arch/powerpc/cpu/mpc8xx/start.S

   1 /*
   2  *  Copyright (C) 1998  Dan Malek <dmalek@jlc.net>
   3  *  Copyright (C) 1999  Magnus Damm <kieraypc01.p.y.kie.era.ericsson.se>
   4  *  Copyright (C) 2000,2001,2002 Wolfgang Denk <wd@denx.de>
   5  *
   6  * SPDX-License-Identifier:     GPL-2.0+
   7  */
   8
   9 /*  U-Boot - Startup Code for PowerPC based Embedded Boards
  10  *
  11  *
  12  *  The processor starts at 0x00000100 and the code is executed
  13  *  from flash. The code is organized to be at an other address
  14  *  in memory, but as long we don't jump around before relocating,
  15  *  board_init lies at a quite high address and when the cpu has
  16  *  jumped there, everything is ok.
  17  *  This works because the cpu gives the FLASH (CS0) the whole
  18  *  address space at startup, and board_init lies as a echo of
  19  *  the flash somewhere up there in the memory map.
  20  *
  21  *  board_init will change CS0 to be positioned at the correct
  22  *  address and (s)dram will be positioned at address 0
  23  */
  24 #include <asm-offsets.h>
  25 #include <config.h>
  26 #include <mpc8xx.h>
  27 #include <version.h>
  28
  29 #include <ppc_asm.tmpl>
  30 #include <ppc_defs.h>
  31
  32 #include <asm/cache.h>
  33 #include <asm/mmu.h>
  34 #include <asm/u-boot.h>
  35
  36 /* We don't want the  MMU yet.
  37 */
  38 #undef  MSR_KERNEL
  39 #define MSR_KERNEL ( MSR_ME | MSR_RI )  /* Machine Check and Recoverable Interr. */
  40
  41 /*
  42  * Set up GOT: Global Offset Table
  43  *
  44  * Use r12 to access the GOT
  45  */
  46         START_GOT
  47         GOT_ENTRY(_GOT2_TABLE_)
  48         GOT_ENTRY(_FIXUP_TABLE_)
  49
  50         GOT_ENTRY(_start)
  51         GOT_ENTRY(_start_of_vectors)
  52         GOT_ENTRY(_end_of_vectors)
  53         GOT_ENTRY(transfer_to_handler)
  54
  55         GOT_ENTRY(__init_end)
  56         GOT_ENTRY(__bss_end)
  57         GOT_ENTRY(__bss_start)
  58         END_GOT
  59
  60 /*
  61  * r3 - 1st arg to board_init(): IMMP pointer
  62  * r4 - 2nd arg to board_init(): boot flag
  63  */
  64         .text
  65         .long   0x27051956              /* U-Boot Magic Number                  */
  66         .globl  version_string
  67 version_string:
  68         .ascii U_BOOT_VERSION_STRING, "\0"
  69
  70         . = EXC_OFF_SYS_RESET
  71         .globl  _start
  72 _start:
  73         lis     r3, CONFIG_SYS_IMMR@h           /* position IMMR */
  74         mtspr   638, r3
  75
  76         /* Initialize machine status; enable machine check interrupt            */
  77         /*----------------------------------------------------------------------*/
  78         li      r3, MSR_KERNEL          /* Set ME, RI flags */
  79         mtmsr   r3
  80         mtspr   SRR1, r3                /* Make SRR1 match MSR */
  81
  82         mfspr   r3, ICR                 /* clear Interrupt Cause Register */
  83
  84         /* Initialize debug port registers                                      */
  85         /*----------------------------------------------------------------------*/
  86         xor     r0, r0, r0              /* Clear R0 */
  87         mtspr   LCTRL1, r0              /* Initialize debug port regs */
  88         mtspr   LCTRL2, r0
  89         mtspr   COUNTA, r0
  90         mtspr   COUNTB, r0
  91
  92         /* Reset the caches                                                     */
  93         /*----------------------------------------------------------------------*/
  94
  95         mfspr   r3, IC_CST              /* Clear error bits */
  96         mfspr   r3, DC_CST
  97
  98         lis     r3, IDC_UNALL@h         /* Unlock all */
  99         mtspr   IC_CST, r3
 100         mtspr   DC_CST, r3
 101
 102         lis     r3, IDC_INVALL@h        /* Invalidate all */
 103         mtspr   IC_CST, r3
 104         mtspr   DC_CST, r3
 105
 106         lis     r3, IDC_DISABLE@h       /* Disable data cache */
 107         mtspr   DC_CST, r3
 108
 109         lis     r3, IDC_ENABLE@h        /* Enable instruction cache */
 110         mtspr   IC_CST, r3
 111
 112         /* invalidate all tlb's                                                 */
 113         /*----------------------------------------------------------------------*/
 114
 115         tlbia
 116         isync
 117
 118         /*
 119          * Calculate absolute address in FLASH and jump there
 120          *----------------------------------------------------------------------*/
 121
 122         lis     r3, CONFIG_SYS_MONITOR_BASE@h
 123         ori     r3, r3, CONFIG_SYS_MONITOR_BASE@l
 124         addi    r3, r3, in_flash - _start + EXC_OFF_SYS_RESET
 125         mtlr    r3
 126         blr
 127
 128 in_flash:
 129
 130         /* initialize some SPRs that are hard to access from C                  */
 131         /*----------------------------------------------------------------------*/
 132
 133         /*
 134          * Disable serialized ifetch and show cycles
 135          * (i.e. set processor to normal mode).
 136          * This is also a silicon bug workaround, see errata
 137          */
 138
 139         li      r2, 0x0007
 140         mtspr   ICTRL, r2
 141
 142         /* Set up debug mode entry */
 143
 144         lis     r2, CONFIG_SYS_DER@h
 145         ori     r2, r2, CONFIG_SYS_DER@l
 146         mtspr   DER, r2
 147
 148         /* set up the stack in internal DPRAM */
 149         lis     r3, (CONFIG_SYS_INIT_RAM_ADDR + CONFIG_SYS_INIT_RAM_SIZE)@h
 150         ori     r3, r3, (CONFIG_SYS_INIT_RAM_ADDR + CONFIG_SYS_INIT_RAM_SIZE)@l
 151         addi    r1, r3, -8
 152
 153         bl      board_init_f_alloc_reserve
 154         addi    r1, r3, -8
 155
 156         /* Zeroise the CPM dpram */
 157         lis     r4, CONFIG_SYS_IMMR@h
 158         ori     r4, r4, (0x2000 - 4)
 159         li      r0, (0x2000 / 4)
 160         mtctr   r0
 161         li      r0, 0
 162 1:      stwu    r0, 4(r4)
 163         bdnz    1b
 164
 165         bl      board_init_f_init_reserve
 166
 167         /* let the C-code set up the rest                                       */
 168         /*                                                                      */
 169         /* Be careful to keep code relocatable !                                */
 170         /*----------------------------------------------------------------------*/
 171
 172         GET_GOT                 /* initialize GOT access                        */
 173
 174         lis     r3, CONFIG_SYS_IMMR@h
 175         bl      cpu_init_f      /* run low-level CPU init code     (from Flash) */
 176
 177         bl      board_init_f    /* run 1st part of board init code (from Flash) */
 178
 179         /* NOTREACHED - board_init_f() does not return */
 180
 181
 182         .globl  _start_of_vectors
 183 _start_of_vectors:
 184
 185 /* Machine check */
 186         STD_EXCEPTION(0x200, MachineCheck, MachineCheckException)
 187
 188 /* Data Storage exception.  "Never" generated on the 860. */
 189         STD_EXCEPTION(0x300, DataStorage, UnknownException)
 190
 191 /* Instruction Storage exception.  "Never" generated on the 860. */
 192         STD_EXCEPTION(0x400, InstStorage, UnknownException)
 193
 194 /* External Interrupt exception. */
 195         STD_EXCEPTION(0x500, ExtInterrupt, external_interrupt)
 196
 197 /* Alignment exception. */
 198         . = 0x600
 199 Alignment:
 200         EXCEPTION_PROLOG(SRR0, SRR1)
 201         mfspr   r4,DAR
 202         stw     r4,_DAR(r21)
 203         mfspr   r5,DSISR
 204         stw     r5,_DSISR(r21)
 205         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
 206         EXC_XFER_TEMPLATE(Alignment, AlignmentException, MSR_KERNEL, COPY_EE)
 207
 208 /* Program check exception */
 209         . = 0x700
 210 ProgramCheck:
 211         EXCEPTION_PROLOG(SRR0, SRR1)
 212         addi    r3,r1,STACK_FRAME_OVERHEAD
 213         EXC_XFER_TEMPLATE(ProgramCheck, ProgramCheckException,
 214                 MSR_KERNEL, COPY_EE)
 215
 216         /* No FPU on MPC8xx.  This exception is not supposed to happen.
 217         */
 218         STD_EXCEPTION(0x800, FPUnavailable, UnknownException)
 219
 220         /* I guess we could implement decrementer, and may have
 221          * to someday for timekeeping.
 222          */
 223         STD_EXCEPTION(0x900, Decrementer, timer_interrupt)
 224         STD_EXCEPTION(0xa00, Trap_0a, UnknownException)
 225         STD_EXCEPTION(0xb00, Trap_0b, UnknownException)
 226         STD_EXCEPTION(0xc00, SystemCall, UnknownException)
 227         STD_EXCEPTION(0xd00, SingleStep, UnknownException)
 228
 229         STD_EXCEPTION(0xe00, Trap_0e, UnknownException)
 230         STD_EXCEPTION(0xf00, Trap_0f, UnknownException)
 231
 232         /* On the MPC8xx, this is a software emulation interrupt.  It occurs
 233          * for all unimplemented and illegal instructions.
 234          */
 235         STD_EXCEPTION(0x1000, SoftEmu, SoftEmuException)
 236
 237         STD_EXCEPTION(0x1100, InstructionTLBMiss, UnknownException)
 238         STD_EXCEPTION(0x1200, DataTLBMiss, UnknownException)
 239         STD_EXCEPTION(0x1300, InstructionTLBError, UnknownException)
 240         STD_EXCEPTION(0x1400, DataTLBError, UnknownException)
 241
 242         STD_EXCEPTION(0x1500, Reserved5, UnknownException)
 243         STD_EXCEPTION(0x1600, Reserved6, UnknownException)
 244         STD_EXCEPTION(0x1700, Reserved7, UnknownException)
 245         STD_EXCEPTION(0x1800, Reserved8, UnknownException)
 246         STD_EXCEPTION(0x1900, Reserved9, UnknownException)
 247         STD_EXCEPTION(0x1a00, ReservedA, UnknownException)
 248         STD_EXCEPTION(0x1b00, ReservedB, UnknownException)
 249
 250         STD_EXCEPTION(0x1c00, DataBreakpoint, UnknownException)
 251         STD_EXCEPTION(0x1d00, InstructionBreakpoint, DebugException)
 252         STD_EXCEPTION(0x1e00, PeripheralBreakpoint, UnknownException)
 253         STD_EXCEPTION(0x1f00, DevPortBreakpoint, UnknownException)
 254
 255
 256         .globl  _end_of_vectors
 257 _end_of_vectors:
 258
 259
 260         . = 0x2000
 261
 262 /*
 263  * This code finishes saving the registers to the exception frame
 264  * and jumps to the appropriate handler for the exception.
 265  * Register r21 is pointer into trap frame, r1 has new stack pointer.
 266  */
 267         .globl  transfer_to_handler
 268 transfer_to_handler:
 269         stw     r22,_NIP(r21)
 270         lis     r22,MSR_POW@h
 271         andc    r23,r23,r22
 272         stw     r23,_MSR(r21)
 273         SAVE_GPR(7, r21)
 274         SAVE_4GPRS(8, r21)
 275         SAVE_8GPRS(12, r21)
 276         SAVE_8GPRS(24, r21)
 277         mflr    r23
 278         andi.   r24,r23,0x3f00          /* get vector offset */
 279         stw     r24,TRAP(r21)
 280         li      r22,0
 281         stw     r22,RESULT(r21)
 282         mtspr   SPRG2,r22               /* r1 is now kernel sp */
 283         lwz     r24,0(r23)              /* virtual address of handler */
 284         lwz     r23,4(r23)              /* where to go when done */
 285         mtspr   SRR0,r24
 286         mtspr   SRR1,r20
 287         mtlr    r23
 288         SYNC
 289         rfi                             /* jump to handler, enable MMU */
 290
 291 int_return:
 292         mfmsr   r28                     /* Disable interrupts */
 293         li      r4,0
 294         ori     r4,r4,MSR_EE
 295         andc    r28,r28,r4
 296         SYNC                            /* Some chip revs need this... */
 297         mtmsr   r28
 298         SYNC
 299         lwz     r2,_CTR(r1)
 300         lwz     r0,_LINK(r1)
 301         mtctr   r2
 302         mtlr    r0
 303         lwz     r2,_XER(r1)
 304         lwz     r0,_CCR(r1)
 305         mtspr   XER,r2
 306         mtcrf   0xFF,r0
 307         REST_10GPRS(3, r1)
 308         REST_10GPRS(13, r1)
 309         REST_8GPRS(23, r1)
 310         REST_GPR(31, r1)
 311         lwz     r2,_NIP(r1)             /* Restore environment */
 312         lwz     r0,_MSR(r1)
 313         mtspr   SRR0,r2
 314         mtspr   SRR1,r0
 315         lwz     r0,GPR0(r1)
 316         lwz     r2,GPR2(r1)
 317         lwz     r1,GPR1(r1)
 318         SYNC
 319         rfi
 320
 321 /*------------------------------------------------------------------------------*/
 322
 323 /*
 324  * void relocate_code (addr_sp, gd, addr_moni)
 325  *
 326  * This "function" does not return, instead it continues in RAM
 327  * after relocating the monitor code.
 328  *
 329  * r3 = dest
 330  * r4 = src
 331  * r5 = length in bytes
 332  * r6 = cachelinesize
 333  */
 334         .globl  relocate_code
 335 relocate_code:
 336         mr      r1,  r3         /* Set new stack pointer                */
 337         mr      r9,  r4         /* Save copy of Global Data pointer     */
 338         mr      r10, r5         /* Save copy of Destination Address     */
 339
 340         GET_GOT
 341         mr      r3,  r5                         /* Destination Address  */
 342         lis     r4, CONFIG_SYS_MONITOR_BASE@h           /* Source      Address  */
 343         ori     r4, r4, CONFIG_SYS_MONITOR_BASE@l
 344         lwz     r5, GOT(__init_end)
 345         sub     r5, r5, r4
 346         li      r6, CONFIG_SYS_CACHELINE_SIZE           /* Cache Line Size      */
 347
 348         /*
 349          * Fix GOT pointer:
 350          *
 351          * New GOT-PTR = (old GOT-PTR - CONFIG_SYS_MONITOR_BASE) + Destination Address
 352          *
 353          * Offset:
 354          */
 355         sub     r15, r10, r4
 356
 357         /* First our own GOT */
 358         add     r12, r12, r15
 359         /* then the one used by the C code */
 360         add     r30, r30, r15
 361
 362         /*
 363          * Now relocate code
 364          */
 365
 366         cmplw   cr1,r3,r4
 367         addi    r0,r5,3
 368         srwi.   r0,r0,2
 369         beq     cr1,4f          /* In place copy is not necessary       */
 370         beq     7f              /* Protect against 0 count              */
 371         mtctr   r0
 372         bge     cr1,2f
 373
 374         la      r8,-4(r4)
 375         la      r7,-4(r3)
 376 1:      lwzu    r0,4(r8)
 377         stwu    r0,4(r7)
 378         bdnz    1b
 379         b       4f
 380
 381 2:      slwi    r0,r0,2
 382         add     r8,r4,r0
 383         add     r7,r3,r0
 384 3:      lwzu    r0,-4(r8)
 385         stwu    r0,-4(r7)
 386         bdnz    3b
 387
 388 /*
 389  * Now flush the cache: note that we must start from a cache aligned
 390  * address. Otherwise we might miss one cache line.
 391  */
 392 4:      cmpwi   r6,0
 393         add     r5,r3,r5
 394         beq     7f              /* Always flush prefetch queue in any case */
 395         subi    r0,r6,1
 396         andc    r3,r3,r0
 397         mr      r4,r3
 398 5:      dcbst   0,r4
 399         add     r4,r4,r6
 400         cmplw   r4,r5
 401         blt     5b
 402         sync                    /* Wait for all dcbst to complete on bus */
 403         mr      r4,r3
 404 6:      icbi    0,r4
 405         add     r4,r4,r6
 406         cmplw   r4,r5
 407         blt     6b
 408 7:      sync                    /* Wait for all icbi to complete on bus */
 409         isync
 410
 411 /*
 412  * We are done. Do not return, instead branch to second part of board
 413  * initialization, now running from RAM.
 414  */
 415
 416         addi    r0, r10, in_ram - _start + EXC_OFF_SYS_RESET
 417         mtlr    r0
 418         blr
 419
 420 in_ram:
 421
 422         /*
 423          * Relocation Function, r12 point to got2+0x8000
 424          *
 425          * Adjust got2 pointers, no need to check for 0, this code
 426          * already puts a few entries in the table.
 427          */
 428         li      r0,__got2_entries@sectoff@l
 429         la      r3,GOT(_GOT2_TABLE_)
 430         lwz     r11,GOT(_GOT2_TABLE_)
 431         mtctr   r0
 432         sub     r11,r3,r11
 433         addi    r3,r3,-4
 434 1:      lwzu    r0,4(r3)
 435         cmpwi   r0,0
 436         beq-    2f
 437         add     r0,r0,r11
 438         stw     r0,0(r3)
 439 2:      bdnz    1b
 440
 441         /*
 442          * Now adjust the fixups and the pointers to the fixups
 443          * in case we need to move ourselves again.
 444          */
 445         li      r0,__fixup_entries@sectoff@l
 446         lwz     r3,GOT(_FIXUP_TABLE_)
 447         cmpwi   r0,0
 448         mtctr   r0
 449         addi    r3,r3,-4
 450         beq     4f
 451 3:      lwzu    r4,4(r3)
 452         lwzux   r0,r4,r11
 453         cmpwi   r0,0
 454         add     r0,r0,r11
 455         stw     r4,0(r3)
 456         beq-    5f
 457         stw     r0,0(r4)
 458 5:      bdnz    3b
 459 4:
 460 clear_bss:
 461         /*
 462          * Now clear BSS segment
 463          */
 464         lwz     r3,GOT(__bss_start)
 465         lwz     r4,GOT(__bss_end)
 466
 467         cmplw   0, r3, r4
 468         beq     6f
 469
 470         li      r0, 0
 471 5:
 472         stw     r0, 0(r3)
 473         addi    r3, r3, 4
 474         cmplw   0, r3, r4
 475         bne     5b
 476 6:
 477
 478         mr      r3, r9          /* Global Data pointer          */
 479         mr      r4, r10         /* Destination Address          */
 480         bl      board_init_r
 481
 482         /*
 483          * Copy exception vector code to low memory
 484          *
 485          * r3: dest_addr
 486          * r7: source address, r8: end address, r9: target address
 487          */
 488         .globl  trap_init
 489 trap_init:
 490         mflr    r4                      /* save link register           */
 491         GET_GOT
 492         lwz     r7, GOT(_start)
 493         lwz     r8, GOT(_end_of_vectors)
 494
 495         li      r9, 0x100               /* reset vector always at 0x100 */
 496
 497         cmplw   0, r7, r8
 498         bgelr                           /* return if r7>=r8 - just in case */
 499 1:
 500         lwz     r0, 0(r7)
 501         stw     r0, 0(r9)
 502         addi    r7, r7, 4
 503         addi    r9, r9, 4
 504         cmplw   0, r7, r8
 505         bne     1b
 506
 507         /*
 508          * relocate `hdlr' and `int_return' entries
 509          */
 510         li      r7, .L_MachineCheck - _start + EXC_OFF_SYS_RESET
 511         li      r8, Alignment - _start + EXC_OFF_SYS_RESET
 512 2:
 513         bl      trap_reloc
 514         addi    r7, r7, 0x100           /* next exception vector        */
 515         cmplw   0, r7, r8
 516         blt     2b
 517
 518         li      r7, .L_Alignment - _start + EXC_OFF_SYS_RESET
 519         bl      trap_reloc
 520
 521         li      r7, .L_ProgramCheck - _start + EXC_OFF_SYS_RESET
 522         bl      trap_reloc
 523
 524         li      r7, .L_FPUnavailable - _start + EXC_OFF_SYS_RESET
 525         li      r8, SystemCall - _start + EXC_OFF_SYS_RESET
 526 3:
 527         bl      trap_reloc
 528         addi    r7, r7, 0x100           /* next exception vector        */
 529         cmplw   0, r7, r8
 530         blt     3b
 531
 532         li      r7, .L_SingleStep - _start + EXC_OFF_SYS_RESET
 533         li      r8, _end_of_vectors - _start + EXC_OFF_SYS_RESET
 534 4:
 535         bl      trap_reloc
 536         addi    r7, r7, 0x100           /* next exception vector        */
 537         cmplw   0, r7, r8
 538         blt     4b
 539
 540         mtlr    r4                      /* restore link register        */
 541         blr