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/linkage.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16
  17 #include <asm/assembler.h>
  18 #include <asm/domain.h>
  19 #include <asm/ptrace.h>
  20 #include <asm/asm-offsets.h>
  21 #include <asm/memory.h>
  22 #include <asm/thread_info.h>
  23 #include <asm/system.h>
  24
  25 #if (PHYS_OFFSET & 0x001fffff)
  26 #error "PHYS_OFFSET must be at an even 2MiB boundary!"
  27 #endif
  28
  29 #define KERNEL_RAM_VADDR        (PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET)
  30 #define KERNEL_RAM_PADDR        (PHYS_OFFSET + TEXT_OFFSET)
  31
  32
  33 /*
  34  * swapper_pg_dir is the virtual address of the initial page table.
  35  * We place the page tables 16K below KERNEL_RAM_VADDR.  Therefore, we must
  36  * make sure that KERNEL_RAM_VADDR is correctly set.  Currently, we expect
  37  * the least significant 16 bits to be 0x8000, but we could probably
  38  * relax this restriction to KERNEL_RAM_VADDR >= PAGE_OFFSET + 0x4000.
  39  */
  40 #if (KERNEL_RAM_VADDR & 0xffff) != 0x8000
  41 #error KERNEL_RAM_VADDR must start at 0xXXXX8000
  42 #endif
  43
  44         .globl  swapper_pg_dir
  45         .equ    swapper_pg_dir, KERNEL_RAM_VADDR - 0x4000
  46
  47         .macro  pgtbl, rd
  48         ldr     \rd, =(KERNEL_RAM_PADDR - 0x4000)
  49         .endm
  50
  51 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
  52 #define KERNEL_START    XIP_VIRT_ADDR(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR)
  53 #define KERNEL_END      _edata_loc
  54 #else
  55 #define KERNEL_START    KERNEL_RAM_VADDR
  56 #define KERNEL_END      _end
  57 #endif
  58
  59 /*
  60  * Kernel startup entry point.
  61  * ---------------------------
  62  *
  63  * This is normally called from the decompressor code.  The requirements
  64  * are: MMU = off, D-cache = off, I-cache = dont care, r0 = 0,
  65  * r1 = machine nr, r2 = atags pointer.
  66  *
  67  * This code is mostly position independent, so if you link the kernel at
  68  * 0xc0008000, you call this at __pa(0xc0008000).
  69  *
  70  * See linux/arch/arm/tools/mach-types for the complete list of machine
  71  * numbers for r1.
  72  *
  73  * We're trying to keep crap to a minimum; DO NOT add any machine specific
  74  * crap here - that's what the boot loader (or in extreme, well justified
  75  * circumstances, zImage) is for.
  76  */
  77         .section ".text.head", "ax"
  78         .type   stext, %function
  79 ENTRY(stext)
  80         msr     cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE @ ensure svc mode
  81                                                 @ and irqs disabled
  82         mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id
  83         bl      __lookup_processor_type         @ r5=procinfo r9=cpuid
  84         movs    r10, r5                         @ invalid processor (r5=0)?
  85         beq     __error_p                       @ yes, error 'p'
  86         bl      __lookup_machine_type           @ r5=machinfo
  87         movs    r8, r5                          @ invalid machine (r5=0)?
  88         beq     __error_a                       @ yes, error 'a'
  89         bl      __vet_atags
  90         bl      __create_page_tables
  91
  92         /*
  93          * The following calls CPU specific code in a position independent
  94          * manner.  See arch/arm/mm/proc-*.S for details.  r10 = base of
  95          * xxx_proc_info structure selected by __lookup_machine_type
  96          * above.  On return, the CPU will be ready for the MMU to be
  97          * turned on, and r0 will hold the CPU control register value.
  98          */
  99         ldr     r13, __switch_data              @ address to jump to after
 100                                                 @ mmu has been enabled
 101         adr     lr, __enable_mmu                @ return (PIC) address
 102         add     pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC
 103
 104 #if defined(CONFIG_SMP)
 105         .type   secondary_startup, #function
 106 ENTRY(secondary_startup)
 107         /*
 108          * Common entry point for secondary CPUs.
 109          *
 110          * Ensure that we're in SVC mode, and IRQs are disabled.  Lookup
 111          * the processor type - there is no need to check the machine type
 112          * as it has already been validated by the primary processor.
 113          */
 114         msr     cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE
 115         mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id
 116         bl      __lookup_processor_type
 117         movs    r10, r5                         @ invalid processor?
 118         moveq   r0, #'p'                        @ yes, error 'p'
 119         beq     __error
 120
 121         /*
 122          * Use the page tables supplied from  __cpu_up.
 123          */
 124         adr     r4, __secondary_data
 125         ldmia   r4, {r5, r7, r13}               @ address to jump to after
 126         sub     r4, r4, r5                      @ mmu has been enabled
 127         ldr     r4, [r7, r4]                    @ get secondary_data.pgdir
 128         adr     lr, __enable_mmu                @ return address
 129         add     pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC     @ initialise processor
 130                                                 @ (return control reg)
 131
 132         /*
 133          * r6  = &secondary_data
 134          */
 135 ENTRY(__secondary_switched)
 136         ldr     sp, [r7, #4]                    @ get secondary_data.stack
 137         mov     fp, #0
 138         b       secondary_start_kernel
 139
 140         .type   __secondary_data, %object
 141 __secondary_data:
 142         .long   .
 143         .long   secondary_data
 144         .long   __secondary_switched
 145 #endif /* defined(CONFIG_SMP) */
 146
 147
 148
 149 /*
 150  * Setup common bits before finally enabling the MMU.  Essentially
 151  * this is just loading the page table pointer and domain access
 152  * registers.
 153  */
 154         .type   __enable_mmu, %function
 155 __enable_mmu:
 156 #ifdef CONFIG_ALIGNMENT_TRAP
 157         orr     r0, r0, #CR_A
 158 #else
 159         bic     r0, r0, #CR_A
 160 #endif
 161 #ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE
 162         bic     r0, r0, #CR_C
 163 #endif
 164 #ifdef CONFIG_CPU_BPREDICT_DISABLE
 165         bic     r0, r0, #CR_Z
 166 #endif
 167 #ifdef CONFIG_CPU_ICACHE_DISABLE
 168         bic     r0, r0, #CR_I
 169 #endif
 170         mov     r5, #(domain_val(DOMAIN_USER, DOMAIN_MANAGER) | \
 171                       domain_val(DOMAIN_KERNEL, DOMAIN_MANAGER) | \
 172                       domain_val(DOMAIN_TABLE, DOMAIN_MANAGER) | \
 173                       domain_val(DOMAIN_IO, DOMAIN_CLIENT))
 174         mcr     p15, 0, r5, c3, c0, 0           @ load domain access register
 175         mcr     p15, 0, r4, c2, c0, 0           @ load page table pointer
 176         b       __turn_mmu_on
 177
 178 /*
 179  * Enable the MMU.  This completely changes the structure of the visible
 180  * memory space.  You will not be able to trace execution through this.
 181  * If you have an enquiry about this, *please* check the linux-arm-kernel
 182  * mailing list archives BEFORE sending another post to the list.
 183  *
 184  *  r0  = cp#15 control register
 185  *  r13 = *virtual* address to jump to upon completion
 186  *
 187  * other registers depend on the function called upon completion
 188  */
 189         .align  5
 190         .type   __turn_mmu_on, %function
 191 __turn_mmu_on:
 192         mov     r0, r0
 193         mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0           @ write control reg
 194         mrc     p15, 0, r3, c0, c0, 0           @ read id reg
 195         mov     r3, r3
 196         mov     r3, r3
 197         mov     pc, r13
 198
 199
 200
 201 /*
 202  * Setup the initial page tables.  We only setup the barest
 203  * amount which are required to get the kernel running, which
 204  * generally means mapping in the kernel code.
 205  *
 206  * r8  = machinfo
 207  * r9  = cpuid
 208  * r10 = procinfo
 209  *
 210  * Returns:
 211  *  r0, r3, r6, r7 corrupted
 212  *  r4 = physical page table address
 213  */
 214         .type   __create_page_tables, %function
 215 __create_page_tables:
 216         pgtbl   r4                              @ page table address
 217
 218         /*
 219          * Clear the 16K level 1 swapper page table
 220          */
 221         mov     r0, r4
 222         mov     r3, #0
 223         add     r6, r0, #0x4000
 224 1:      str     r3, [r0], #4
 225         str     r3, [r0], #4
 226         str     r3, [r0], #4
 227         str     r3, [r0], #4
 228         teq     r0, r6
 229         bne     1b
 230
 231         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_MM_MMUFLAGS] @ mm_mmuflags
 232
 233         /*
 234          * Create identity mapping for first MB of kernel to
 235          * cater for the MMU enable.  This identity mapping
 236          * will be removed by paging_init().  We use our current program
 237          * counter to determine corresponding section base address.
 238          */
 239         mov     r6, pc, lsr #20                 @ start of kernel section
 240         orr     r3, r7, r6, lsl #20             @ flags + kernel base
 241         str     r3, [r4, r6, lsl #2]            @ identity mapping
 242
 243         /*
 244          * Now setup the pagetables for our kernel direct
 245          * mapped region.
 246          */
 247         add     r0, r4,  #(KERNEL_START & 0xff000000) >> 18
 248         str     r3, [r0, #(KERNEL_START & 0x00f00000) >> 18]!
 249         ldr     r6, =(KERNEL_END - 1)
 250         add     r0, r0, #4
 251         add     r6, r4, r6, lsr #18
 252 1:      cmp     r0, r6
 253         add     r3, r3, #1 << 20
 254         strls   r3, [r0], #4
 255         bls     1b
 256
 257 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 258         /*
 259          * Map some ram to cover our .data and .bss areas.
 260          */
 261         orr     r3, r7, #(KERNEL_RAM_PADDR & 0xff000000)
 262         .if     (KERNEL_RAM_PADDR & 0x00f00000)
 263         orr     r3, r3, #(KERNEL_RAM_PADDR & 0x00f00000)
 264         .endif
 265         add     r0, r4,  #(KERNEL_RAM_VADDR & 0xff000000) >> 18
 266         str     r3, [r0, #(KERNEL_RAM_VADDR & 0x00f00000) >> 18]!
 267         ldr     r6, =(_end - 1)
 268         add     r0, r0, #4
 269         add     r6, r4, r6, lsr #18
 270 1:      cmp     r0, r6
 271         add     r3, r3, #1 << 20
 272         strls   r3, [r0], #4
 273         bls     1b
 274 #endif
 275
 276         /*
 277          * Then map first 1MB of ram in case it contains our boot params.
 278          */
 279         add     r0, r4, #PAGE_OFFSET >> 18
 280         orr     r6, r7, #(PHYS_OFFSET & 0xff000000)
 281         .if     (PHYS_OFFSET & 0x00f00000)
 282         orr     r6, r6, #(PHYS_OFFSET & 0x00f00000)
 283         .endif
 284         str     r6, [r0]
 285
 286 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
 287         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_IO_MMUFLAGS] @ io_mmuflags
 288         /*
 289          * Map in IO space for serial debugging.
 290          * This allows debug messages to be output
 291          * via a serial console before paging_init.
 292          */
 293         ldr     r3, [r8, #MACHINFO_PGOFFIO]
 294         add     r0, r4, r3
 295         rsb     r3, r3, #0x4000                 @ PTRS_PER_PGD*sizeof(long)
 296         cmp     r3, #0x0800                     @ limit to 512MB
 297         movhi   r3, #0x0800
 298         add     r6, r0, r3
 299         ldr     r3, [r8, #MACHINFO_PHYSIO]
 300         orr     r3, r3, r7
 301 1:      str     r3, [r0], #4
 302         add     r3, r3, #1 << 20
 303         teq     r0, r6
 304         bne     1b
 305 #if defined(CONFIG_ARCH_NETWINDER) || defined(CONFIG_ARCH_CATS)
 306         /*
 307          * If we're using the NetWinder or CATS, we also need to map
 308          * in the 16550-type serial port for the debug messages
 309          */
 310         add     r0, r4, #0xff000000 >> 18
 311         orr     r3, r7, #0x7c000000
 312         str     r3, [r0]
 313 #endif
 314 #ifdef CONFIG_ARCH_RPC
 315         /*
 316          * Map in screen at 0x02000000 & SCREEN2_BASE
 317          * Similar reasons here - for debug.  This is
 318          * only for Acorn RiscPC architectures.
 319          */
 320         add     r0, r4, #0x02000000 >> 18
 321         orr     r3, r7, #0x02000000
 322         str     r3, [r0]
 323         add     r0, r4, #0xd8000000 >> 18
 324         str     r3, [r0]
 325 #endif
 326 #endif
 327         mov     pc, lr
 328         .ltorg
 329
 330 #include "head-common.S"