Add linux-next specific files for 20110516
[linux-2.6/next.git] / arch / arm / kernel / head.S
bloba5e5c5b9b48e5b68e1ef83582dca5e8861754fd3
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>
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>
25 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
26 #include <mach/debug-macro.S>
27 #endif
30  * swapper_pg_dir is the virtual address of the initial page table.
31  * We place the page tables 16K below KERNEL_RAM_VADDR.  Therefore, we must
32  * make sure that KERNEL_RAM_VADDR is correctly set.  Currently, we expect
33  * the least significant 16 bits to be 0x8000, but we could probably
34  * relax this restriction to KERNEL_RAM_VADDR >= PAGE_OFFSET + 0x4000.
35  */
36 #define KERNEL_RAM_VADDR        (PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET)
37 #if (KERNEL_RAM_VADDR & 0xffff) != 0x8000
38 #error KERNEL_RAM_VADDR must start at 0xXXXX8000
39 #endif
41         .globl  swapper_pg_dir
42         .equ    swapper_pg_dir, KERNEL_RAM_VADDR - 0x4000
44         .macro  pgtbl, rd, phys
45         add     \rd, \phys, #TEXT_OFFSET - 0x4000
46         .endm
48 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
49 #define KERNEL_START    XIP_VIRT_ADDR(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR)
50 #define KERNEL_END      _edata_loc
51 #else
52 #define KERNEL_START    KERNEL_RAM_VADDR
53 #define KERNEL_END      _end
54 #endif
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, r2 = atags or dtb pointer.
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         __HEAD
75 ENTRY(stext)
76         setmode PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE, r9 @ ensure svc mode
77                                                 @ and irqs disabled
78         mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id
79         bl      __lookup_processor_type         @ r5=procinfo r9=cpuid
80         movs    r10, r5                         @ invalid processor (r5=0)?
81  THUMB( it      eq )            @ force fixup-able long branch encoding
82         beq     __error_p                       @ yes, error 'p'
84 #ifndef CONFIG_XIP_KERNEL
85         adr     r3, 2f
86         ldmia   r3, {r4, r8}
87         sub     r4, r3, r4                      @ (PHYS_OFFSET - PAGE_OFFSET)
88         add     r8, r8, r4                      @ PHYS_OFFSET
89 #else
90         ldr     r8, =PLAT_PHYS_OFFSET
91 #endif
93         /*
94          * r1 = machine no, r2 = atags or dtb,
95          * r8 = phys_offset, r9 = cpuid, r10 = procinfo
96          */
97         bl      __vet_atags
98 #ifdef CONFIG_SMP_ON_UP
99         bl      __fixup_smp
100 #endif
101 #ifdef CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT
102         bl      __fixup_pv_table
103 #endif
104         bl      __create_page_tables
106         /*
107          * The following calls CPU specific code in a position independent
108          * manner.  See arch/arm/mm/proc-*.S for details.  r10 = base of
109          * xxx_proc_info structure selected by __lookup_processor_type
110          * above.  On return, the CPU will be ready for the MMU to be
111          * turned on, and r0 will hold the CPU control register value.
112          */
113         ldr     r13, =__mmap_switched           @ address to jump to after
114                                                 @ mmu has been enabled
115         adr     lr, BSYM(1f)                    @ return (PIC) address
116  ARM(   add     pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC     )
117  THUMB( add     r12, r10, #PROCINFO_INITFUNC    )
118  THUMB( mov     pc, r12                         )
119 1:      b       __enable_mmu
120 ENDPROC(stext)
121         .ltorg
122 #ifndef CONFIG_XIP_KERNEL
123 2:      .long   .
124         .long   PAGE_OFFSET
125 #endif
128  * Setup the initial page tables.  We only setup the barest
129  * amount which are required to get the kernel running, which
130  * generally means mapping in the kernel code.
132  * r8 = phys_offset, r9 = cpuid, r10 = procinfo
134  * Returns:
135  *  r0, r3, r5-r7 corrupted
136  *  r4 = physical page table address
137  */
138 __create_page_tables:
139         pgtbl   r4, r8                          @ page table address
141         /*
142          * Clear the 16K level 1 swapper page table
143          */
144         mov     r0, r4
145         mov     r3, #0
146         add     r6, r0, #0x4000
147 1:      str     r3, [r0], #4
148         str     r3, [r0], #4
149         str     r3, [r0], #4
150         str     r3, [r0], #4
151         teq     r0, r6
152         bne     1b
154         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_MM_MMUFLAGS] @ mm_mmuflags
156         /*
157          * Create identity mapping to cater for __enable_mmu.
158          * This identity mapping will be removed by paging_init().
159          */
160         adr     r0, __enable_mmu_loc
161         ldmia   r0, {r3, r5, r6}
162         sub     r0, r0, r3                      @ virt->phys offset
163         add     r5, r5, r0                      @ phys __enable_mmu
164         add     r6, r6, r0                      @ phys __enable_mmu_end
165         mov     r5, r5, lsr #20
166         mov     r6, r6, lsr #20
168 1:      orr     r3, r7, r5, lsl #20             @ flags + kernel base
169         str     r3, [r4, r5, lsl #2]            @ identity mapping
170         teq     r5, r6
171         addne   r5, r5, #1                      @ next section
172         bne     1b
174         /*
175          * Now setup the pagetables for our kernel direct
176          * mapped region.
177          */
178         mov     r3, pc
179         mov     r3, r3, lsr #20
180         orr     r3, r7, r3, lsl #20
181         add     r0, r4,  #(KERNEL_START & 0xff000000) >> 18
182         str     r3, [r0, #(KERNEL_START & 0x00f00000) >> 18]!
183         ldr     r6, =(KERNEL_END - 1)
184         add     r0, r0, #4
185         add     r6, r4, r6, lsr #18
186 1:      cmp     r0, r6
187         add     r3, r3, #1 << 20
188         strls   r3, [r0], #4
189         bls     1b
191 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
192         /*
193          * Map some ram to cover our .data and .bss areas.
194          */
195         add     r3, r8, #TEXT_OFFSET
196         orr     r3, r3, r7
197         add     r0, r4,  #(KERNEL_RAM_VADDR & 0xff000000) >> 18
198         str     r3, [r0, #(KERNEL_RAM_VADDR & 0x00f00000) >> 18]!
199         ldr     r6, =(_end - 1)
200         add     r0, r0, #4
201         add     r6, r4, r6, lsr #18
202 1:      cmp     r0, r6
203         add     r3, r3, #1 << 20
204         strls   r3, [r0], #4
205         bls     1b
206 #endif
208         /*
209          * Then map boot params address in r2 or
210          * the first 1MB of ram if boot params address is not specified.
211          */
212         mov     r0, r2, lsr #20
213         movs    r0, r0, lsl #20
214         moveq   r0, r8
215         sub     r3, r0, r8
216         add     r3, r3, #PAGE_OFFSET
217         add     r3, r4, r3, lsr #18
218         orr     r6, r7, r0
219         str     r6, [r3]
221 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
222 #ifndef CONFIG_DEBUG_ICEDCC
223         /*
224          * Map in IO space for serial debugging.
225          * This allows debug messages to be output
226          * via a serial console before paging_init.
227          */
228         addruart r7, r3
230         mov     r3, r3, lsr #20
231         mov     r3, r3, lsl #2
233         add     r0, r4, r3
234         rsb     r3, r3, #0x4000                 @ PTRS_PER_PGD*sizeof(long)
235         cmp     r3, #0x0800                     @ limit to 512MB
236         movhi   r3, #0x0800
237         add     r6, r0, r3
238         mov     r3, r7, lsr #20
239         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_IO_MMUFLAGS] @ io_mmuflags
240         orr     r3, r7, r3, lsl #20
241 1:      str     r3, [r0], #4
242         add     r3, r3, #1 << 20
243         teq     r0, r6
244         bne     1b
246 #else /* CONFIG_DEBUG_ICEDCC */
247         /* we don't need any serial debugging mappings for ICEDCC */
248         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_IO_MMUFLAGS] @ io_mmuflags
249 #endif /* !CONFIG_DEBUG_ICEDCC */
251 #if defined(CONFIG_ARCH_NETWINDER) || defined(CONFIG_ARCH_CATS)
252         /*
253          * If we're using the NetWinder or CATS, we also need to map
254          * in the 16550-type serial port for the debug messages
255          */
256         add     r0, r4, #0xff000000 >> 18
257         orr     r3, r7, #0x7c000000
258         str     r3, [r0]
259 #endif
260 #ifdef CONFIG_ARCH_RPC
261         /*
262          * Map in screen at 0x02000000 & SCREEN2_BASE
263          * Similar reasons here - for debug.  This is
264          * only for Acorn RiscPC architectures.
265          */
266         add     r0, r4, #0x02000000 >> 18
267         orr     r3, r7, #0x02000000
268         str     r3, [r0]
269         add     r0, r4, #0xd8000000 >> 18
270         str     r3, [r0]
271 #endif
272 #endif
273         mov     pc, lr
274 ENDPROC(__create_page_tables)
275         .ltorg
276         .align
277 __enable_mmu_loc:
278         .long   .
279         .long   __enable_mmu
280         .long   __enable_mmu_end
282 #if defined(CONFIG_SMP)
283         __CPUINIT
284 ENTRY(secondary_startup)
285         /*
286          * Common entry point for secondary CPUs.
287          *
288          * Ensure that we're in SVC mode, and IRQs are disabled.  Lookup
289          * the processor type - there is no need to check the machine type
290          * as it has already been validated by the primary processor.
291          */
292         setmode PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE, r9
293         mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id
294         bl      __lookup_processor_type
295         movs    r10, r5                         @ invalid processor?
296         moveq   r0, #'p'                        @ yes, error 'p'
297  THUMB( it      eq )            @ force fixup-able long branch encoding
298         beq     __error_p
300         /*
301          * Use the page tables supplied from  __cpu_up.
302          */
303         adr     r4, __secondary_data
304         ldmia   r4, {r5, r7, r12}               @ address to jump to after
305         sub     r4, r4, r5                      @ mmu has been enabled
306         ldr     r4, [r7, r4]                    @ get secondary_data.pgdir
307         adr     lr, BSYM(__enable_mmu)          @ return address
308         mov     r13, r12                        @ __secondary_switched address
309  ARM(   add     pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC     ) @ initialise processor
310                                                   @ (return control reg)
311  THUMB( add     r12, r10, #PROCINFO_INITFUNC    )
312  THUMB( mov     pc, r12                         )
313 ENDPROC(secondary_startup)
315         /*
316          * r6  = &secondary_data
317          */
318 ENTRY(__secondary_switched)
319         ldr     sp, [r7, #4]                    @ get secondary_data.stack
320         mov     fp, #0
321         b       secondary_start_kernel
322 ENDPROC(__secondary_switched)
324         .align
326         .type   __secondary_data, %object
327 __secondary_data:
328         .long   .
329         .long   secondary_data
330         .long   __secondary_switched
331 #endif /* defined(CONFIG_SMP) */
336  * Setup common bits before finally enabling the MMU.  Essentially
337  * this is just loading the page table pointer and domain access
338  * registers.
340  *  r0  = cp#15 control register
341  *  r1  = machine ID
342  *  r2  = atags or dtb pointer
343  *  r4  = page table pointer
344  *  r9  = processor ID
345  *  r13 = *virtual* address to jump to upon completion
346  */
347 __enable_mmu:
348 #ifdef CONFIG_ALIGNMENT_TRAP
349         orr     r0, r0, #CR_A
350 #else
351         bic     r0, r0, #CR_A
352 #endif
353 #ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE
354         bic     r0, r0, #CR_C
355 #endif
356 #ifdef CONFIG_CPU_BPREDICT_DISABLE
357         bic     r0, r0, #CR_Z
358 #endif
359 #ifdef CONFIG_CPU_ICACHE_DISABLE
360         bic     r0, r0, #CR_I
361 #endif
362         mov     r5, #(domain_val(DOMAIN_USER, DOMAIN_MANAGER) | \
363                       domain_val(DOMAIN_KERNEL, DOMAIN_MANAGER) | \
364                       domain_val(DOMAIN_TABLE, DOMAIN_MANAGER) | \
365                       domain_val(DOMAIN_IO, DOMAIN_CLIENT))
366         mcr     p15, 0, r5, c3, c0, 0           @ load domain access register
367         mcr     p15, 0, r4, c2, c0, 0           @ load page table pointer
368         b       __turn_mmu_on
369 ENDPROC(__enable_mmu)
372  * Enable the MMU.  This completely changes the structure of the visible
373  * memory space.  You will not be able to trace execution through this.
374  * If you have an enquiry about this, *please* check the linux-arm-kernel
375  * mailing list archives BEFORE sending another post to the list.
377  *  r0  = cp#15 control register
378  *  r1  = machine ID
379  *  r2  = atags or dtb pointer
380  *  r9  = processor ID
381  *  r13 = *virtual* address to jump to upon completion
383  * other registers depend on the function called upon completion
384  */
385         .align  5
386 __turn_mmu_on:
387         mov     r0, r0
388         mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0           @ write control reg
389         mrc     p15, 0, r3, c0, c0, 0           @ read id reg
390         mov     r3, r3
391         mov     r3, r13
392         mov     pc, r3
393 __enable_mmu_end:
394 ENDPROC(__turn_mmu_on)
397 #ifdef CONFIG_SMP_ON_UP
398         __INIT
399 __fixup_smp:
400         and     r3, r9, #0x000f0000     @ architecture version
401         teq     r3, #0x000f0000         @ CPU ID supported?
402         bne     __fixup_smp_on_up       @ no, assume UP
404         bic     r3, r9, #0x00ff0000
405         bic     r3, r3, #0x0000000f     @ mask 0xff00fff0
406         mov     r4, #0x41000000
407         orr     r4, r4, #0x0000b000
408         orr     r4, r4, #0x00000020     @ val 0x4100b020
409         teq     r3, r4                  @ ARM 11MPCore?
410         moveq   pc, lr                  @ yes, assume SMP
412         mrc     p15, 0, r0, c0, c0, 5   @ read MPIDR
413         and     r0, r0, #0xc0000000     @ multiprocessing extensions and
414         teq     r0, #0x80000000         @ not part of a uniprocessor system?
415         moveq   pc, lr                  @ yes, assume SMP
417 __fixup_smp_on_up:
418         adr     r0, 1f
419         ldmia   r0, {r3 - r5}
420         sub     r3, r0, r3
421         add     r4, r4, r3
422         add     r5, r5, r3
423         b       __do_fixup_smp_on_up
424 ENDPROC(__fixup_smp)
426         .align
427 1:      .word   .
428         .word   __smpalt_begin
429         .word   __smpalt_end
431         .pushsection .data
432         .globl  smp_on_up
433 smp_on_up:
434         ALT_SMP(.long   1)
435         ALT_UP(.long    0)
436         .popsection
437 #endif
439         .text
440 __do_fixup_smp_on_up:
441         cmp     r4, r5
442         movhs   pc, lr
443         ldmia   r4!, {r0, r6}
444  ARM(   str     r6, [r0, r3]    )
445  THUMB( add     r0, r0, r3      )
446 #ifdef __ARMEB__
447  THUMB( mov     r6, r6, ror #16 )       @ Convert word order for big-endian.
448 #endif
449  THUMB( strh    r6, [r0], #2    )       @ For Thumb-2, store as two halfwords
450  THUMB( mov     r6, r6, lsr #16 )       @ to be robust against misaligned r3.
451  THUMB( strh    r6, [r0]        )
452         b       __do_fixup_smp_on_up
453 ENDPROC(__do_fixup_smp_on_up)
455 ENTRY(fixup_smp)
456         stmfd   sp!, {r4 - r6, lr}
457         mov     r4, r0
458         add     r5, r0, r1
459         mov     r3, #0
460         bl      __do_fixup_smp_on_up
461         ldmfd   sp!, {r4 - r6, pc}
462 ENDPROC(fixup_smp)
464 #ifdef CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT
466 /* __fixup_pv_table - patch the stub instructions with the delta between
467  * PHYS_OFFSET and PAGE_OFFSET, which is assumed to be 16MiB aligned and
468  * can be expressed by an immediate shifter operand. The stub instruction
469  * has a form of '(add|sub) rd, rn, #imm'.
470  */
471         __HEAD
472 __fixup_pv_table:
473         adr     r0, 1f
474         ldmia   r0, {r3-r5, r7}
475         sub     r3, r0, r3      @ PHYS_OFFSET - PAGE_OFFSET
476         add     r4, r4, r3      @ adjust table start address
477         add     r5, r5, r3      @ adjust table end address
478         add     r7, r7, r3      @ adjust __pv_phys_offset address
479         str     r8, [r7]        @ save computed PHYS_OFFSET to __pv_phys_offset
480 #ifndef CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT_16BIT
481         mov     r6, r3, lsr #24 @ constant for add/sub instructions
482         teq     r3, r6, lsl #24 @ must be 16MiB aligned
483 #else
484         mov     r6, r3, lsr #16 @ constant for add/sub instructions
485         teq     r3, r6, lsl #16 @ must be 64kiB aligned
486 #endif
487 THUMB(  it      ne              @ cross section branch )
488         bne     __error
489         str     r6, [r7, #4]    @ save to __pv_offset
490         b       __fixup_a_pv_table
491 ENDPROC(__fixup_pv_table)
493         .align
494 1:      .long   .
495         .long   __pv_table_begin
496         .long   __pv_table_end
497 2:      .long   __pv_phys_offset
499         .text
500 __fixup_a_pv_table:
501 #ifdef CONFIG_THUMB2_KERNEL
502 #ifdef CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT_16BIT
503         lsls    r0, r6, #24
504         lsr     r6, #8
505         beq     1f
506         clz     r7, r0
507         lsr     r0, #24
508         lsl     r0, r7
509         bic     r0, 0x0080
510         lsrs    r7, #1
511         orrcs   r0, #0x0080
512         orr     r0, r0, r7, lsl #12
513 #endif
514 1:      lsls    r6, #24
515         beq     4f
516         clz     r7, r6
517         lsr     r6, #24
518         lsl     r6, r7
519         bic     r6, #0x0080
520         lsrs    r7, #1
521         orrcs   r6, #0x0080
522         orr     r6, r6, r7, lsl #12
523         orr     r6, #0x4000
524         b       4f
525 2:      @ at this point the C flag is always clear
526         add     r7, r3
527 #ifdef CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT_16BIT
528         ldrh    ip, [r7]
529         tst     ip, 0x0400      @ the i bit tells us LS or MS byte
530         beq     3f
531         cmp     r0, #0          @ set C flag, and ...
532         biceq   ip, 0x0400      @ immediate zero value has a special encoding
533         streqh  ip, [r7]        @ that requires the i bit cleared
534 #endif
535 3:      ldrh    ip, [r7, #2]
536         and     ip, 0x8f00
537         orrcc   ip, r6  @ mask in offset bits 31-24
538         orrcs   ip, r0  @ mask in offset bits 23-16
539         strh    ip, [r7, #2]
540 4:      cmp     r4, r5
541         ldrcc   r7, [r4], #4    @ use branch for delay slot
542         bcc     2b
543         bx      lr
544 #else
545 #ifdef CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT_16BIT
546         and     r0, r6, #255    @ offset bits 23-16
547         mov     r6, r6, lsr #8  @ offset bits 31-24
548 #else
549         mov     r0, #0          @ just in case...
550 #endif
551         b       3f
552 2:      ldr     ip, [r7, r3]
553         bic     ip, ip, #0x000000ff
554         tst     ip, #0x400      @ rotate shift tells us LS or MS byte
555         orrne   ip, ip, r6      @ mask in offset bits 31-24
556         orreq   ip, ip, r0      @ mask in offset bits 23-16
557         str     ip, [r7, r3]
558 3:      cmp     r4, r5
559         ldrcc   r7, [r4], #4    @ use branch for delay slot
560         bcc     2b
561         mov     pc, lr
562 #endif
563 ENDPROC(__fixup_a_pv_table)
565 ENTRY(fixup_pv_table)
566         stmfd   sp!, {r4 - r7, lr}
567         ldr     r2, 2f                  @ get address of __pv_phys_offset
568         mov     r3, #0                  @ no offset
569         mov     r4, r0                  @ r0 = table start
570         add     r5, r0, r1              @ r1 = table size
571         ldr     r6, [r2, #4]            @ get __pv_offset
572         bl      __fixup_a_pv_table
573         ldmfd   sp!, {r4 - r7, pc}
574 ENDPROC(fixup_pv_table)
576         .align
577 2:      .long   __pv_phys_offset
579         .data
580         .globl  __pv_phys_offset
581         .type   __pv_phys_offset, %object
582 __pv_phys_offset:
583         .long   0
584         .size   __pv_phys_offset, . - __pv_phys_offset
585 __pv_offset:
586         .long   0
587 #endif
589 #include "head-common.S"