arch/arm64/kernel/setup.c

   1 /*
   2  * Based on arch/arm/kernel/setup.c
   3  *
   4  * Copyright (C) 1995-2001 Russell King
   5  * Copyright (C) 2012 ARM Ltd.
   6  *
   7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   9  * published by the Free Software Foundation.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18  */
  19
  20 #include <linux/export.h>
  21 #include <linux/kernel.h>
  22 #include <linux/stddef.h>
  23 #include <linux/ioport.h>
  24 #include <linux/delay.h>
  25 #include <linux/utsname.h>
  26 #include <linux/initrd.h>
  27 #include <linux/console.h>
  28 #include <linux/bootmem.h>
  29 #include <linux/seq_file.h>
  30 #include <linux/screen_info.h>
  31 #include <linux/init.h>
  32 #include <linux/kexec.h>
  33 #include <linux/crash_dump.h>
  34 #include <linux/root_dev.h>
  35 #include <linux/clk-provider.h>
  36 #include <linux/cpu.h>
  37 #include <linux/interrupt.h>
  38 #include <linux/smp.h>
  39 #include <linux/fs.h>
  40 #include <linux/proc_fs.h>
  41 #include <linux/memblock.h>
  42 #include <linux/of_fdt.h>
  43 #include <linux/of_platform.h>
  44 #include <linux/efi.h>
  45
  46 #include <asm/fixmap.h>
  47 #include <asm/cputype.h>
  48 #include <asm/elf.h>
  49 #include <asm/cputable.h>
  50 #include <asm/cpu_ops.h>
  51 #include <asm/sections.h>
  52 #include <asm/setup.h>
  53 #include <asm/smp_plat.h>
  54 #include <asm/cacheflush.h>
  55 #include <asm/tlbflush.h>
  56 #include <asm/traps.h>
  57 #include <asm/memblock.h>
  58 #include <asm/psci.h>
  59 #include <asm/efi.h>
  60
  61 unsigned int processor_id;
  62 EXPORT_SYMBOL(processor_id);
  63
  64 unsigned long elf_hwcap __read_mostly;
  65 EXPORT_SYMBOL_GPL(elf_hwcap);
  66
  67 #ifdef CONFIG_COMPAT
  68 #define COMPAT_ELF_HWCAP_DEFAULT        \
  69                                 (COMPAT_HWCAP_HALF|COMPAT_HWCAP_THUMB|\
  70                                  COMPAT_HWCAP_FAST_MULT|COMPAT_HWCAP_EDSP|\
  71                                  COMPAT_HWCAP_TLS|COMPAT_HWCAP_VFP|\
  72                                  COMPAT_HWCAP_VFPv3|COMPAT_HWCAP_VFPv4|\
  73                                  COMPAT_HWCAP_NEON|COMPAT_HWCAP_IDIV)
  74 unsigned int compat_elf_hwcap __read_mostly = COMPAT_ELF_HWCAP_DEFAULT;
  75 unsigned int compat_elf_hwcap2 __read_mostly;
  76 #endif
  77
  78 static const char *cpu_name;
  79 static const char *machine_name;
  80 phys_addr_t __fdt_pointer __initdata;
  81
  82 /*
  83  * Standard memory resources
  84  */
  85 static struct resource mem_res[] = {
  86         {
  87                 .name = "Kernel code",
  88                 .start = 0,
  89                 .end = 0,
  90                 .flags = IORESOURCE_MEM
  91         },
  92         {
  93                 .name = "Kernel data",
  94                 .start = 0,
  95                 .end = 0,
  96                 .flags = IORESOURCE_MEM
  97         }
  98 };
  99
 100 #define kernel_code mem_res[0]
 101 #define kernel_data mem_res[1]
 102
 103 void __init early_print(const char *str, ...)
 104 {
 105         char buf[256];
 106         va_list ap;
 107
 108         va_start(ap, str);
 109         vsnprintf(buf, sizeof(buf), str, ap);
 110         va_end(ap);
 111
 112         printk("%s", buf);
 113 }
 114
 115 void __init smp_setup_processor_id(void)
 116 {
 117         /*
 118          * clear __my_cpu_offset on boot CPU to avoid hang caused by
 119          * using percpu variable early, for example, lockdep will
 120          * access percpu variable inside lock_release
 121          */
 122         set_my_cpu_offset(0);
 123 }
 124
 125 bool arch_match_cpu_phys_id(int cpu, u64 phys_id)
 126 {
 127         return phys_id == cpu_logical_map(cpu);
 128 }
 129
 130 struct mpidr_hash mpidr_hash;
 131 #ifdef CONFIG_SMP
 132 /**
 133  * smp_build_mpidr_hash - Pre-compute shifts required at each affinity
 134  *                        level in order to build a linear index from an
 135  *                        MPIDR value. Resulting algorithm is a collision
 136  *                        free hash carried out through shifting and ORing
 137  */
 138 static void __init smp_build_mpidr_hash(void)
 139 {
 140         u32 i, affinity, fs[4], bits[4], ls;
 141         u64 mask = 0;
 142         /*
 143          * Pre-scan the list of MPIDRS and filter out bits that do
 144          * not contribute to affinity levels, ie they never toggle.
 145          */
 146         for_each_possible_cpu(i)
 147                 mask |= (cpu_logical_map(i) ^ cpu_logical_map(0));
 148         pr_debug("mask of set bits %#llx\n", mask);
 149         /*
 150          * Find and stash the last and first bit set at all affinity levels to
 151          * check how many bits are required to represent them.
 152          */
 153         for (i = 0; i < 4; i++) {
 154                 affinity = MPIDR_AFFINITY_LEVEL(mask, i);
 155                 /*
 156                  * Find the MSB bit and LSB bits position
 157                  * to determine how many bits are required
 158                  * to express the affinity level.
 159                  */
 160                 ls = fls(affinity);
 161                 fs[i] = affinity ? ffs(affinity) - 1 : 0;
 162                 bits[i] = ls - fs[i];
 163         }
 164         /*
 165          * An index can be created from the MPIDR_EL1 by isolating the
 166          * significant bits at each affinity level and by shifting
 167          * them in order to compress the 32 bits values space to a
 168          * compressed set of values. This is equivalent to hashing
 169          * the MPIDR_EL1 through shifting and ORing. It is a collision free
 170          * hash though not minimal since some levels might contain a number
 171          * of CPUs that is not an exact power of 2 and their bit
 172          * representation might contain holes, eg MPIDR_EL1[7:0] = {0x2, 0x80}.
 173          */
 174         mpidr_hash.shift_aff[0] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(0) + fs[0];
 175         mpidr_hash.shift_aff[1] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(1) + fs[1] - bits[0];
 176         mpidr_hash.shift_aff[2] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(2) + fs[2] -
 177                                                 (bits[1] + bits[0]);
 178         mpidr_hash.shift_aff[3] = MPIDR_LEVEL_SHIFT(3) +
 179                                   fs[3] - (bits[2] + bits[1] + bits[0]);
 180         mpidr_hash.mask = mask;
 181         mpidr_hash.bits = bits[3] + bits[2] + bits[1] + bits[0];
 182         pr_debug("MPIDR hash: aff0[%u] aff1[%u] aff2[%u] aff3[%u] mask[%#llx] bits[%u]\n",
 183                 mpidr_hash.shift_aff[0],
 184                 mpidr_hash.shift_aff[1],
 185                 mpidr_hash.shift_aff[2],
 186                 mpidr_hash.shift_aff[3],
 187                 mpidr_hash.mask,
 188                 mpidr_hash.bits);
 189         /*
 190          * 4x is an arbitrary value used to warn on a hash table much bigger
 191          * than expected on most systems.
 192          */
 193         if (mpidr_hash_size() > 4 * num_possible_cpus())
 194                 pr_warn("Large number of MPIDR hash buckets detected\n");
 195         __flush_dcache_area(&mpidr_hash, sizeof(struct mpidr_hash));
 196 }
 197 #endif
 198
 199 static void __init setup_processor(void)
 200 {
 201         struct cpu_info *cpu_info;
 202         u64 features, block;
 203
 204         cpu_info = lookup_processor_type(read_cpuid_id());
 205         if (!cpu_info) {
 206                 printk("CPU configuration botched (ID %08x), unable to continue.\n",
 207                        read_cpuid_id());
 208                 while (1);
 209         }
 210
 211         cpu_name = cpu_info->cpu_name;
 212
 213         printk("CPU: %s [%08x] revision %d\n",
 214                cpu_name, read_cpuid_id(), read_cpuid_id() & 15);
 215
 216         sprintf(init_utsname()->machine, ELF_PLATFORM);
 217         elf_hwcap = 0;
 218
 219         /*
 220          * ID_AA64ISAR0_EL1 contains 4-bit wide signed feature blocks.
 221          * The blocks we test below represent incremental functionality
 222          * for non-negative values. Negative values are reserved.
 223          */
 224         features = read_cpuid(ID_AA64ISAR0_EL1);
 225         block = (features >> 4) & 0xf;
 226         if (!(block & 0x8)) {
 227                 switch (block) {
 228                 default:
 229                 case 2:
 230                         elf_hwcap |= HWCAP_PMULL;
 231                 case 1:
 232                         elf_hwcap |= HWCAP_AES;
 233                 case 0:
 234                         break;
 235                 }
 236         }
 237
 238         block = (features >> 8) & 0xf;
 239         if (block && !(block & 0x8))
 240                 elf_hwcap |= HWCAP_SHA1;
 241
 242         block = (features >> 12) & 0xf;
 243         if (block && !(block & 0x8))
 244                 elf_hwcap |= HWCAP_SHA2;
 245
 246         block = (features >> 16) & 0xf;
 247         if (block && !(block & 0x8))
 248                 elf_hwcap |= HWCAP_CRC32;
 249
 250 #ifdef CONFIG_COMPAT
 251         /*
 252          * ID_ISAR5_EL1 carries similar information as above, but pertaining to
 253          * the Aarch32 32-bit execution state.
 254          */
 255         features = read_cpuid(ID_ISAR5_EL1);
 256         block = (features >> 4) & 0xf;
 257         if (!(block & 0x8)) {
 258                 switch (block) {
 259                 default:
 260                 case 2:
 261                         compat_elf_hwcap2 |= COMPAT_HWCAP2_PMULL;
 262                 case 1:
 263                         compat_elf_hwcap2 |= COMPAT_HWCAP2_AES;
 264                 case 0:
 265                         break;
 266                 }
 267         }
 268
 269         block = (features >> 8) & 0xf;
 270         if (block && !(block & 0x8))
 271                 compat_elf_hwcap2 |= COMPAT_HWCAP2_SHA1;
 272
 273         block = (features >> 12) & 0xf;
 274         if (block && !(block & 0x8))
 275                 compat_elf_hwcap2 |= COMPAT_HWCAP2_SHA2;
 276
 277         block = (features >> 16) & 0xf;
 278         if (block && !(block & 0x8))
 279                 compat_elf_hwcap2 |= COMPAT_HWCAP2_CRC32;
 280 #endif
 281 }
 282
 283 static void __init setup_machine_fdt(phys_addr_t dt_phys)
 284 {
 285         struct boot_param_header *devtree;
 286         unsigned long dt_root;
 287
 288         /* Check we have a non-NULL DT pointer */
 289         if (!dt_phys) {
 290                 early_print("\n"
 291                         "Error: NULL or invalid device tree blob\n"
 292                         "The dtb must be 8-byte aligned and passed in the first 512MB of memory\n"
 293                         "\nPlease check your bootloader.\n");
 294
 295                 while (true)
 296                         cpu_relax();
 297
 298         }
 299
 300         devtree = phys_to_virt(dt_phys);
 301
 302         /* Check device tree validity */
 303         if (be32_to_cpu(devtree->magic) != OF_DT_HEADER) {
 304                 early_print("\n"
 305                         "Error: invalid device tree blob at physical address 0x%p (virtual address 0x%p)\n"
 306                         "Expected 0x%x, found 0x%x\n"
 307                         "\nPlease check your bootloader.\n",
 308                         dt_phys, devtree, OF_DT_HEADER,
 309                         be32_to_cpu(devtree->magic));
 310
 311                 while (true)
 312                         cpu_relax();
 313         }
 314
 315         initial_boot_params = devtree;
 316         dt_root = of_get_flat_dt_root();
 317
 318         machine_name = of_get_flat_dt_prop(dt_root, "model", NULL);
 319         if (!machine_name)
 320                 machine_name = of_get_flat_dt_prop(dt_root, "compatible", NULL);
 321         if (!machine_name)
 322                 machine_name = "<unknown>";
 323         pr_info("Machine: %s\n", machine_name);
 324
 325         /* Retrieve various information from the /chosen node */
 326         of_scan_flat_dt(early_init_dt_scan_chosen, boot_command_line);
 327         /* Initialize {size,address}-cells info */
 328         of_scan_flat_dt(early_init_dt_scan_root, NULL);
 329         /* Setup memory, calling early_init_dt_add_memory_arch */
 330         of_scan_flat_dt(early_init_dt_scan_memory, NULL);
 331 }
 332
 333 void __init early_init_dt_add_memory_arch(u64 base, u64 size)
 334 {
 335         base &= PAGE_MASK;
 336         size &= PAGE_MASK;
 337         if (base + size < PHYS_OFFSET) {
 338                 pr_warning("Ignoring memory block 0x%llx - 0x%llx\n",
 339                            base, base + size);
 340                 return;
 341         }
 342         if (base < PHYS_OFFSET) {
 343                 pr_warning("Ignoring memory range 0x%llx - 0x%llx\n",
 344                            base, PHYS_OFFSET);
 345                 size -= PHYS_OFFSET - base;
 346                 base = PHYS_OFFSET;
 347         }
 348         memblock_add(base, size);
 349 }
 350
 351 void * __init early_init_dt_alloc_memory_arch(u64 size, u64 align)
 352 {
 353         return __va(memblock_alloc(size, align));
 354 }
 355
 356 /*
 357  * Limit the memory size that was specified via FDT.
 358  */
 359 static int __init early_mem(char *p)
 360 {
 361         phys_addr_t limit;
 362
 363         if (!p)
 364                 return 1;
 365
 366         limit = memparse(p, &p) & PAGE_MASK;
 367         pr_notice("Memory limited to %lldMB\n", limit >> 20);
 368
 369         memblock_enforce_memory_limit(limit);
 370
 371         return 0;
 372 }
 373 early_param("mem", early_mem);
 374
 375 static void __init request_standard_resources(void)
 376 {
 377         struct memblock_region *region;
 378         struct resource *res;
 379
 380         kernel_code.start   = virt_to_phys(_text);
 381         kernel_code.end     = virt_to_phys(_etext - 1);
 382         kernel_data.start   = virt_to_phys(_sdata);
 383         kernel_data.end     = virt_to_phys(_end - 1);
 384
 385         for_each_memblock(memory, region) {
 386                 res = alloc_bootmem_low(sizeof(*res));
 387                 res->name  = "System RAM";
 388                 res->start = __pfn_to_phys(memblock_region_memory_base_pfn(region));
 389                 res->end = __pfn_to_phys(memblock_region_memory_end_pfn(region)) - 1;
 390                 res->flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
 391
 392                 request_resource(&iomem_resource, res);
 393
 394                 if (kernel_code.start >= res->start &&
 395                     kernel_code.end <= res->end)
 396                         request_resource(res, &kernel_code);
 397                 if (kernel_data.start >= res->start &&
 398                     kernel_data.end <= res->end)
 399                         request_resource(res, &kernel_data);
 400         }
 401 }
 402
 403 u64 __cpu_logical_map[NR_CPUS] = { [0 ... NR_CPUS-1] = INVALID_HWID };
 404
 405 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 406 {
 407         setup_processor();
 408
 409         setup_machine_fdt(__fdt_pointer);
 410
 411         init_mm.start_code = (unsigned long) _text;
 412         init_mm.end_code   = (unsigned long) _etext;
 413         init_mm.end_data   = (unsigned long) _edata;
 414         init_mm.brk        = (unsigned long) _end;
 415
 416         *cmdline_p = boot_command_line;
 417
 418         early_ioremap_init();
 419
 420         parse_early_param();
 421
 422         efi_init();
 423         arm64_memblock_init();
 424
 425         paging_init();
 426         request_standard_resources();
 427
 428         efi_idmap_init();
 429
 430         unflatten_device_tree();
 431
 432         psci_init();
 433
 434         cpu_logical_map(0) = read_cpuid_mpidr() & MPIDR_HWID_BITMASK;
 435         cpu_read_bootcpu_ops();
 436 #ifdef CONFIG_SMP
 437         smp_init_cpus();
 438         smp_build_mpidr_hash();
 439 #endif
 440
 441 #ifdef CONFIG_VT
 442 #if defined(CONFIG_VGA_CONSOLE)
 443         conswitchp = &vga_con;
 444 #elif defined(CONFIG_DUMMY_CONSOLE)
 445         conswitchp = &dummy_con;
 446 #endif
 447 #endif
 448 }
 449
 450 static int __init arm64_device_init(void)
 451 {
 452         of_clk_init(NULL);
 453         of_platform_populate(NULL, of_default_bus_match_table, NULL, NULL);
 454         return 0;
 455 }
 456 arch_initcall_sync(arm64_device_init);
 457
 458 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu, cpu_data);
 459
 460 static int __init topology_init(void)
 461 {
 462         int i;
 463
 464         for_each_possible_cpu(i) {
 465                 struct cpu *cpu = &per_cpu(cpu_data, i);
 466                 cpu->hotpluggable = 1;
 467                 register_cpu(cpu, i);
 468         }
 469
 470         return 0;
 471 }
 472 subsys_initcall(topology_init);
 473
 474 static const char *hwcap_str[] = {
 475         "fp",
 476         "asimd",
 477         "evtstrm",
 478         "aes",
 479         "pmull",
 480         "sha1",
 481         "sha2",
 482         "crc32",
 483         NULL
 484 };
 485
 486 static int c_show(struct seq_file *m, void *v)
 487 {
 488         int i;
 489
 490         seq_printf(m, "Processor\t: %s rev %d (%s)\n",
 491                    cpu_name, read_cpuid_id() & 15, ELF_PLATFORM);
 492
 493         for_each_online_cpu(i) {
 494                 /*
 495                  * glibc reads /proc/cpuinfo to determine the number of
 496                  * online processors, looking for lines beginning with
 497                  * "processor".  Give glibc what it expects.
 498                  */
 499 #ifdef CONFIG_SMP
 500                 seq_printf(m, "processor\t: %d\n", i);
 501 #endif
 502         }
 503
 504         /* dump out the processor features */
 505         seq_puts(m, "Features\t: ");
 506
 507         for (i = 0; hwcap_str[i]; i++)
 508                 if (elf_hwcap & (1 << i))
 509                         seq_printf(m, "%s ", hwcap_str[i]);
 510
 511         seq_printf(m, "\nCPU implementer\t: 0x%02x\n", read_cpuid_id() >> 24);
 512         seq_printf(m, "CPU architecture: AArch64\n");
 513         seq_printf(m, "CPU variant\t: 0x%x\n", (read_cpuid_id() >> 20) & 15);
 514         seq_printf(m, "CPU part\t: 0x%03x\n", (read_cpuid_id() >> 4) & 0xfff);
 515         seq_printf(m, "CPU revision\t: %d\n", read_cpuid_id() & 15);
 516
 517         seq_puts(m, "\n");
 518
 519         seq_printf(m, "Hardware\t: %s\n", machine_name);
 520
 521         return 0;
 522 }
 523
 524 static void *c_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
 525 {
 526         return *pos < 1 ? (void *)1 : NULL;
 527 }
 528
 529 static void *c_next(struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos)
 530 {
 531         ++*pos;
 532         return NULL;
 533 }
 534
 535 static void c_stop(struct seq_file *m, void *v)
 536 {
 537 }
 538
 539 const struct seq_operations cpuinfo_op = {
 540         .start  = c_start,
 541         .next   = c_next,
 542         .stop   = c_stop,
 543         .show   = c_show
 544 };