "off"))
132                                 smt_enabled_at_boot = 0;
133                 }
134         }
135 }
136
137 /* Look for smt-enabled= cmdline option */
138 static int __init early_smt_enabled(char *p)
139 {
140         smt_enabled_cmdline = 1;
141
142         if (!p)
143                 return 0;
144
145         if (!strcmp(p, "on") || !strcmp(p, "1"))
146                 smt_enabled_at_boot = 1;
147         else if (!strcmp(p, "off") || !strcmp(p, "0"))
148                 smt_enabled_at_boot = 0;
149
150         return 0;
151 }
152 early_param("smt-enabled", early_smt_enabled);
153
154 #else
155 #define check_smt_enabled()
156 #endif /* CONFIG_SMP */
157
158 /*
159  * Early initialization entry point. This is called by head.S
160  * with MMU translation disabled. We rely on the "feature" of
161  * the CPU that ignores the top 2 bits of the address in real
162  * mode so we can access kernel globals normally provided we
163  * only toy with things in the RMO region. From here, we do
164  * some early parsing of the device-tree to setup out LMB
165  * data structures, and allocate & initialize the hash table
166  * and segment tables so we can start running with translation
167  * enabled.
168  *
169  * It is this function which will call the probe() callback of
170  * the various platform types and copy the matching one to the
171  * global ppc_md structure. Your platform can eventually do
172  * some very early initializations from the probe() routine, but
173  * this is not recommended, be very careful as, for example, the
174  * device-tree is not accessible via normal means at this point.
175  */
176
177 void __init early_setup(unsigned long dt_ptr)
178 {
179         /* Enable early debugging if any specified (see udbg.h) */
180         udbg_early_init();
181
182         DBG(" -> early_setup(), dt_ptr: 0x%lx\n", dt_ptr);
183
184         /*
185          * Do early initializations using the flattened device
186          * tree, like retreiving the physical memory map or
187          * calculating/retreiving the hash table size
188          */
189         early_init_devtree(__va(dt_ptr));
190
191         /* Now we know the logical id of our boot cpu, setup the paca. */
192         setup_boot_paca();
193
194         /* Fix up paca fields required for the boot cpu */
195         get_paca()->cpu_start = 1;
196         get_paca()->stab_real = __pa((u64)&initial_stab);
197         get_paca()->stab_addr = (u64)&initial_stab;
198
199         /* Probe the machine type */
200         probe_machine();
201
202 #ifdef CONFIG_CRASH_DUMP
203         kdump_setup();
204 #endif
205
206         DBG("Found, Initializing memory management...\n");
207
208         /*
209          * Initialize the MMU Hash table and create the linear mapping
210          * of memory. Has to be done before stab/slb initialization as
211          * this is currently where the page size encoding is obtained
212          */
213         htab_initialize();
214
215         /*
216          * Initialize stab / SLB management except on iSeries
217          */
218         if (!firmware_has_feature(FW_FEATURE_ISERIES)) {
219                 if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
220                         slb_initialize();
221                 else
222                         stab_initialize(get_paca()->stab_real);
223         }
224
225         DBG(" <- early_setup()\n");
226 }
227
228 #ifdef CONFIG_SMP
229 void early_setup_secondary(void)
230 {
231         struct paca_struct *lpaca = get_paca();
232
233         /* Mark enabled in PACA */
234         lpaca->proc_enabled = 0;
235
236         /* Initialize hash table for that CPU */
237         htab_initialize_secondary();
238
239         /* Initialize STAB/SLB. We use a virtual address as it works
240          * in real mode on pSeries and we want a virutal address on
241          * iSeries anyway
242          */
243         if (cpu_has_feature(CPU_FTR_SLB))
244                 slb_initialize();
245         else
246                 stab_initialize(lpaca->stab_addr);
247 }
248
249 #endif /* CONFIG_SMP */
250
251 #if defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_KEXEC)
252 void smp_release_cpus(void)
253 {
254         extern unsigned long __secondary_hold_spinloop;
255         unsigned long *ptr;
256
257         DBG(" -> smp_release_cpus()\n");
258
259         /* All secondary cpus are spinning on a common spinloop, release them
260          * all now so they can start to spin on their individual paca
261          * spinloops. For non SMP kernels, the secondary cpus never get out
262          * of the common spinloop.
263          * This is useless but harmless on iSeries, secondaries are already
264          * waiting on their paca spinloops. */
265
266         ptr  = (unsigned long *)((unsigned long)&__secondary_hold_spinloop
267                         - PHYSICAL_START);
268         *ptr = 1;
269         mb();
270
271         DBG(" <- smp_release_cpus()\n");
272 }
273 #endif /* CONFIG_SMP || CONFIG_KEXEC */
274
275 /*
276  * Initialize some remaining members of the ppc64_caches and systemcfg
277  * structures
278  * (at least until we get rid of them completely). This is mostly some
279  * cache informations about the CPU that will be used by cache flush
280  * routines and/or provided to userland
281  */
282 static void __init initialize_cache_info(void)
283 {
284         struct device_node *np;
285         unsigned long num_cpus = 0;
286
287         DBG(" -> initialize_cache_info()\n");
288
289         for (np = NULL; (np = of_find_node_by_type(np, "cpu"));) {
290                 num_cpus += 1;
291
292                 /* We're assuming *all* of the CPUs have the same
293                  * d-cache and i-cache sizes... -Peter
294                  */
295
296                 if ( num_cpus == 1 ) {
297                         u32 *sizep, *lsizep;
298                         u32 size, lsize;
299                         const char *dc, *ic;
300
301                         /* Then read cache informations */
302                         if (machine_is(powermac)) {
303                                 dc = "d-cache-block-size";
304                                 ic = "i-cache-block-size";
305                         } else {
306                                 dc = "d-cache-line-size";
307                                 ic = "i-cache-line-size";
308                         }
309
310                         size = 0;
311                         lsize = cur_cpu_spec->dcache_bsize;
312                         sizep = (u32 *)get_property(np, "d-cache-size", NULL);
313                         if (sizep != NULL)
314                                 size = *sizep;
315                         lsizep = (u32 *) get_property(np, dc, NULL);
316                         if (lsizep != NULL)
317                                 lsize = *lsizep;
318                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
319                                 DBG("Argh, can't find dcache properties ! "
320                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
321
322                         ppc64_caches.dsize = size;
323                         ppc64_caches.dline_size = lsize;
324                         ppc64_caches.log_dline_size = __ilog2(lsize);
325                         ppc64_caches.dlines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
326
327                         size = 0;
328                         lsize = cur_cpu_spec->icache_bsize;
329                         sizep = (u32 *)get_property(np, "i-cache-size", NULL);
330                         if (sizep != NULL)
331                                 size = *sizep;
332                         lsizep = (u32 *)get_property(np, ic, NULL);
333                         if (lsizep != NULL)
334                                 lsize = *lsizep;
335                         if (sizep == 0 || lsizep == 0)
336                                 DBG("Argh, can't find icache properties ! "
337                                     "sizep: %p, lsizep: %p\n", sizep, lsizep);
338
339                         ppc64_caches.isize = size;
340                         ppc64_caches.iline_size = lsize;
341                         ppc64_caches.log_iline_size = __ilog2(lsize);
342                         ppc64_caches.ilines_per_page = PAGE_SIZE / lsize;
343                 }
344         }
345
346         DBG(" <- initialize_cache_info()\n");
347 }
348
349
350 /*
351  * Do some initial setup of the system.  The parameters are those which 
352  * were passed in from the bootloader.
353  */
354 void __init setup_system(void)
355 {
356         DBG(" -> setup_system()\n");
357
358 #ifdef CONFIG_KEXEC
359         kdump_move_device_tree();
360 #endif
361         /*
362          * Unflatten the device-tree passed by prom_init or kexec
363          */
364         unflatten_device_tree();
365
366 #ifdef CONFIG_KEXEC
367         kexec_setup();  /* requires unflattened device tree. */
368 #endif
369
370         /*
371          * Fill the ppc64_caches & systemcfg structures with informations
372          * retrieved from the device-tree. Need to be called before
373          * finish_device_tree() since the later requires some of the
374          * informations filled up here to properly parse the interrupt
375          * tree.
376          * It also sets up the cache line sizes which allows to call
377          * routines like flush_icache_range (used by the hash init
378          * later on).
379          */
380         initialize_cache_info();
381
382 #ifdef CONFIG_PPC_RTAS
383         /*
384          * Initialize RTAS if available
385          */
386         rtas_initialize();
387 #endif /* CONFIG_PPC_RTAS */
388
389         /*
390          * Check if we have an initrd provided via the device-tree
391          */
392         check_for_initrd();
393
394         /*
395          * Do some platform specific early initializations, that includes
396          * setting up the hash table pointers. It also sets up some interrupt-mapping
397          * related options that will be used by finish_device_tree()
398          */
399         ppc_md.init_early();
400
401         /*
402          * We can discover serial ports now since the above did setup the
403          * hash table management for us, thus ioremap works. We do that early
404          * so that further code can be debugged
405          */
406         find_legacy_serial_ports();
407
408         /*
409          * "Finish" the device-tree, that is do the actual parsing of
410          * some of the properties like the interrupt map
411          */
412         finish_device_tree();
413
414         /*
415          * Initialize xmon
416          */
417 #ifdef CONFIG_XMON_DEFAULT
418         xmon_init(1);
419 #endif
420         /*
421          * Register early console
422          */
423         register_early_udbg_console();
424
425         /* Save unparsed command line copy for /proc/cmdline */
426         strlcpy(saved_command_line, cmd_line, COMMAND_LINE_SIZE);
427
428         parse_early_param();
429
430         check_smt_enabled();
431         smp_setup_cpu_maps();
432
433 #ifdef CONFIG_SMP
434         /* Release secondary cpus out of their spinloops at 0x60 now that
435          * we can map physical -> logical CPU ids
436          */
437         smp_release_cpus();
438 #endif
439
440         printk("Starting Linux PPC64 %s\n", system_utsname.version);
441
442         printk("-----------------------------------------------------\n");
443         printk("ppc64_pft_size                = 0x%lx\n", ppc64_pft_size);
444         printk("ppc64_interrupt_controller    = 0x%ld\n",
445                ppc64_interrupt_controller);
446         printk("physicalMemorySize            = 0x%lx\n", lmb_phys_mem_size());
447         printk("ppc64_caches.dcache_line_size = 0x%x\n",
448                ppc64_caches.dline_size);
449         printk("ppc64_caches.icache_line_size = 0x%x\n",
450                ppc64_caches.iline_size);
451         printk("htab_address                  = 0x%p\n", htab_address);
452         printk("htab_hash_mask                = 0x%lx\n", htab_hash_mask);
453 #if PHYSICAL_START > 0
454         printk("physical_start                = 0x%x\n", PHYSICAL_START);
455 #endif
456         printk("-----------------------------------------------------\n");
457
458         DBG(" <- setup_system()\n");
459 }
460
461 static int ppc64_panic_event(struct notifier_block *this,
462                              unsigned long event, void *ptr)
463 {
464         ppc_md.panic((char *)ptr);  /* May not return */
465         return NOTIFY_DONE;
466 }
467
468 #ifdef CONFIG_IRQSTACKS
469 static void __init irqstack_early_init(void)
470 {
471         unsigned int i;
472
473         /*
474          * interrupt stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
475          * SLB misses on them.
476          */
477         for_each_cpu(i) {
478                 softirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
479                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
480                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
481                 hardirq_ctx[i] = (struct thread_info *)
482                         __va(lmb_alloc_base(THREAD_SIZE,
483                                             THREAD_SIZE, 0x10000000));
484         }
485 }
486 #else
487 #define irqstack_early_init()
488 #endif
489
490 /*
491  * Stack space used when we detect a bad kernel stack pointer, and
492  * early in SMP boots before relocation is enabled.
493  */
494 static void __init emergency_stack_init(void)
495 {
496         unsigned long limit;
497         unsigned int i;
498
499         /*
500          * Emergency stacks must be under 256MB, we cannot afford to take
501          * SLB misses on them. The ABI also requires them to be 128-byte
502          * aligned.
503          *
504          * Since we use these as temporary stacks during secondary CPU
505          * bringup, we need to get at them in real mode. This means they
506          * must also be within the RMO region.
507          */
508         limit = min(0x10000000UL, lmb.rmo_size);
509
510         for_each_cpu(i)
511                 paca[i].emergency_sp =
512                 __va(lmb_alloc_base(HW_PAGE_SIZE, 128, limit)) + HW_PAGE_SIZE;
513 }
514
515 /*
516  * Called into from start_kernel, after lock_kernel has been called.
517  * Initializes bootmem, which is unsed to manage page allocation until
518  * mem_init is called.
519  */
520 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
521 {
522         extern void do_init_bootmem(void);
523
524         ppc64_boot_msg(0x12, "Setup Arch");
525
526         *cmdline_p = cmd_line;
527
528         /*
529          * Set cache line size based on type of cpu as a default.
530          * Systems with OF can look in the properties on the cpu node(s)
531          * for a possibly more accurate value.
532          */
533         dcache_bsize = ppc64_caches.dline_size;
534         icache_bsize = ppc64_caches.iline_size;
535
536         /* reboot on panic */
537         panic_timeout = 180;
538
539         if (ppc_md.panic)
540                 atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
541                                 &ppc64_panic_block);
542
543         init_mm.start_code = PAGE_OFFSET;
544         init_mm.end_code = (unsigned long) _etext;
545         init_mm.end_data = (unsigned long) _edata;
546         init_mm.brk = klimit;
547         
548         irqstack_early_init();
549         emergency_stack_init();
550
551         stabs_alloc();
552
553         /* set up the bootmem stuff with available memory */
554         do_init_bootmem();
555         sparse_init();
556
557 #ifdef CONFIG_DUMMY_CONSOLE
558         conswitchp = &dummy_con;
559 #endif
560
561         ppc_md.setup_arch();
562
563         paging_init();
564         ppc64_boot_msg(0x15, "Setup Done");
565 }
566
567
568 /* ToDo: do something useful if ppc_md is not yet setup. */
569 #define PPC64_LINUX_FUNCTION 0x0f000000
570 #define PPC64_IPL_MESSAGE 0xc0000000
571 #define PPC64_TERM_MESSAGE 0xb0000000
572
573 static void ppc64_do_msg(unsigned int src, const char *msg)
574 {
575         if (ppc_md.progress) {
576                 char buf[128];
577
578                 sprintf(buf, "%08X\n", src);
579                 ppc_md.progress(buf, 0);
580                 snprintf(buf, 128, "%s", msg);
581                 ppc_md.progress(buf, 0);
582         }
583 }
584
585 /* Print a boot progress message. */
586 void ppc64_boot_msg(unsigned int src, const char *msg)
587 {
588         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_IPL_MESSAGE|src, msg);
589         printk("[boot]%04x %s\n", src, msg);
590 }
591
592 /* Print a termination message (print only -- does not stop the kernel) */
593 void ppc64_terminate_msg(unsigned int src, const char *msg)
594 {
595         ppc64_do_msg(PPC64_LINUX_FUNCTION|PPC64_TERM_MESSAGE|src, msg);
596         printk("[terminate]%04x %s\n", src, msg);
597 }
598
599 int check_legacy_ioport(unsigned long base_port)
600 {
601         if (ppc_md.check_legacy_ioport == NULL)
602                 return 0;
603         return ppc_md.check_legacy_ioport(base_port);
604 }
605 EXPORT_SYMBOL(check_legacy_ioport);
606
607 void cpu_die(void)
608 {
609         if (ppc_md.cpu_die)
610                 ppc_md.cpu_die();
611 }
612
613 #ifdef CONFIG_SMP
614 void __init setup_per_cpu_areas(void)
615 {
616         int i;
617         unsigned long size;
618         char *ptr;
619
620         /* Copy section for each CPU (we discard the original) */
621         size = ALIGN(__per_cpu_end - __per_cpu_start, SMP_CACHE_BYTES);
622 #ifdef CONFIG_MODULES
623         if (size < PERCPU_ENOUGH_ROOM)
624                 size = PERCPU_ENOUGH_ROOM;
625 #endif
626
627         for_each_cpu(i) {
628                 ptr = alloc_bootmem_node(NODE_DATA(cpu_to_node(i)), size);
629                 if (!ptr)
630                         panic("Cannot allocate cpu data for CPU %d\n", i);
631
632                 paca[i].data_offset = ptr - __per_cpu_start;
633                 memcpy(ptr, __per_cpu_start, __per_cpu_end - __per_cpu_start);
634         }
635 }
636 #endif