kernel/arch/sparc64/src/start.S

   1 #
   2 # Copyright (C) 2005 Jakub Jermar
   3 # All rights reserved.
   4 #
   5 # Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6 # modification, are permitted provided that the following conditions
   7 # are met:
   8 #
   9 # - Redistributions of source code must retain the above copyright
  10 #   notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11 # - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12 #   notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13 #   documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14 # - The name of the author may not be used to endorse or promote products
  15 #   derived from this software without specific prior written permission.
  16 #
  17 # THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  18 # IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  19 # OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  20 # IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  21 # INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  22 # NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  23 # DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  24 # THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  25 # (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  26 # THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  27 #
  28
  29 #include <arch/arch.h>
  30 #include <arch/regdef.h>
  31 #include <arch/boot/boot.h>
  32 #include <arch/stack.h>
  33
  34 #include <arch/mm/mmu.h>
  35 #include <arch/mm/tlb.h>
  36 #include <arch/mm/tte.h>
  37
  38 #ifdef CONFIG_SMP
  39 #include <arch/context_offset.h>
  40 #endif
  41
  42 .register %g2, #scratch
  43 .register %g3, #scratch
  44
  45 .section K_TEXT_START, "ax"
  46
  47 /*
  48  * Here is where the kernel is passed control
  49  * from the boot loader.
  50  *
  51  * The registers are expected to be in this state:
  52  * - %o0 non-zero for the bootstrap processor, zero for application/secondary processors
  53  * - %o1 bootinfo structure address
  54  * - %o2 bootinfo structure size
  55  *
  56  * Moreover, we depend on boot having established the
  57  * following environment:
  58  * - TLBs are on
  59  * - identity mapping for the kernel image
  60  */
  61
  62 .global kernel_image_start
  63 kernel_image_start:
  64         mov %o0, %l7
  65
  66         /*
  67          * Setup basic runtime environment.
  68          */
  69
  70         wrpr %g0, NWINDOWS - 2, %cansave                ! set maximum saveable windows
  71         wrpr %g0, 0, %canrestore                ! get rid of windows we will never need again
  72         wrpr %g0, 0, %otherwin                  ! make sure the window state is consistent
  73         wrpr %g0, NWINDOWS - 1, %cleanwin       ! prevent needless clean_window traps for kernel
  74
  75         wrpr %g0, 0, %tl                        ! TL = 0, primary context register is used
  76
  77         wrpr %g0, PSTATE_PRIV_BIT, %pstate      ! Disable interrupts and disable 32-bit address masking.
  78
  79         wrpr %g0, 0, %pil                       ! intialize %pil
  80
  81         /*
  82          * Switch to kernel trap table.
  83          */
  84         sethi %hi(trap_table), %g1
  85         wrpr %g1, %lo(trap_table), %tba
  86
  87         /*
  88          * Take over the DMMU by installing global locked
  89          * TTE entry identically mapping the first 4M
  90          * of memory.
  91          *
  92          * In case of DMMU, no FLUSH instructions need to be
  93          * issued. Because of that, the old DTLB contents can
  94          * be demapped pretty straightforwardly and without
  95          * causing any traps.
  96          */
  97
  98         wr %g0, ASI_DMMU, %asi
  99
 100 #define SET_TLB_DEMAP_CMD(r1, context_id) \
 101         set (TLB_DEMAP_CONTEXT<<TLB_DEMAP_TYPE_SHIFT) | (context_id<<TLB_DEMAP_CONTEXT_SHIFT), %r1
 102
 103         ! demap context 0
 104         SET_TLB_DEMAP_CMD(g1, TLB_DEMAP_NUCLEUS)
 105         stxa %g0, [%g1] ASI_DMMU_DEMAP
 106         membar #Sync
 107
 108 #define SET_TLB_TAG(r1, context) \
 109         set VMA | (context<<TLB_TAG_ACCESS_CONTEXT_SHIFT), %r1
 110
 111         ! write DTLB tag
 112         SET_TLB_TAG(g1, MEM_CONTEXT_KERNEL)
 113         stxa %g1, [VA_DMMU_TAG_ACCESS] %asi
 114         membar #Sync
 115
 116 #define SET_TLB_DATA(r1, r2, imm) \
 117         set TTE_CV | TTE_CP | TTE_P | LMA | imm, %r1; \
 118         set PAGESIZE_4M, %r2; \
 119         sllx %r2, TTE_SIZE_SHIFT, %r2; \
 120         or %r1, %r2, %r1; \
 121         mov 1, %r2; \
 122         sllx %r2, TTE_V_SHIFT, %r2; \
 123         or %r1, %r2, %r1;
 124
 125         ! write DTLB data and install the kernel mapping
 126         SET_TLB_DATA(g1, g2, TTE_L | TTE_W)     ! use non-global mapping
 127         stxa %g1, [%g0] ASI_DTLB_DATA_IN_REG
 128         membar #Sync
 129
 130         /*
 131          * Because we cannot use global mappings (because we want to
 132          * have separate 64-bit address spaces for both the kernel
 133          * and the userspace), we prepare the identity mapping also in
 134          * context 1. This step is required by the
 135          * code installing the ITLB mapping.
 136          */
 137         ! write DTLB tag of context 1 (i.e. MEM_CONTEXT_TEMP)
 138         SET_TLB_TAG(g1, MEM_CONTEXT_TEMP)
 139         stxa %g1, [VA_DMMU_TAG_ACCESS] %asi
 140         membar #Sync
 141
 142         ! write DTLB data and install the kernel mapping in context 1
 143         SET_TLB_DATA(g1, g2, TTE_W)                     ! use non-global mapping
 144         stxa %g1, [%g0] ASI_DTLB_DATA_IN_REG
 145         membar #Sync
 146
 147         /*
 148          * Now is time to take over the IMMU.
 149          * Unfortunatelly, it cannot be done as easily as the DMMU,
 150          * because the IMMU is mapping the code it executes.
 151          *
 152          * [ Note that brave experiments with disabling the IMMU
 153          * and using the DMMU approach failed after a dozen
 154          * of desparate days with only little success. ]
 155          *
 156          * The approach used here is inspired from OpenBSD.
 157          * First, the kernel creates IMMU mapping for itself
 158          * in context 1 (MEM_CONTEXT_TEMP) and switches to
 159          * it. Context 0 (MEM_CONTEXT_KERNEL) can be demapped
 160          * afterwards and replaced with the kernel permanent
 161          * mapping. Finally, the kernel switches back to
 162          * context 0 and demaps context 1.
 163          *
 164          * Moreover, the IMMU requires use of the FLUSH instructions.
 165          * But that is OK because we always use operands with
 166          * addresses already mapped by the taken over DTLB.
 167          */
 168
 169         set kernel_image_start, %g5
 170
 171         ! write ITLB tag of context 1
 172         SET_TLB_TAG(g1, MEM_CONTEXT_TEMP)
 173         mov VA_DMMU_TAG_ACCESS, %g2
 174         stxa %g1, [%g2] ASI_IMMU
 175         flush %g5
 176
 177         ! write ITLB data and install the temporary mapping in context 1
 178         SET_TLB_DATA(g1, g2, 0)                 ! use non-global mapping
 179         stxa %g1, [%g0] ASI_ITLB_DATA_IN_REG
 180         flush %g5
 181
 182         ! switch to context 1
 183         mov MEM_CONTEXT_TEMP, %g1
 184         stxa %g1, [VA_PRIMARY_CONTEXT_REG] %asi ! ASI_DMMU is correct here !!!
 185         flush %g5
 186
 187         ! demap context 0
 188         SET_TLB_DEMAP_CMD(g1, TLB_DEMAP_NUCLEUS)
 189         stxa %g0, [%g1] ASI_IMMU_DEMAP
 190         flush %g5
 191
 192         ! write ITLB tag of context 0
 193         SET_TLB_TAG(g1, MEM_CONTEXT_KERNEL)
 194         mov VA_DMMU_TAG_ACCESS, %g2
 195         stxa %g1, [%g2] ASI_IMMU
 196         flush %g5
 197
 198         ! write ITLB data and install the permanent kernel mapping in context 0
 199         SET_TLB_DATA(g1, g2, TTE_L)             ! use non-global mapping
 200         stxa %g1, [%g0] ASI_ITLB_DATA_IN_REG
 201         flush %g5
 202
 203         ! enter nucleus - using context 0
 204         wrpr %g0, 1, %tl
 205
 206         ! demap context 1
 207         SET_TLB_DEMAP_CMD(g1, TLB_DEMAP_PRIMARY)
 208         stxa %g0, [%g1] ASI_IMMU_DEMAP
 209         flush %g5
 210
 211         ! set context 0 in the primary context register
 212         stxa %g0, [VA_PRIMARY_CONTEXT_REG] %asi ! ASI_DMMU is correct here !!!
 213         flush %g5
 214
 215         ! leave nucleus - using primary context, i.e. context 0
 216         wrpr %g0, 0, %tl
 217
 218         brz %l7, 1f                             ! skip if you are not the bootstrap CPU
 219         nop
 220
 221         /*
 222          * So far, we have not touched the stack.
 223          * It is a good idead to set the kernel stack to a known state now.
 224          */
 225         sethi %hi(temporary_boot_stack), %sp
 226         or %sp, %lo(temporary_boot_stack), %sp
 227         sub %sp, STACK_BIAS, %sp
 228
 229         sethi %hi(bootinfo), %o0
 230         call memcpy                             ! copy bootinfo
 231         or %o0, %lo(bootinfo), %o0
 232
 233         call arch_pre_main
 234         nop
 235
 236         call main_bsp
 237         nop
 238
 239         /* Not reached. */
 240
 241 0:
 242         ba 0b
 243         nop
 244
 245
 246         /*
 247          * Read MID from the processor.
 248          */
 249 1:
 250         ldxa [%g0] ASI_UPA_CONFIG, %g1
 251         srlx %g1, UPA_CONFIG_MID_SHIFT, %g1
 252         and %g1, UPA_CONFIG_MID_MASK, %g1
 253
 254 #ifdef CONFIG_SMP
 255         /*
 256          * Active loop for APs until the BSP picks them up.
 257          * A processor cannot leave the loop until the
 258          * global variable 'waking_up_mid' equals its
 259          * MID.
 260          */
 261         set waking_up_mid, %g2
 262 2:
 263         ldx [%g2], %g3
 264         cmp %g3, %g1
 265         bne 2b
 266         nop
 267
 268         /*
 269          * Configure stack for the AP.
 270          * The AP is expected to use the stack saved
 271          * in the ctx global variable.
 272          */
 273         set ctx, %g1
 274         add %g1, OFFSET_SP, %g1
 275         ldx [%g1], %o6
 276
 277         call main_ap
 278         nop
 279
 280         /* Not reached. */
 281 #endif
 282
 283 0:
 284         ba 0b
 285         nop
 286
 287
 288 .section K_DATA_START, "aw", @progbits
 289
 290 /*
 291  * Create small stack to be used by the bootstrap processor.
 292  * It is going to be used only for a very limited period of
 293  * time, but we switch to it anyway, just to be sure we are
 294  * properly initialized.
 295  *
 296  * What is important is that this piece of memory is covered
 297  * by the 4M DTLB locked entry and therefore there will be
 298  * no surprises like deadly combinations of spill trap and
 299  * and TLB miss on the stack address.
 300  */
 301
 302 #define INITIAL_STACK_SIZE      1024
 303
 304 .align STACK_ALIGNMENT
 305 .space INITIAL_STACK_SIZE
 306 .align STACK_ALIGNMENT
 307 temporary_boot_stack:
 308 .space STACK_WINDOW_SAVE_AREA_SIZE