[PATCH] powerpc: replace page_to_virt() with lowmem_page_address() for Book-E
[linux-3.10.git] / arch / powerpc / boot / main.c
1 /*
2  * Copyright (C) Paul Mackerras 1997.
3  *
4  * Updates for PPC64 by Todd Inglett, Dave Engebretsen & Peter Bergner.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
8  * as published by the Free Software Foundation; either version
9  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
10  */
11 #include <stdarg.h>
12 #include <stddef.h>
13 #include "elf.h"
14 #include "page.h"
15 #include "string.h"
16 #include "stdio.h"
17 #include "prom.h"
18 #include "zlib.h"
19
20 extern void flush_cache(void *, unsigned long);
21
22
23 /* Value picked to match that used by yaboot */
24 #define PROG_START      0x01400000
25 #define RAM_END         (512<<20) // Fixme: use OF */
26 #define ONE_MB          0x100000
27
28 extern char _start[];
29 extern char __bss_start[];
30 extern char _end[];
31 extern char _vmlinux_start[];
32 extern char _vmlinux_end[];
33 extern char _initrd_start[];
34 extern char _initrd_end[];
35
36 struct addr_range {
37         unsigned long addr;
38         unsigned long size;
39         unsigned long memsize;
40 };
41 static struct addr_range vmlinux;
42 static struct addr_range vmlinuz;
43 static struct addr_range initrd;
44
45 static unsigned long elfoffset;
46
47 static char scratch[46912];     /* scratch space for gunzip, from zlib_inflate_workspacesize() */
48 static char elfheader[256];
49
50
51 typedef void (*kernel_entry_t)( unsigned long,
52                                 unsigned long,
53                                 void *,
54                                 void *);
55
56
57 #undef DEBUG
58
59 static unsigned long claim_base;
60
61 #define HEAD_CRC        2
62 #define EXTRA_FIELD     4
63 #define ORIG_NAME       8
64 #define COMMENT         0x10
65 #define RESERVED        0xe0
66
67 static void gunzip(void *dst, int dstlen, unsigned char *src, int *lenp)
68 {
69         z_stream s;
70         int r, i, flags;
71
72         /* skip header */
73         i = 10;
74         flags = src[3];
75         if (src[2] != Z_DEFLATED || (flags & RESERVED) != 0) {
76                 printf("bad gzipped data\n\r");
77                 exit();
78         }
79         if ((flags & EXTRA_FIELD) != 0)
80                 i = 12 + src[10] + (src[11] << 8);
81         if ((flags & ORIG_NAME) != 0)
82                 while (src[i++] != 0)
83                         ;
84         if ((flags & COMMENT) != 0)
85                 while (src[i++] != 0)
86                         ;
87         if ((flags & HEAD_CRC) != 0)
88                 i += 2;
89         if (i >= *lenp) {
90                 printf("gunzip: ran out of data in header\n\r");
91                 exit();
92         }
93
94         if (zlib_inflate_workspacesize() > sizeof(scratch)) {
95                 printf("gunzip needs more mem\n");
96                 exit();
97         }
98         memset(&s, 0, sizeof(s));
99         s.workspace = scratch;
100         r = zlib_inflateInit2(&s, -MAX_WBITS);
101         if (r != Z_OK) {
102                 printf("inflateInit2 returned %d\n\r", r);
103                 exit();
104         }
105         s.next_in = src + i;
106         s.avail_in = *lenp - i;
107         s.next_out = dst;
108         s.avail_out = dstlen;
109         r = zlib_inflate(&s, Z_FULL_FLUSH);
110         if (r != Z_OK && r != Z_STREAM_END) {
111                 printf("inflate returned %d msg: %s\n\r", r, s.msg);
112                 exit();
113         }
114         *lenp = s.next_out - (unsigned char *) dst;
115         zlib_inflateEnd(&s);
116 }
117
118 static unsigned long try_claim(unsigned long size)
119 {
120         unsigned long addr = 0;
121
122         for(; claim_base < RAM_END; claim_base += ONE_MB) {
123 #ifdef DEBUG
124                 printf("    trying: 0x%08lx\n\r", claim_base);
125 #endif
126                 addr = (unsigned long)claim(claim_base, size, 0);
127                 if ((void *)addr != (void *)-1)
128                         break;
129         }
130         if (addr == 0)
131                 return 0;
132         claim_base = PAGE_ALIGN(claim_base + size);
133         return addr;
134 }
135
136 static int is_elf64(void *hdr)
137 {
138         Elf64_Ehdr *elf64 = hdr;
139         Elf64_Phdr *elf64ph;
140         unsigned int i;
141
142         if (!(elf64->e_ident[EI_MAG0]  == ELFMAG0       &&
143               elf64->e_ident[EI_MAG1]  == ELFMAG1       &&
144               elf64->e_ident[EI_MAG2]  == ELFMAG2       &&
145               elf64->e_ident[EI_MAG3]  == ELFMAG3       &&
146               elf64->e_ident[EI_CLASS] == ELFCLASS64    &&
147               elf64->e_ident[EI_DATA]  == ELFDATA2MSB   &&
148               elf64->e_type            == ET_EXEC       &&
149               elf64->e_machine         == EM_PPC64))
150                 return 0;
151
152         elf64ph = (Elf64_Phdr *)((unsigned long)elf64 +
153                                  (unsigned long)elf64->e_phoff);
154         for (i = 0; i < (unsigned int)elf64->e_phnum; i++, elf64ph++)
155                 if (elf64ph->p_type == PT_LOAD && elf64ph->p_offset != 0)
156                         break;
157         if (i >= (unsigned int)elf64->e_phnum)
158                 return 0;
159
160         elfoffset = (unsigned long)elf64ph->p_offset;
161         vmlinux.size = (unsigned long)elf64ph->p_filesz + elfoffset;
162         vmlinux.memsize = (unsigned long)elf64ph->p_memsz + elfoffset;
163         return 1;
164 }
165
166 static int is_elf32(void *hdr)
167 {
168         Elf32_Ehdr *elf32 = hdr;
169         Elf32_Phdr *elf32ph;
170         unsigned int i;
171
172         if (!(elf32->e_ident[EI_MAG0]  == ELFMAG0       &&
173               elf32->e_ident[EI_MAG1]  == ELFMAG1       &&
174               elf32->e_ident[EI_MAG2]  == ELFMAG2       &&
175               elf32->e_ident[EI_MAG3]  == ELFMAG3       &&
176               elf32->e_ident[EI_CLASS] == ELFCLASS32    &&
177               elf32->e_ident[EI_DATA]  == ELFDATA2MSB   &&
178               elf32->e_type            == ET_EXEC       &&
179               elf32->e_machine         == EM_PPC))
180                 return 0;
181
182         elf32 = (Elf32_Ehdr *)elfheader;
183         elf32ph = (Elf32_Phdr *) ((unsigned long)elf32 + elf32->e_phoff);
184         for (i = 0; i < elf32->e_phnum; i++, elf32ph++)
185                 if (elf32ph->p_type == PT_LOAD && elf32ph->p_offset != 0)
186                         break;
187         if (i >= elf32->e_phnum)
188                 return 0;
189
190         elfoffset = elf32ph->p_offset;
191         vmlinux.size = elf32ph->p_filesz + elf32ph->p_offset;
192         vmlinux.memsize = elf32ph->p_memsz + elf32ph->p_offset;
193         return 1;
194 }
195
196 void start(unsigned long a1, unsigned long a2, void *promptr, void *sp)
197 {
198         int len;
199         kernel_entry_t kernel_entry;
200
201         memset(__bss_start, 0, _end - __bss_start);
202
203         prom = (int (*)(void *)) promptr;
204         chosen_handle = finddevice("/chosen");
205         if (chosen_handle == (void *) -1)
206                 exit();
207         if (getprop(chosen_handle, "stdout", &stdout, sizeof(stdout)) != 4)
208                 exit();
209         stderr = stdout;
210         if (getprop(chosen_handle, "stdin", &stdin, sizeof(stdin)) != 4)
211                 exit();
212
213         printf("\n\rzImage starting: loaded at 0x%p (sp: 0x%p)\n\r", _start, sp);
214
215         vmlinuz.addr = (unsigned long)_vmlinux_start;
216         vmlinuz.size = (unsigned long)(_vmlinux_end - _vmlinux_start);
217
218         /* gunzip the ELF header of the kernel */
219         if (*(unsigned short *)vmlinuz.addr == 0x1f8b) {
220                 len = vmlinuz.size;
221                 gunzip(elfheader, sizeof(elfheader),
222                                 (unsigned char *)vmlinuz.addr, &len);
223         } else
224                 memcpy(elfheader, (const void *)vmlinuz.addr, sizeof(elfheader));
225
226         if (!is_elf64(elfheader) && !is_elf32(elfheader)) {
227                 printf("Error: not a valid PPC32 or PPC64 ELF file!\n\r");
228                 exit();
229         }
230
231         /*
232          * The first available claim_base must be above the end of the
233          * the loaded kernel wrapper file (_start to _end includes the
234          * initrd image if it is present) and rounded up to a nice
235          * 1 MB boundary for good measure.
236          */
237
238         claim_base = _ALIGN_UP((unsigned long)_end, ONE_MB);
239
240 #if defined(PROG_START)
241         /*
242          * Maintain a "magic" minimum address. This keeps some older
243          * firmware platforms running.
244          */
245
246         if (claim_base < PROG_START)
247                 claim_base = PROG_START;
248 #endif
249
250         /* We need to claim the memsize plus the file offset since gzip
251          * will expand the header (file offset), then the kernel, then
252          * possible rubbish we don't care about. But the kernel bss must
253          * be claimed (it will be zero'd by the kernel itself)
254          */
255         printf("Allocating 0x%lx bytes for kernel ...\n\r", vmlinux.memsize);
256         vmlinux.addr = try_claim(vmlinux.memsize);
257         if (vmlinux.addr == 0) {
258                 printf("Can't allocate memory for kernel image !\n\r");
259                 exit();
260         }
261
262         /*
263          * Now we try to claim memory for the initrd (and copy it there)
264          */
265         initrd.size = (unsigned long)(_initrd_end - _initrd_start);
266         initrd.memsize = initrd.size;
267         if ( initrd.size > 0 ) {
268                 printf("Allocating 0x%lx bytes for initrd ...\n\r", initrd.size);
269                 initrd.addr = try_claim(initrd.size);
270                 if (initrd.addr == 0) {
271                         printf("Can't allocate memory for initial ramdisk !\n\r");
272                         exit();
273                 }
274                 a1 = initrd.addr;
275                 a2 = initrd.size;
276                 printf("initial ramdisk moving 0x%lx <- 0x%lx (0x%lx bytes)\n\r",
277                        initrd.addr, (unsigned long)_initrd_start, initrd.size);
278                 memmove((void *)initrd.addr, (void *)_initrd_start, initrd.size);
279                 printf("initrd head: 0x%lx\n\r", *((unsigned long *)initrd.addr));
280         }
281
282         /* Eventually gunzip the kernel */
283         if (*(unsigned short *)vmlinuz.addr == 0x1f8b) {
284                 printf("gunzipping (0x%lx <- 0x%lx:0x%0lx)...",
285                        vmlinux.addr, vmlinuz.addr, vmlinuz.addr+vmlinuz.size);
286                 len = vmlinuz.size;
287                 gunzip((void *)vmlinux.addr, vmlinux.memsize,
288                         (unsigned char *)vmlinuz.addr, &len);
289                 printf("done 0x%lx bytes\n\r", len);
290         } else {
291                 memmove((void *)vmlinux.addr,(void *)vmlinuz.addr,vmlinuz.size);
292         }
293
294         /* Skip over the ELF header */
295 #ifdef DEBUG
296         printf("... skipping 0x%lx bytes of ELF header\n\r",
297                         elfoffset);
298 #endif
299         vmlinux.addr += elfoffset;
300
301         flush_cache((void *)vmlinux.addr, vmlinux.size);
302
303         kernel_entry = (kernel_entry_t)vmlinux.addr;
304 #ifdef DEBUG
305         printf( "kernel:\n\r"
306                 "        entry addr = 0x%lx\n\r"
307                 "        a1         = 0x%lx,\n\r"
308                 "        a2         = 0x%lx,\n\r"
309                 "        prom       = 0x%lx,\n\r"
310                 "        bi_recs    = 0x%lx,\n\r",
311                 (unsigned long)kernel_entry, a1, a2,
312                 (unsigned long)prom, NULL);
313 #endif
314
315         kernel_entry(a1, a2, prom, NULL);
316
317         printf("Error: Linux kernel returned to zImage bootloader!\n\r");
318
319         exit();
320 }
321