arch/nds32/cpu/n1213/start.S

   1 /*
   2  *      Andesboot - Startup Code for Whitiger core
   3  *
   4  *      Copyright (C) 2006      Andes Technology Corporation
   5  *      Copyright (C) 2006      Shawn Lin <nobuhiro@andestech.com>
   6  *      Copyright (C) 2011      Macpaul Lin <macpaul@andestech.com>
   7  *                              Greentime Hu <greentime@andestech.com>
   8  *
   9  * SPDX-License-Identifier:     GPL-2.0+
  10  */
  11
  12 #include <asm-offsets.h>
  13 #include <config.h>
  14 #include <common.h>
  15 #include <asm/macro.h>
  16
  17 /*
  18  * Jump vector table for EVIC mode
  19  */
  20 #define ENA_DCAC                2UL
  21 #define DIS_DCAC                ~ENA_DCAC
  22 #define ICAC_MEM_KBF_ISET       (0x07)          ! I Cache sets per way
  23 #define ICAC_MEM_KBF_IWAY       (0x07<<3)       ! I cache ways
  24 #define ICAC_MEM_KBF_ISZ        (0x07<<6)       ! I cache line size
  25 #define DCAC_MEM_KBF_DSET       (0x07)          ! D Cache sets per way
  26 #define DCAC_MEM_KBF_DWAY       (0x07<<3)       ! D cache ways
  27 #define DCAC_MEM_KBF_DSZ        (0x07<<6)       ! D cache line size
  28
  29 #define PSW                     $ir0
  30 #define EIT_INTR_PSW            $ir1            ! interruption $PSW
  31 #define EIT_PREV_IPSW           $ir2            ! previous $IPSW
  32 #define EIT_IVB                 $ir3            ! intr vector base address
  33 #define EIT_EVA                 $ir4            ! MMU related Exception VA reg
  34 #define EIT_PREV_EVA            $ir5            ! previous $eva
  35 #define EIT_ITYPE               $ir6            ! interruption type
  36 #define EIT_PREV_ITYPE          $ir7            ! prev intr type
  37 #define EIT_MACH_ERR            $ir8            ! machine error log
  38 #define EIT_INTR_PC             $ir9            ! Interruption PC
  39 #define EIT_PREV_IPC            $ir10           ! previous $IPC
  40 #define EIT_OVL_INTR_PC         $ir11           ! overflow interruption PC
  41 #define EIT_PREV_P0             $ir12           ! prev $P0
  42 #define EIT_PREV_P1             $ir13           ! prev $p1
  43 #define CR_ICAC_MEM             $cr1            ! I-cache/memory config reg
  44 #define CR_DCAC_MEM             $cr2            ! D-cache/memory config reg
  45 #define MR_CAC_CTL              $mr8
  46
  47 .globl _start
  48
  49 _start: j       reset
  50         j       tlb_fill
  51         j       tlb_not_present
  52         j       tlb_misc
  53         j       tlb_vlpt_miss
  54         j       machine_error
  55         j       debug
  56         j       general_exception
  57         j       syscall
  58         j       internal_interrupt              ! H0I
  59         j       internal_interrupt              ! H1I
  60         j       internal_interrupt              ! H2I
  61         j       internal_interrupt              ! H3I
  62         j       internal_interrupt              ! H4I
  63         j       internal_interrupt              ! H5I
  64         j       software_interrupt              ! S0I
  65
  66         .balign 16
  67
  68 /*
  69  * Andesboot Startup Code (reset vector)
  70  *
  71  *      1.      bootstrap
  72  *              1.1 reset - start of u-boot
  73  *              1.2 to superuser mode - as is when reset
  74  *              1.4 Do lowlevel_init
  75  *                      - (this will jump out to lowlevel_init.S in SoC)
  76  *                      - (lowlevel_init)
  77  *              1.3 Turn off watchdog timer
  78  *                      - (this will jump out to watchdog.S in SoC)
  79  *                      - (turnoff_watchdog)
  80  *      2.      Do critical init when reboot (not from mem)
  81  *      3.      Relocate andesboot to ram
  82  *      4.      Setup stack
  83  *      5.      Jump to second stage (board_init_r)
  84  */
  85
  86 /* Note: TEXT_BASE is defined by the (board-dependent) linker script */
  87 .globl _TEXT_BASE
  88 _TEXT_BASE:
  89         .word   CONFIG_SYS_TEXT_BASE
  90
  91 /*
  92  * These are defined in the board-specific linker script.
  93  * Subtracting _start from them lets the linker put their
  94  * relative position in the executable instead of leaving
  95  * them null.
  96  */
  97 #ifdef CONFIG_USE_IRQ
  98 /* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
  99 .globl IRQ_STACK_START
 100 IRQ_STACK_START:
 101         .word 0x0badc0de
 102
 103 /* IRQ stack memory (calculated at run-time) */
 104 .globl FIQ_STACK_START
 105 FIQ_STACK_START:
 106         .word 0x0badc0de
 107 #endif
 108
 109 /* IRQ stack memory (calculated at run-time) + 8 bytes */
 110 .globl IRQ_STACK_START_IN
 111 IRQ_STACK_START_IN:
 112         .word 0x0badc0de
 113
 114 /*
 115  * The bootstrap code of nds32 core
 116  */
 117
 118 reset:
 119 set_ivb:
 120         li      $r0, 0x0
 121
 122         /* turn on BTB */
 123         mtsr    $r0, $misc_ctl
 124         /* set IVIC, vector size: 4 bytes, base: 0x0 */
 125         mtsr    $r0, $ivb
 126
 127 load_lli:
 128 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
 129         jal     load_lowlevel_init
 130         jral    $p0
 131 #endif
 132
 133 /*
 134  * Set the N1213 (Whitiger) core to superuser mode
 135  * According to spec, it is already when reset
 136  */
 137 turnoff_wtdog:
 138 #ifndef CONFIG_SKIP_TRUNOFF_WATCHDOG
 139         jal     load_turnoff_watchdog
 140         jral    $p0
 141 #endif
 142
 143 /*
 144  * Do CPU critical regs init only at reboot,
 145  * not when booting from ram
 146  */
 147 #ifdef CONFIG_INIT_CRITICAL
 148         bal     cpu_init_crit           ! Do CPU critical regs init
 149 #endif
 150
 151 /*
 152  * Set stackpointer in internal RAM to call board_init_f
 153  * $sp must be 8-byte alignment for ABI compliance.
 154  */
 155 call_board_init_f:
 156         li      $sp, CONFIG_SYS_INIT_SP_ADDR
 157         li      $r0, 0x00000000
 158
 159 #ifdef __PIC__
 160 #ifdef __NDS32_N1213_43U1H__
 161 /* __NDS32_N1213_43U1H__ implies NDS32 V0 ISA */
 162         la      $r15, board_init_f      ! store function address into $r15
 163 #endif
 164 #endif
 165         j       board_init_f            ! jump to board_init_f() in lib/board.c
 166
 167 /*
 168  * void relocate_code (addr_sp, gd, addr_moni)
 169  *
 170  * This "function" does not return, instead it continues in RAM
 171  * after relocating the monitor code.
 172  *
 173  */
 174 .globl  relocate_code
 175 relocate_code:
 176         move    $r4, $r0                /* save addr_sp */
 177         move    $r5, $r1                /* save addr of gd */
 178         move    $r6, $r2                /* save addr of destination */
 179
 180 /* Set up the stack */
 181 stack_setup:
 182         move    $sp, $r4
 183
 184         la      $r0, _start
 185
 186         beq     $r0, $r6, clear_bss     /* skip relocation */
 187
 188         move    $r1, $r6                /* r1 <- scratch for copy_loop */
 189         la      $r3, __bss_start
 190         sub     $r3, $r3, $r0           /* r3 <- __bss_start_ofs */
 191         add     $r2, $r0, $r3           /* r2 <- source end address */
 192
 193 copy_loop:
 194         lwi.p   $r7, [$r0], #4
 195         swi.p   $r7, [$r1], #4
 196         blt     $r0, $r2, copy_loop
 197
 198 /*
 199  * fix relocations related issues
 200  */
 201 fix_relocations:
 202         l.w     $r0, _TEXT_BASE         /* r0 <- Text base */
 203         sub     $r9, $r6, $r0           /* r9 <- relocation offset */
 204
 205 fix_got:
 206 /*
 207  * Now we want to update GOT.
 208  *
 209  * GOT[0] is reserved. GOT[1] is also reserved for the dynamic object
 210  * generated by GNU ld. Skip these reserved entries from relocation.
 211  */
 212         la      $r2, __got_start        /* r2 <- rel __got_start in FLASH */
 213         add     $r2, $r2, $r9           /* r2 <- rel __got_start in RAM */
 214         la      $r3, __got_end          /* r3 <- rel __got_end in FLASH */
 215         add     $r3, $r3, $r9           /* r3 <- rel __got_end in RAM */
 216         addi    $r2, $r2, #8            /* skipping first two entries */
 217 fix_got_loop:
 218         lwi     $r0, [$r2]              /* r0 <- location in FLASH to fix up */
 219         add     $r0, $r0, $r9           /* r0 <- location fix up to RAM */
 220         swi.p   $r0, [$r2], #4          /* r0 <- store fix into .got in RAM */
 221         blt     $r2, $r3, fix_got_loop
 222
 223 clear_bss:
 224         la      $r0, __bss_start        /* r0 <- rel __bss_start in FLASH */
 225         add     $r0, $r0, $r9           /* r0 <- rel __bss_start in FLASH */
 226         la      $r1, __bss_end          /* r1 <- rel __bss_end in RAM */
 227         add     $r1, $r1, $r9           /* r0 <- rel __bss_end in RAM */
 228         li      $r2, 0x00000000         /* clear */
 229
 230 clbss_l:
 231         sw      $r2, [$r0]              /* clear loop... */
 232         addi    $r0, $r0, #4
 233         bne     $r0, $r1, clbss_l
 234
 235 /*
 236  * We are done. Do not return, instead branch to second part of board
 237  * initialization, now running from RAM.
 238  */
 239 call_board_init_r:
 240         la      $r0, board_init_r
 241         move    $lp, $r0                /* offset of board_init_r() */
 242         add     $lp, $lp, $r9           /* real address of board_init_r() */
 243         /* setup parameters for board_init_r */
 244         move    $r0, $r5                /* gd_t */
 245         move    $r1, $r6                /* dest_addr */
 246
 247 #ifdef __PIC__
 248 #ifdef __NDS32_N1213_43U1H__            /* NDS32 V0 ISA */
 249         move    $r15, $lp               /* store function address into $r15 */
 250 #endif
 251 #endif
 252
 253         /* jump to it ... */
 254         jr      $lp                     /* jump to board_init_r() */
 255
 256 /*
 257  * Initialize CPU critical registers
 258  *
 259  *      1.      Setup control registers
 260  *              1.1 Mask all IRQs
 261  *              1.2 Flush cache and TLB
 262  *              1.3 Disable MMU and cache
 263  *      2.      Setup memory timing
 264  */
 265
 266 cpu_init_crit:
 267
 268         move    $r0, $lp                /* push ra */
 269
 270         /* Disable Interrupts by clear GIE in $PSW reg */
 271         setgie.d
 272
 273         /* Flush caches and TLB */
 274         /* Invalidate caches */
 275         bal     invalidate_icac
 276         bal     invalidate_dcac
 277
 278         /* Flush TLB */
 279         mfsr    $p0, $MMU_CFG
 280         andi    $p0, $p0, 0x3                   ! MMPS
 281         li      $p1, 0x2                        ! TLB MMU
 282         bne     $p0, $p1, 1f
 283         tlbop   flushall                        ! Flush TLB
 284
 285 1:
 286         ! Disable MMU, Dcache
 287         ! Whitiger is MMU disabled when reset
 288         ! Disable the D$
 289         mfsr    $p0, MR_CAC_CTL                 ! Get the $CACHE_CTL reg
 290         li      $p1, DIS_DCAC
 291         and     $p0, $p0, $p1                   ! Set DC_EN bit
 292         mtsr    $p0, MR_CAC_CTL                 ! write back the $CACHE_CTL reg
 293         isb
 294
 295         move    $lp, $r0
 296 2:
 297         ret
 298
 299 #ifndef CONFIG_SKIP_LOWLEVEL_INIT
 300 load_lowlevel_init:
 301         la  $r6, lowlevel_init
 302         la  $r7, load_lli + 4
 303         sub $p0, $r6, $r7
 304         add $p0, $p0, $lp
 305 ret
 306 #endif
 307
 308 #ifndef CONFIG_SKIP_TRUNOFF_WATCHDOG
 309 load_turnoff_watchdog:
 310         la  $r6, turnoff_watchdog
 311         la  $r7, turnoff_wtdog + 4
 312         sub $p0, $r6, $r7
 313         add $p0, $p0, $lp
 314 ret
 315 #endif
 316
 317 /*
 318  * Invalidate I$
 319  */
 320 invalidate_icac:
 321         ! read $cr1(I CAC/MEM cfg. reg.) configuration
 322         mfsr    $t0, CR_ICAC_MEM
 323
 324         ! Get the ISZ field
 325         andi    $p0, $t0, ICAC_MEM_KBF_ISZ
 326
 327         ! if $p0=0, then no I CAC existed
 328         beqz    $p0, end_flush_icache
 329
 330         ! get $p0 the index of I$ block
 331         srli    $p0, $p0, 6
 332
 333         ! $t1= bit width of I cache line size(ISZ)
 334         addi    $t1, $p0, 2
 335
 336         li      $t4, 1
 337         sll     $t5, $t4, $t1                   ! get $t5 cache line size
 338         andi    $p1, $t0, ICAC_MEM_KBF_ISET     ! get the ISET field
 339         addi    $t2, $p1, 6                     ! $t2= bit width of ISET
 340         andi    $p1, $t0, ICAC_MEM_KBF_IWAY     ! get bitfield of Iway
 341         srli    $p1, $p1, 3
 342         addi    $p1, $p1, 1                     ! then $p1 is I way number
 343         add     $t3, $t2, $t1                   ! SHIFT
 344         sll     $p1, $p1, $t3                   ! GET the total cache size
 345 ICAC_LOOP:
 346         sub     $p1, $p1, $t5
 347         cctl    $p1, L1I_IX_INVAL
 348         bnez    $p1, ICAC_LOOP
 349 end_flush_icache:
 350         ret
 351
 352 /*
 353  * Invalidate D$
 354  */
 355 invalidate_dcac:
 356         ! read $cr2(D CAC/MEM cfg. reg.) configuration
 357         mfsr    $t0, CR_DCAC_MEM
 358
 359         ! Get the DSZ field
 360         andi    $p0, $t0, DCAC_MEM_KBF_DSZ
 361
 362         ! if $p0=0, then no D CAC existed
 363         beqz    $p0, end_flush_dcache
 364
 365         ! get $p0 the index of D$ block
 366         srli    $p0, $p0, 6
 367
 368         ! $t1= bit width of D cache line size(DSZ)
 369         addi    $t1, $p0, 2
 370
 371         li      $t4, 1
 372         sll     $t5, $t4, $t1                   ! get $t5 cache line size
 373         andi    $p1, $t0, DCAC_MEM_KBF_DSET     ! get the DSET field
 374         addi    $t2, $p1, 6                     ! $t2= bit width of DSET
 375         andi    $p1, $t0, DCAC_MEM_KBF_DWAY     ! get bitfield of D way
 376         srli    $p1, $p1, 3
 377         addi    $p1, $p1, 1                     ! then $p1 is D way number
 378         add     $t3, $t2, $t1                   ! SHIFT
 379         sll     $p1, $p1, $t3                   ! GET the total cache size
 380 DCAC_LOOP:
 381         sub     $p1, $p1, $t5
 382         cctl    $p1, L1D_IX_INVAL
 383         bnez    $p1, DCAC_LOOP
 384 end_flush_dcache:
 385         ret
 386
 387 /*
 388  * Interrupt handling
 389  */
 390
 391 /*
 392  * exception handlers
 393  */
 394         .align  5
 395
 396 .macro  SAVE_ALL
 397         ! FIXME: Other way to get PC?
 398         ! FIXME: Update according to the newest spec!!
 399 1:
 400         la       $r28, 1
 401         push $r28
 402         mfsr $r28, PSW                  ! $PSW
 403         push $r28
 404         mfsr $r28, EIT_EVA              ! $ir1 $EVA
 405         push $r28
 406         mfsr $r28, EIT_ITYPE            ! $ir2 $ITYPE
 407         push $r28
 408         mfsr $r28, EIT_MACH_ERR         ! $ir3 Mach Error
 409         push $r28
 410         mfsr $r28, EIT_INTR_PSW         ! $ir5 $IPSW
 411         push $r28
 412         mfsr $r28, EIT_PREV_IPSW        ! $ir6 prev $IPSW
 413         push $r28
 414         mfsr $r28, EIT_PREV_EVA         ! $ir7 prev $EVA
 415         push $r28
 416         mfsr $r28, EIT_PREV_ITYPE       ! $ir8 prev $ITYPE
 417         push $r28
 418         mfsr $r28, EIT_INTR_PC          ! $ir9 Interruption PC
 419         push $r28
 420         mfsr $r28, EIT_PREV_IPC         ! $ir10 prev INTR_PC
 421         push $r28
 422         mfsr $r28, EIT_OVL_INTR_PC      ! $ir11 Overflowed INTR_PC
 423         push $r28
 424         mfusr $r28, $d1.lo
 425         push $r28
 426         mfusr $r28, $d1.hi
 427         push $r28
 428         mfusr $r28, $d0.lo
 429         push $r28
 430         mfusr $r28, $d0.hi
 431         push $r28
 432         pushm $r0, $r30         ! store $sp-$r31, ra-$r30, $gp-$r29, $r28-$fp
 433         addi    $sp, $sp, -4    ! make room for implicit pt_regs parameters
 434 .endm
 435
 436         .align  5
 437 tlb_fill:
 438         SAVE_ALL
 439         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 440         li      $r1, 1                          ! Determine interruption type
 441         bal     do_interruption
 442
 443         .align  5
 444 tlb_not_present:
 445         SAVE_ALL
 446         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 447         li      $r1, 2                          ! Determine interruption type
 448         bal     do_interruption
 449
 450         .align  5
 451 tlb_misc:
 452         SAVE_ALL
 453         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 454         li      $r1, 3                          ! Determine interruption type
 455         bal     do_interruption
 456
 457         .align  5
 458 tlb_vlpt_miss:
 459         SAVE_ALL
 460         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 461         li      $r1, 4                          ! Determine interruption type
 462         bal     do_interruption
 463
 464         .align  5
 465 machine_error:
 466         SAVE_ALL
 467         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 468         li      $r1, 5                          ! Determine interruption type
 469         bal     do_interruption
 470
 471         .align  5
 472 debug:
 473         SAVE_ALL
 474         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 475         li      $r1, 6                          ! Determine interruption type
 476         bal     do_interruption
 477
 478         .align  5
 479 general_exception:
 480         SAVE_ALL
 481         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 482         li      $r1, 7                          ! Determine interruption type
 483         bal     do_interruption
 484
 485         .align  5
 486 syscall:
 487         SAVE_ALL
 488         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 489         li      $r1, 8                          ! Determine interruption type
 490         bal     do_interruption
 491
 492         .align  5
 493 internal_interrupt:
 494         SAVE_ALL
 495         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 496         li      $r1, 9                          ! Determine interruption type
 497         bal     do_interruption
 498
 499         .align  5
 500 software_interrupt:
 501         SAVE_ALL
 502         move    $r0, $sp                        ! To get the kernel stack
 503         li      $r1, 10                         ! Determine interruption type
 504         bal     do_interruption
 505
 506         .align  5
 507
 508 /*
 509  * void reset_cpu(ulong addr);
 510  * $r0: input address to jump to
 511  */
 512 .globl reset_cpu
 513 reset_cpu:
 514 /* No need to disable MMU because we never enable it */
 515
 516         bal     invalidate_icac
 517         bal     invalidate_dcac
 518         mfsr    $p0, $MMU_CFG
 519         andi    $p0, $p0, 0x3                   ! MMPS
 520         li      $p1, 0x2                        ! TLB MMU
 521         bne     $p0, $p1, 1f
 522         tlbop   flushall                        ! Flush TLB
 523 1:
 524         mfsr    $p0, MR_CAC_CTL                 ! Get the $CACHE_CTL reg
 525         li      $p1, DIS_DCAC
 526         and     $p0, $p0, $p1                   ! Clear the DC_EN bit
 527         mtsr    $p0, MR_CAC_CTL                 ! Write back the $CACHE_CTL reg
 528         br      $r0                             ! Jump to the input address