Merge remote-tracking branch 's5p/for-next'
[linux-2.6/next.git] / arch / arm / kernel / head.S
blobaa65a72333dd5b2c9fa7512d4d7f66edd1e01676
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>
24 #include <asm/pgtable.h>
26 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
27 #include <mach/debug-macro.S>
28 #endif
31  * swapper_pg_dir is the virtual address of the initial page table.
32  * We place the page tables 16K below KERNEL_RAM_VADDR.  Therefore, we must
33  * make sure that KERNEL_RAM_VADDR is correctly set.  Currently, we expect
34  * the least significant 16 bits to be 0x8000, but we could probably
35  * relax this restriction to KERNEL_RAM_VADDR >= PAGE_OFFSET + 0x4000.
36  */
37 #define KERNEL_RAM_VADDR        (PAGE_OFFSET + TEXT_OFFSET)
38 #if (KERNEL_RAM_VADDR & 0xffff) != 0x8000
39 #error KERNEL_RAM_VADDR must start at 0xXXXX8000
40 #endif
42 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
43         /* LPAE requires an additional page for the PGD */
44 #define PG_DIR_SIZE     0x5000
45 #define PMD_ORDER       3
46 #else
47 #define PG_DIR_SIZE     0x4000
48 #define PMD_ORDER       2
49 #endif
51         .globl  swapper_pg_dir
52         .equ    swapper_pg_dir, KERNEL_RAM_VADDR - PG_DIR_SIZE
54         .macro  pgtbl, rd, phys
55         add     \rd, \phys, #TEXT_OFFSET - PG_DIR_SIZE
56         .endm
58 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
59 #define KERNEL_START    XIP_VIRT_ADDR(CONFIG_XIP_PHYS_ADDR)
60 #define KERNEL_END      _edata_loc
61 #else
62 #define KERNEL_START    KERNEL_RAM_VADDR
63 #define KERNEL_END      _end
64 #endif
67  * Kernel startup entry point.
68  * ---------------------------
69  *
70  * This is normally called from the decompressor code.  The requirements
71  * are: MMU = off, D-cache = off, I-cache = dont care, r0 = 0,
72  * r1 = machine nr, r2 = atags or dtb pointer.
73  *
74  * This code is mostly position independent, so if you link the kernel at
75  * 0xc0008000, you call this at __pa(0xc0008000).
76  *
77  * See linux/arch/arm/tools/mach-types for the complete list of machine
78  * numbers for r1.
79  *
80  * We're trying to keep crap to a minimum; DO NOT add any machine specific
81  * crap here - that's what the boot loader (or in extreme, well justified
82  * circumstances, zImage) is for.
83  */
84         .arm
86         __HEAD
87 ENTRY(stext)
89  THUMB( adr     r9, BSYM(1f)    )       @ Kernel is always entered in ARM.
90  THUMB( bx      r9              )       @ If this is a Thumb-2 kernel,
91  THUMB( .thumb                  )       @ switch to Thumb now.
92  THUMB(1:                       )
94         setmode PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE, r9 @ ensure svc mode
95                                                 @ and irqs disabled
96         mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id
97         bl      __lookup_processor_type         @ r5=procinfo r9=cpuid
98         movs    r10, r5                         @ invalid processor (r5=0)?
99  THUMB( it      eq )            @ force fixup-able long branch encoding
100         beq     __error_p                       @ yes, error 'p'
102 #ifndef CONFIG_XIP_KERNEL
103         adr     r3, 2f
104         ldmia   r3, {r4, r8}
105         sub     r4, r3, r4                      @ (PHYS_OFFSET - PAGE_OFFSET)
106         add     r8, r8, r4                      @ PHYS_OFFSET
107 #else
108         ldr     r8, =PLAT_PHYS_OFFSET
109 #endif
111         /*
112          * r1 = machine no, r2 = atags or dtb,
113          * r8 = phys_offset, r9 = cpuid, r10 = procinfo
114          */
115         bl      __vet_atags
116 #ifdef CONFIG_SMP_ON_UP
117         bl      __fixup_smp
118 #endif
119 #ifdef CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT
120         bl      __fixup_pv_table
121 #endif
122         bl      __create_page_tables
124         /*
125          * The following calls CPU specific code in a position independent
126          * manner.  See arch/arm/mm/proc-*.S for details.  r10 = base of
127          * xxx_proc_info structure selected by __lookup_processor_type
128          * above.  On return, the CPU will be ready for the MMU to be
129          * turned on, and r0 will hold the CPU control register value.
130          */
131         ldr     r13, =__mmap_switched           @ address to jump to after
132                                                 @ mmu has been enabled
133         adr     lr, BSYM(1f)                    @ return (PIC) address
134         mov     r8, r4                          @ set TTBR1 to swapper_pg_dir
135  ARM(   add     pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC     )
136  THUMB( add     r12, r10, #PROCINFO_INITFUNC    )
137  THUMB( mov     pc, r12                         )
138 1:      b       __enable_mmu
139 ENDPROC(stext)
140         .ltorg
141 #ifndef CONFIG_XIP_KERNEL
142 2:      .long   .
143         .long   PAGE_OFFSET
144 #endif
147  * Setup the initial page tables.  We only setup the barest
148  * amount which are required to get the kernel running, which
149  * generally means mapping in the kernel code.
151  * r8 = phys_offset, r9 = cpuid, r10 = procinfo
153  * Returns:
154  *  r0, r3, r5-r7 corrupted
155  *  r4 = physical page table address
156  */
157 __create_page_tables:
158         pgtbl   r4, r8                          @ page table address
160         /*
161          * Clear the swapper page table
162          */
163         mov     r0, r4
164         mov     r3, #0
165         add     r6, r0, #PG_DIR_SIZE
166 1:      str     r3, [r0], #4
167         str     r3, [r0], #4
168         str     r3, [r0], #4
169         str     r3, [r0], #4
170         teq     r0, r6
171         bne     1b
173 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
174         /*
175          * Build the PGD table (first level) to point to the PMD table. A PGD
176          * entry is 64-bit wide.
177          */
178         mov     r0, r4
179         add     r3, r4, #0x1000                 @ first PMD table address
180         orr     r3, r3, #3                      @ PGD block type
181         mov     r6, #4                          @ PTRS_PER_PGD
182         mov     r7, #1 << (55 - 32)             @ L_PGD_SWAPPER
183 1:      str     r3, [r0], #4                    @ set bottom PGD entry bits
184         str     r7, [r0], #4                    @ set top PGD entry bits
185         add     r3, r3, #0x1000                 @ next PMD table
186         subs    r6, r6, #1
187         bne     1b
189         add     r4, r4, #0x1000                 @ point to the PMD tables
190 #endif
192         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_MM_MMUFLAGS] @ mm_mmuflags
194         /*
195          * Create identity mapping to cater for __enable_mmu.
196          * This identity mapping will be removed by paging_init().
197          */
198         adr     r0, __enable_mmu_loc
199         ldmia   r0, {r3, r5, r6}
200         sub     r0, r0, r3                      @ virt->phys offset
201         add     r5, r5, r0                      @ phys __enable_mmu
202         add     r6, r6, r0                      @ phys __enable_mmu_end
203         mov     r5, r5, lsr #SECTION_SHIFT
204         mov     r6, r6, lsr #SECTION_SHIFT
206 1:      orr     r3, r7, r5, lsl #SECTION_SHIFT  @ flags + kernel base
207         str     r3, [r4, r5, lsl #PMD_ORDER]    @ identity mapping
208         cmp     r5, r6
209         addlo   r5, r5, #1                      @ next section
210         blo     1b
212         /*
213          * Now setup the pagetables for our kernel direct
214          * mapped region.
215          */
216         mov     r3, pc
217         mov     r3, r3, lsr #SECTION_SHIFT
218         orr     r3, r7, r3, lsl #SECTION_SHIFT
219         add     r0, r4,  #(KERNEL_START & 0xff000000) >> (SECTION_SHIFT - PMD_ORDER)
220         str     r3, [r0, #((KERNEL_START & 0x00f00000) >> SECTION_SHIFT) << PMD_ORDER]!
221         ldr     r6, =(KERNEL_END - 1)
222         add     r0, r0, #1 << PMD_ORDER
223         add     r6, r4, r6, lsr #(SECTION_SHIFT - PMD_ORDER)
224 1:      cmp     r0, r6
225         add     r3, r3, #1 << SECTION_SHIFT
226         strls   r3, [r0], #1 << PMD_ORDER
227         bls     1b
229 #ifdef CONFIG_XIP_KERNEL
230         /*
231          * Map some ram to cover our .data and .bss areas.
232          */
233         add     r3, r8, #TEXT_OFFSET
234         orr     r3, r3, r7
235         add     r0, r4,  #(KERNEL_RAM_VADDR & 0xff000000) >> (SECTION_SHIFT - PMD_ORDER)
236         str     r3, [r0, #(KERNEL_RAM_VADDR & 0x00f00000) >> (SECTION_SHIFT - PMD_ORDER)]!
237         ldr     r6, =(_end - 1)
238         add     r0, r0, #4
239         add     r6, r4, r6, lsr #(SECTION_SHIFT - PMD_ORDER)
240 1:      cmp     r0, r6
241         add     r3, r3, #1 << 20
242         strls   r3, [r0], #4
243         bls     1b
244 #endif
246         /*
247          * Then map boot params address in r2 or the first 1MB (2MB with LPAE)
248          * of ram if boot params address is not specified.
249          */
250         mov     r0, r2, lsr #SECTION_SHIFT
251         movs    r0, r0, lsl #SECTION_SHIFT
252         moveq   r0, r8
253         sub     r3, r0, r8
254         add     r3, r3, #PAGE_OFFSET
255         add     r3, r4, r3, lsr #(SECTION_SHIFT - PMD_ORDER)
256         orr     r6, r7, r0
257         str     r6, [r3]
259 #ifdef CONFIG_DEBUG_LL
260 #ifndef CONFIG_DEBUG_ICEDCC
261         /*
262          * Map in IO space for serial debugging.
263          * This allows debug messages to be output
264          * via a serial console before paging_init.
265          */
266         addruart r7, r3
268         mov     r3, r3, lsr #SECTION_SHIFT
269         mov     r3, r3, lsl #PMD_ORDER
271         add     r0, r4, r3
272         rsb     r3, r3, #0x4000                 @ PTRS_PER_PGD*sizeof(long)
273         cmp     r3, #0x0800                     @ limit to 512MB
274         movhi   r3, #0x0800
275         add     r6, r0, r3
276         mov     r3, r7, lsr #SECTION_SHIFT
277         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_IO_MMUFLAGS] @ io_mmuflags
278         orr     r3, r7, r3, lsl #SECTION_SHIFT
279 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
280         mov     r7, #1 << (54 - 32)             @ XN
281 #endif
282 1:      str     r3, [r0], #4
283 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
284         str     r7, [r0], #4
285 #endif
286         add     r3, r3, #1 << SECTION_SHIFT
287         cmp     r0, r6
288         blo     1b
290 #else /* CONFIG_DEBUG_ICEDCC */
291         /* we don't need any serial debugging mappings for ICEDCC */
292         ldr     r7, [r10, #PROCINFO_IO_MMUFLAGS] @ io_mmuflags
293 #endif /* !CONFIG_DEBUG_ICEDCC */
295 #if defined(CONFIG_ARCH_NETWINDER) || defined(CONFIG_ARCH_CATS)
296         /*
297          * If we're using the NetWinder or CATS, we also need to map
298          * in the 16550-type serial port for the debug messages
299          */
300         add     r0, r4, #0xff000000 >> (SECTION_SHIFT - PMD_ORDER)
301         orr     r3, r7, #0x7c000000
302         str     r3, [r0]
303 #endif
304 #ifdef CONFIG_ARCH_RPC
305         /*
306          * Map in screen at 0x02000000 & SCREEN2_BASE
307          * Similar reasons here - for debug.  This is
308          * only for Acorn RiscPC architectures.
309          */
310         add     r0, r4, #0x02000000 >> (SECTION_SHIFT - PMD_ORDER)
311         orr     r3, r7, #0x02000000
312         str     r3, [r0]
313         add     r0, r4, #0xd8000000 >> (SECTION_SHIFT - PMD_ORDER)
314         str     r3, [r0]
315 #endif
316 #endif
317 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
318         sub     r4, r4, #0x1000         @ point to the PGD table
319 #endif
320         mov     pc, lr
321 ENDPROC(__create_page_tables)
322         .ltorg
323         .align
324 __enable_mmu_loc:
325         .long   .
326         .long   __enable_mmu
327         .long   __enable_mmu_end
329 #if defined(CONFIG_SMP)
330         __CPUINIT
331 ENTRY(secondary_startup)
332         /*
333          * Common entry point for secondary CPUs.
334          *
335          * Ensure that we're in SVC mode, and IRQs are disabled.  Lookup
336          * the processor type - there is no need to check the machine type
337          * as it has already been validated by the primary processor.
338          */
339         setmode PSR_F_BIT | PSR_I_BIT | SVC_MODE, r9
340         mrc     p15, 0, r9, c0, c0              @ get processor id
341         bl      __lookup_processor_type
342         movs    r10, r5                         @ invalid processor?
343         moveq   r0, #'p'                        @ yes, error 'p'
344  THUMB( it      eq )            @ force fixup-able long branch encoding
345         beq     __error_p
347         /*
348          * Use the page tables supplied from  __cpu_up.
349          */
350         adr     r4, __secondary_data
351         ldmia   r4, {r5, r7, r12}               @ address to jump to after
352         sub     lr, r4, r5                      @ mmu has been enabled
353         ldr     r4, [r7, lr]                    @ get secondary_data.pgdir
354         add     r7, r7, #4
355         ldr     r8, [r7, lr]                    @ get secondary_data.swapper_pg_dir
356         adr     lr, BSYM(__enable_mmu)          @ return address
357         mov     r13, r12                        @ __secondary_switched address
358  ARM(   add     pc, r10, #PROCINFO_INITFUNC     ) @ initialise processor
359                                                   @ (return control reg)
360  THUMB( add     r12, r10, #PROCINFO_INITFUNC    )
361  THUMB( mov     pc, r12                         )
362 ENDPROC(secondary_startup)
364         /*
365          * r6  = &secondary_data
366          */
367 ENTRY(__secondary_switched)
368         ldr     sp, [r7, #4]                    @ get secondary_data.stack
369         mov     fp, #0
370         b       secondary_start_kernel
371 ENDPROC(__secondary_switched)
373         .align
375         .type   __secondary_data, %object
376 __secondary_data:
377         .long   .
378         .long   secondary_data
379         .long   __secondary_switched
380 #endif /* defined(CONFIG_SMP) */
385  * Setup common bits before finally enabling the MMU.  Essentially
386  * this is just loading the page table pointer and domain access
387  * registers.
389  *  r0  = cp#15 control register
390  *  r1  = machine ID
391  *  r2  = atags or dtb pointer
392  *  r4  = page table pointer
393  *  r9  = processor ID
394  *  r13 = *virtual* address to jump to upon completion
395  */
396 __enable_mmu:
397 #ifdef CONFIG_ALIGNMENT_TRAP
398         orr     r0, r0, #CR_A
399 #else
400         bic     r0, r0, #CR_A
401 #endif
402 #ifdef CONFIG_CPU_DCACHE_DISABLE
403         bic     r0, r0, #CR_C
404 #endif
405 #ifdef CONFIG_CPU_BPREDICT_DISABLE
406         bic     r0, r0, #CR_Z
407 #endif
408 #ifdef CONFIG_CPU_ICACHE_DISABLE
409         bic     r0, r0, #CR_I
410 #endif
411 #ifdef CONFIG_ARM_LPAE
412         mov     r5, #0
413         mcrr    p15, 0, r4, r5, c2              @ load TTBR0
414 #else
415         mov     r5, #(domain_val(DOMAIN_USER, DOMAIN_MANAGER) | \
416                       domain_val(DOMAIN_KERNEL, DOMAIN_MANAGER) | \
417                       domain_val(DOMAIN_TABLE, DOMAIN_MANAGER) | \
418                       domain_val(DOMAIN_IO, DOMAIN_CLIENT))
419         mcr     p15, 0, r5, c3, c0, 0           @ load domain access register
420         mcr     p15, 0, r4, c2, c0, 0           @ load page table pointer
421 #endif
422         b       __turn_mmu_on
423 ENDPROC(__enable_mmu)
426  * Enable the MMU.  This completely changes the structure of the visible
427  * memory space.  You will not be able to trace execution through this.
428  * If you have an enquiry about this, *please* check the linux-arm-kernel
429  * mailing list archives BEFORE sending another post to the list.
431  *  r0  = cp#15 control register
432  *  r1  = machine ID
433  *  r2  = atags or dtb pointer
434  *  r9  = processor ID
435  *  r13 = *virtual* address to jump to upon completion
437  * other registers depend on the function called upon completion
438  */
439         .align  5
440 __turn_mmu_on:
441         mov     r0, r0
442         instr_sync
443         mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0           @ write control reg
444         mrc     p15, 0, r3, c0, c0, 0           @ read id reg
445         instr_sync
446         mov     r3, r3
447         mov     r3, r13
448         mov     pc, r3
449 __enable_mmu_end:
450 ENDPROC(__turn_mmu_on)
453 #ifdef CONFIG_SMP_ON_UP
454         __INIT
455 __fixup_smp:
456         and     r3, r9, #0x000f0000     @ architecture version
457         teq     r3, #0x000f0000         @ CPU ID supported?
458         bne     __fixup_smp_on_up       @ no, assume UP
460         bic     r3, r9, #0x00ff0000
461         bic     r3, r3, #0x0000000f     @ mask 0xff00fff0
462         mov     r4, #0x41000000
463         orr     r4, r4, #0x0000b000
464         orr     r4, r4, #0x00000020     @ val 0x4100b020
465         teq     r3, r4                  @ ARM 11MPCore?
466         moveq   pc, lr                  @ yes, assume SMP
468         mrc     p15, 0, r0, c0, c0, 5   @ read MPIDR
469         and     r0, r0, #0xc0000000     @ multiprocessing extensions and
470         teq     r0, #0x80000000         @ not part of a uniprocessor system?
471         moveq   pc, lr                  @ yes, assume SMP
473 __fixup_smp_on_up:
474         adr     r0, 1f
475         ldmia   r0, {r3 - r5}
476         sub     r3, r0, r3
477         add     r4, r4, r3
478         add     r5, r5, r3
479         b       __do_fixup_smp_on_up
480 ENDPROC(__fixup_smp)
482         .align
483 1:      .word   .
484         .word   __smpalt_begin
485         .word   __smpalt_end
487         .pushsection .data
488         .globl  smp_on_up
489 smp_on_up:
490         ALT_SMP(.long   1)
491         ALT_UP(.long    0)
492         .popsection
493 #endif
495         .text
496 __do_fixup_smp_on_up:
497         cmp     r4, r5
498         movhs   pc, lr
499         ldmia   r4!, {r0, r6}
500  ARM(   str     r6, [r0, r3]    )
501  THUMB( add     r0, r0, r3      )
502 #ifdef __ARMEB__
503  THUMB( mov     r6, r6, ror #16 )       @ Convert word order for big-endian.
504 #endif
505  THUMB( strh    r6, [r0], #2    )       @ For Thumb-2, store as two halfwords
506  THUMB( mov     r6, r6, lsr #16 )       @ to be robust against misaligned r3.
507  THUMB( strh    r6, [r0]        )
508         b       __do_fixup_smp_on_up
509 ENDPROC(__do_fixup_smp_on_up)
511 ENTRY(fixup_smp)
512         stmfd   sp!, {r4 - r6, lr}
513         mov     r4, r0
514         add     r5, r0, r1
515         mov     r3, #0
516         bl      __do_fixup_smp_on_up
517         ldmfd   sp!, {r4 - r6, pc}
518 ENDPROC(fixup_smp)
520 #ifdef CONFIG_ARM_PATCH_PHYS_VIRT
522 /* __fixup_pv_table - patch the stub instructions with the delta between
523  * PHYS_OFFSET and PAGE_OFFSET, which is assumed to be 16MiB aligned and
524  * can be expressed by an immediate shifter operand. The stub instruction
525  * has a form of '(add|sub) rd, rn, #imm'.
526  */
527         __HEAD
528 __fixup_pv_table:
529         adr     r0, 1f
530         ldmia   r0, {r3-r5, r7}
531         sub     r3, r0, r3      @ PHYS_OFFSET - PAGE_OFFSET
532         add     r4, r4, r3      @ adjust table start address
533         add     r5, r5, r3      @ adjust table end address
534         add     r7, r7, r3      @ adjust __pv_phys_offset address
535         str     r8, [r7]        @ save computed PHYS_OFFSET to __pv_phys_offset
536         mov     r6, r3, lsr #24 @ constant for add/sub instructions
537         teq     r3, r6, lsl #24 @ must be 16MiB aligned
538 THUMB(  it      ne              @ cross section branch )
539         bne     __error
540         str     r6, [r7, #4]    @ save to __pv_offset
541         b       __fixup_a_pv_table
542 ENDPROC(__fixup_pv_table)
544         .align
545 1:      .long   .
546         .long   __pv_table_begin
547         .long   __pv_table_end
548 2:      .long   __pv_phys_offset
550         .text
551 __fixup_a_pv_table:
552 #ifdef CONFIG_THUMB2_KERNEL
553         lsls    r6, #24
554         beq     2f
555         clz     r7, r6
556         lsr     r6, #24
557         lsl     r6, r7
558         bic     r6, #0x0080
559         lsrs    r7, #1
560         orrcs   r6, #0x0080
561         orr     r6, r6, r7, lsl #12
562         orr     r6, #0x4000
563         b       2f
564 1:      add     r7, r3
565         ldrh    ip, [r7, #2]
566         and     ip, 0x8f00
567         orr     ip, r6  @ mask in offset bits 31-24
568         strh    ip, [r7, #2]
569 2:      cmp     r4, r5
570         ldrcc   r7, [r4], #4    @ use branch for delay slot
571         bcc     1b
572         bx      lr
573 #else
574         b       2f
575 1:      ldr     ip, [r7, r3]
576         bic     ip, ip, #0x000000ff
577         orr     ip, ip, r6      @ mask in offset bits 31-24
578         str     ip, [r7, r3]
579 2:      cmp     r4, r5
580         ldrcc   r7, [r4], #4    @ use branch for delay slot
581         bcc     1b
582         mov     pc, lr
583 #endif
584 ENDPROC(__fixup_a_pv_table)
586 ENTRY(fixup_pv_table)
587         stmfd   sp!, {r4 - r7, lr}
588         ldr     r2, 2f                  @ get address of __pv_phys_offset
589         mov     r3, #0                  @ no offset
590         mov     r4, r0                  @ r0 = table start
591         add     r5, r0, r1              @ r1 = table size
592         ldr     r6, [r2, #4]            @ get __pv_offset
593         bl      __fixup_a_pv_table
594         ldmfd   sp!, {r4 - r7, pc}
595 ENDPROC(fixup_pv_table)
597         .align
598 2:      .long   __pv_phys_offset
600         .data
601         .globl  __pv_phys_offset
602         .type   __pv_phys_offset, %object
603 __pv_phys_offset:
604         .long   0
605         .size   __pv_phys_offset, . - __pv_phys_offset
606 __pv_offset:
607         .long   0
608 #endif
610 #include "head-common.S"