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  * swapper_pg_dir is the virtual address of the initial page table.
  34  * We place the page tables 16K below KERNEL_RAM_VADDR.  Therefore, we must
  35  * make sure that KERNEL_RAM_VADDR is correctly set.  Currently, we expect
  36  * the least significant 16 bits to be 0x8000, but we could probably
  37  * relax this restriction to KERNEL_RAM_VADDR >= PAGE_OFFSET + 0x4000.
  38  */
  39 #if (KERNEL_RAM_VADDR & 0xffff) != 0x8000
  40 #error KERNEL_RAM_VADDR must start at 0xXXXX8000
  41 #endif
  42
  43         .globl  swapper_pg_dir
  44         .equ    swapper_pg_dir, KERNEL_RAM_VADDR - 0x4000
  45
  46         .macro  pgtbl, rd
  47         ldr     \rd, =(KERNEL_RAM_PADDR - 0x4000)
  48         .endm
  49
  50 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
  51 #define TEXTADDR  XIP_VIRT_ADDR(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR)
  52 #else
  53 #define TEXTADDR  KERNEL_RAM_VADDR
  54 #endif
  55
  56 /*
  57  * Kernel startup entry point.
  58  * ---------------------------
  59  *
  60  * This is normally called from the decompressor code.  The requirements
  61  * are: MMU = off, D-cache = off, I-cache = dont care, r0 = 0,
  62  * r1 = machine nr.
  63  *
  64  * This code is mostly position independent, so if you link the kernel at
  65  * 0xc0008000, you call this at __pa(0xc0008000).
  66  *
  67  * See linux/arch/arm/tools/mach-types for the complete list of machine
  68  * numbers for r1.
  69  *
  70  * We're trying to keep crap to a minimum; DO NOT add any machine specific
  71  * crap here - that's what the boot loader (or in extreme, well justified
  72  * circumstances, zImage) is for.
  73  */
  74         __INIT
  75         .type   stext, %function
  76 ENTRY(stext)
  77         msr     cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE @ ensure svc mode
  78                                                 @ and irqs disabled
  79         mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id
  80         bl      __lookup_processor_type         @ r5=procinfo r9=cpuid
  81         movs    r10, r5                         @ invalid processor (r5=0)?
  82         beq     __error_p                       @ yes, error 'p'
  83         bl      __lookup_machine_type           @ r5=machinfo
  84         movs    r8, r5                          @ invalid machine (r5=0)?
  85         beq     __error_a                       @ yes, error 'a'
  86         bl      __create_page_tables
  87
  88         /*
  89          * The following calls CPU specific code in a position independent
  90          * manner.  See arch/arm/mm/proc-*.S for details.  r10 = base of
  91          * xxx_proc_info structure selected by __lookup_machine_type
  92          * above.  On return, the CPU will be ready for the MMU to be
  93          * turned on, and r0 will hold the CPU control register value.
  94          */
  95         ldr     r13, __switch_data              @ address to jump to after
  96                                                 @ mmu has been enabled
  97         adr     lr, __enable_mmu                @ return (PIC) address
  98         add     pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC
  99
 100 #if defined(CONFIG_SMP)
 101         .type   secondary_startup, #function
 102 ENTRY(secondary_startup)
 103         /*
 104          * Common entry point for secondary CPUs.
 105          *
 106          * Ensure that we're in SVC mode, and IRQs are disabled.  Lookup
 107          * the processor type - there is no need to check the machine type
 108          * as it has already been validated by the primary processor.
 109          */
 110         msr     cpsr_c, #PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE
 111         mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id
 112         bl      __lookup_processor_type
 113         movs    r10, r5                         @ invalid processor?
 114         moveq   r0, #'p'                        @ yes, error 'p'
 115         beq     __error
 116
 117         /*
 118          * Use the page tables supplied from  __cpu_up.
 119          */
 120         adr     r4, __secondary_data
 121         ldmia   r4, {r5, r7, r13}               @ address to jump to after
 122         sub     r4, r4, r5                      @ mmu has been enabled
 123         ldr     r4, [r7, r4]                    @ get secondary_data.pgdir
 124         adr     lr, __enable_mmu                @ return address
 125         add     pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC     @ initialise processor
 126                                                 @ (return control reg)
 127
 128         /*
 129          * r6  = &secondary_data
 130          */
 131 ENTRY(__secondary_switched)
 132         ldr     sp, [r7, #4]                    @ get secondary_data.stack
 133         mov     fp, #0
 134         b       secondary_start_kernel
 135
 136         .type   __secondary_data, %object
 137 __secondary_data:
 138         .long   .
 139         .long   secondary_data
 140         .long   __secondary_switched
 141 #endif /* defined(CONFIG_SMP) */
 142
 143
 144
 145 /*
 146  * Setup common bits before finally enabling the MMU.  Essentially
 147  * this is just loading the page table pointer and domain access
 148  * registers.
 149  */
 150         .type   __enable_mmu, %function
 151 __enable_mmu:
 152 #ifdef CONFIG_ALIGNMENT_TRAP
 153         orr     r0, r0, #CR_A
 154 #else
 155         bic     r0, r0, #CR_A
 156 #endif
 157 #ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE
 158         bic     r0, r0, #CR_C
 159 #endif
 160 #ifdef CONFIG_CPU_BPREDICT_DISABLE
 161         bic     r0, r0, #CR_Z
 162 #endif
 163 #ifdef CONFIG_CPU_ICACHE_DISABLE
 164         bic     r0, r0, #CR_I
 165 #endif
 166         mov     r5, #(domain_val(DOMAIN_USER, DOMAIN_MANAGER) | \
 167                       domain_val(DOMAIN_KERNEL, DOMAIN_MANAGER) | \
 168                       domain_val(DOMAIN_TABLE, DOMAIN_MANAGER) | \
 169                       domain_val(DOMAIN_IO, DOMAIN_CLIENT))
 170         mcr     p15, 0, r5, c3, c0, 0           @ load domain access register
 171         mcr     p15, 0, r4, c2, c0, 0           @ load page table pointer
 172         b       __turn_mmu_on
 173
 174 /*
 175  * Enable the MMU.  This completely changes the structure of the visible
 176  * memory space.  You will not be able to trace execution through this.
 177  * If you have an enquiry about this, *please* check the linux-arm-kernel
 178  * mailing list archives BEFORE sending another post to the list.
 179  *
 180  *  r0  = cp#15 control register
 181  *  r13 = *virtual* address to jump to upon completion
 182  *
 183  * other registers depend on the function called upon completion
 184  */
 185         .align  5
 186         .type   __turn_mmu_on, %function
 187 __turn_mmu_on:
 188         mov     r0, r0
 189         mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0           @ write control reg
 190         mrc     p15, 0, r3, c0, c0, 0           @ read id reg
 191         mov     r3, r3
 192         mov     r3, r3
 193         mov     pc, r13
 194
 195
 196
 197 /*
 198  * Setup the initial page tables.  We only setup the barest
 199  * amount which are required to get the kernel running, which
 200  * generally means mapping in the kernel code.
 201  *
 202  * r8  = machinfo
 203  * r9  = cpuid
 204  * r10 = procinfo
 205  *
 206  * Returns:
 207  *  r0, r3, r6, r7 corrupted
 208  *  r4 = physical page table address
 209  */
 210         .type   __create_page_tables, %function
 211 __create_page_tables:
 212         pgtbl   r4                              @ page table address
 213
 214         /*
 215          * Clear the 16K level 1 swapper page table
 216          */
 217         mov     r0, r4
 218         mov     r3, #0
 219         add     r6, r0, #0x4000
 220 1:      str     r3, [r0], #4
 221         str     r3, [r0], #4
 222         str     r3, [r0], #4
 223         str     r3, [r0], #4
 224         teq     r0, r6
 225         bne     1b
 226
 227         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_MM_MMUFLAGS] @ mm_mmuflags
 228
 229         /*
 230          * Create identity mapping for first MB of kernel to
 231          * cater for the MMU enable.  This identity mapping
 232          * will be removed by paging_init().  We use our current program
 233          * counter to determine corresponding section base address.
 234          */
 235         mov     r6, pc, lsr #20                 @ start of kernel section
 236         orr     r3, r7, r6, lsl #20             @ flags + kernel base
 237         str     r3, [r4, r6, lsl #2]            @ identity mapping
 238
 239         /*
 240          * Now setup the pagetables for our kernel direct
 241          * mapped region.
 242          */
 243         add     r0, r4,  #(TEXTADDR & 0xff000000) >> 18 @ start of kernel
 244         str     r3, [r0, #(TEXTADDR & 0x00f00000) >> 18]!
 245
 246         ldr     r6, =(_end - PAGE_OFFSET - 1)   @ r6 = number of sections
 247         mov     r6, r6, lsr #20                 @ needed for kernel minus 1
 248
 249 1:      add     r3, r3, #1 << 20
 250         str     r3, [r0, #4]!
 251         subs    r6, r6, #1
 252         bgt     1b
 253
 254         /*
 255          * Then map first 1MB of ram in case it contains our boot params.
 256          */
 257         add     r0, r4, #PAGE_OFFSET >> 18
 258         orr     r6, r7, #(PHYS_OFFSET & 0xff000000)
 259         orr     r6, r6, #(PHYS_OFFSET & 0x00e00000)
 260         str     r6, [r0]
 261
 262 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
 263         /*
 264          * Map some ram to cover our .data and .bss areas.
 265          * Mapping 3MB should be plenty.
 266          */
 267         sub     r3, r4, #PHYS_OFFSET
 268         mov     r3, r3, lsr #20
 269         add     r0, r0, r3, lsl #2
 270         add     r6, r6, r3, lsl #20
 271         str     r6, [r0], #4
 272         add     r6, r6, #(1 << 20)
 273         str     r6, [r0], #4
 274         add     r6, r6, #(1 << 20)
 275         str     r6, [r0]
 276 #endif
 277
 278 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
 279         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_IO_MMUFLAGS] @ io_mmuflags
 280         /*
 281          * Map in IO space for serial debugging.
 282          * This allows debug messages to be output
 283          * via a serial console before paging_init.
 284          */
 285         ldr     r3, [r8, #MACHINFO_PGOFFIO]
 286         add     r0, r4, r3
 287         rsb     r3, r3, #0x4000                 @ PTRS_PER_PGD*sizeof(long)
 288         cmp     r3, #0x0800                     @ limit to 512MB
 289         movhi   r3, #0x0800
 290         add     r6, r0, r3
 291         ldr     r3, [r8, #MACHINFO_PHYSIO]
 292         orr     r3, r3, r7
 293 1:      str     r3, [r0], #4
 294         add     r3, r3, #1 << 20
 295         teq     r0, r6
 296         bne     1b
 297 #if defined(CONFIG_ARCH_NETWINDER) || defined(CONFIG_ARCH_CATS)
 298         /*
 299          * If we're using the NetWinder or CATS, we also need to map
 300          * in the 16550-type serial port for the debug messages
 301          */
 302         add     r0, r4, #0xff000000 >> 18
 303         orr     r3, r7, #0x7c000000
 304         str     r3, [r0]
 305 #endif
 306 #ifdef CONFIG_ARCH_RPC
 307         /*
 308          * Map in screen at 0x02000000 & SCREEN2_BASE
 309          * Similar reasons here - for debug.  This is
 310          * only for Acorn RiscPC architectures.
 311          */
 312         add     r0, r4, #0x02000000 >> 18
 313         orr     r3, r7, #0x02000000
 314         str     r3, [r0]
 315         add     r0, r4, #0xd8000000 >> 18
 316         str     r3, [r0]
 317 #endif
 318 #endif
 319         mov     pc, lr
 320         .ltorg
 321
 322 #include "head-common.S"