arch/powerpc/boot/main.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) Paul Mackerras 1997.
   3  *
   4  * Updates for PPC64 by Todd Inglett, Dave Engebretsen & Peter Bergner.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU General Public License
   8  * as published by the Free Software Foundation; either version
   9  * 2 of the License, or (at your option) any later version.
  10  */
  11
  12 #define __KERNGLUE__
  13
  14 #include <stdarg.h>
  15 #include <stddef.h>
  16 #include "elf.h"
  17 #include "page.h"
  18 #include "string.h"
  19 #include "stdio.h"
  20 #include "prom.h"
  21 #include "zlib.h"
  22
  23 extern void flush_cache(void *, unsigned long);
  24
  25
  26 /* Value picked to match that used by yaboot */
  27 #define PROG_START      0x01400000      /* only used on 64-bit systems */
  28 #define RAM_END         (512<<20)       /* Fixme: use OF */
  29 #define ONE_MB          0x100000
  30
  31 extern char _start[];
  32 extern char __bss_start[];
  33 extern char _end[];
  34 extern char _vmlinux_start[];
  35 extern char _vmlinux_end[];
  36 extern char _initrd_start[];
  37 extern char _initrd_end[];
  38
  39 /* A buffer that may be edited by tools operating on a zImage binary so as to
  40  * edit the command line passed to vmlinux (by setting /chosen/bootargs).
  41  * The buffer is put in it's own section so that tools may locate it easier.
  42  */
  43 static char builtin_cmdline[512]
  44         __attribute__((section("__builtin_cmdline")));
  45
  46
  47 struct addr_range {
  48         unsigned long addr;
  49         unsigned long size;
  50         unsigned long memsize;
  51 };
  52 static struct addr_range vmlinux;
  53 static struct addr_range vmlinuz;
  54 static struct addr_range initrd;
  55
  56 static unsigned long elfoffset;
  57
  58 static char scratch[46912];     /* scratch space for gunzip, from zlib_inflate_workspacesize() */
  59 static char elfheader[256];
  60
  61
  62 typedef void (*kernel_entry_t)( unsigned long,
  63                                 unsigned long,
  64                                 void *,
  65                                 void *);
  66
  67
  68 #undef DEBUG
  69
  70 static unsigned long claim_base;
  71
  72 #define HEAD_CRC        2
  73 #define EXTRA_FIELD     4
  74 #define ORIG_NAME       8
  75 #define COMMENT         0x10
  76 #define RESERVED        0xe0
  77
  78 static void gunzip(void *dst, int dstlen, unsigned char *src, int *lenp)
  79 {
  80         z_stream s;
  81         int r, i, flags;
  82
  83         /* skip header */
  84         i = 10;
  85         flags = src[3];
  86         if (src[2] != Z_DEFLATED || (flags & RESERVED) != 0) {
  87                 printf("bad gzipped data\n\r");
  88                 exit();
  89         }
  90         if ((flags & EXTRA_FIELD) != 0)
  91                 i = 12 + src[10] + (src[11] << 8);
  92         if ((flags & ORIG_NAME) != 0)
  93                 while (src[i++] != 0)
  94                         ;
  95         if ((flags & COMMENT) != 0)
  96                 while (src[i++] != 0)
  97                         ;
  98         if ((flags & HEAD_CRC) != 0)
  99                 i += 2;
 100         if (i >= *lenp) {
 101                 printf("gunzip: ran out of data in header\n\r");
 102                 exit();
 103         }
 104
 105         if (zlib_inflate_workspacesize() > sizeof(scratch)) {
 106                 printf("gunzip needs more mem\n");
 107                 exit();
 108         }
 109         memset(&s, 0, sizeof(s));
 110         s.workspace = scratch;
 111         r = zlib_inflateInit2(&s, -MAX_WBITS);
 112         if (r != Z_OK) {
 113                 printf("inflateInit2 returned %d\n\r", r);
 114                 exit();
 115         }
 116         s.next_in = src + i;
 117         s.avail_in = *lenp - i;
 118         s.next_out = dst;
 119         s.avail_out = dstlen;
 120         r = zlib_inflate(&s, Z_FULL_FLUSH);
 121         if (r != Z_OK && r != Z_STREAM_END) {
 122                 printf("inflate returned %d msg: %s\n\r", r, s.msg);
 123                 exit();
 124         }
 125         *lenp = s.next_out - (unsigned char *) dst;
 126         zlib_inflateEnd(&s);
 127 }
 128
 129 static unsigned long try_claim(unsigned long size)
 130 {
 131         unsigned long addr = 0;
 132
 133         for(; claim_base < RAM_END; claim_base += ONE_MB) {
 134 #ifdef DEBUG
 135                 printf("    trying: 0x%08lx\n\r", claim_base);
 136 #endif
 137                 addr = (unsigned long)claim(claim_base, size, 0);
 138                 if ((void *)addr != (void *)-1)
 139                         break;
 140         }
 141         if (addr == 0)
 142                 return 0;
 143         claim_base = PAGE_ALIGN(claim_base + size);
 144         return addr;
 145 }
 146
 147 static int is_elf64(void *hdr)
 148 {
 149         Elf64_Ehdr *elf64 = hdr;
 150         Elf64_Phdr *elf64ph;
 151         unsigned int i;
 152
 153         if (!(elf64->e_ident[EI_MAG0]  == ELFMAG0       &&
 154               elf64->e_ident[EI_MAG1]  == ELFMAG1       &&
 155               elf64->e_ident[EI_MAG2]  == ELFMAG2       &&
 156               elf64->e_ident[EI_MAG3]  == ELFMAG3       &&
 157               elf64->e_ident[EI_CLASS] == ELFCLASS64    &&
 158               elf64->e_ident[EI_DATA]  == ELFDATA2MSB   &&
 159               elf64->e_type            == ET_EXEC       &&
 160               elf64->e_machine         == EM_PPC64))
 161                 return 0;
 162
 163         elf64ph = (Elf64_Phdr *)((unsigned long)elf64 +
 164                                  (unsigned long)elf64->e_phoff);
 165         for (i = 0; i < (unsigned int)elf64->e_phnum; i++, elf64ph++)
 166                 if (elf64ph->p_type == PT_LOAD)
 167                         break;
 168         if (i >= (unsigned int)elf64->e_phnum)
 169                 return 0;
 170
 171         elfoffset = (unsigned long)elf64ph->p_offset;
 172         vmlinux.size = (unsigned long)elf64ph->p_filesz + elfoffset;
 173         vmlinux.memsize = (unsigned long)elf64ph->p_memsz + elfoffset;
 174
 175 #if defined(PROG_START)
 176         /*
 177          * Maintain a "magic" minimum address. This keeps some older
 178          * firmware platforms running.
 179          */
 180
 181         if (claim_base < PROG_START)
 182                 claim_base = PROG_START;
 183 #endif
 184
 185         return 1;
 186 }
 187
 188 static int is_elf32(void *hdr)
 189 {
 190         Elf32_Ehdr *elf32 = hdr;
 191         Elf32_Phdr *elf32ph;
 192         unsigned int i;
 193
 194         if (!(elf32->e_ident[EI_MAG0]  == ELFMAG0       &&
 195               elf32->e_ident[EI_MAG1]  == ELFMAG1       &&
 196               elf32->e_ident[EI_MAG2]  == ELFMAG2       &&
 197               elf32->e_ident[EI_MAG3]  == ELFMAG3       &&
 198               elf32->e_ident[EI_CLASS] == ELFCLASS32    &&
 199               elf32->e_ident[EI_DATA]  == ELFDATA2MSB   &&
 200               elf32->e_type            == ET_EXEC       &&
 201               elf32->e_machine         == EM_PPC))
 202                 return 0;
 203
 204         elf32 = (Elf32_Ehdr *)elfheader;
 205         elf32ph = (Elf32_Phdr *) ((unsigned long)elf32 + elf32->e_phoff);
 206         for (i = 0; i < elf32->e_phnum; i++, elf32ph++)
 207                 if (elf32ph->p_type == PT_LOAD)
 208                         break;
 209         if (i >= elf32->e_phnum)
 210                 return 0;
 211
 212         elfoffset = elf32ph->p_offset;
 213         vmlinux.size = elf32ph->p_filesz + elf32ph->p_offset;
 214         vmlinux.memsize = elf32ph->p_memsz + elf32ph->p_offset;
 215         return 1;
 216 }
 217
 218 void export_cmdline(void* chosen_handle)
 219 {
 220         int len;
 221         char cmdline[2] = { 0, 0 };
 222
 223         if (builtin_cmdline[0] == 0)
 224                 return;
 225
 226         len = getprop(chosen_handle, "bootargs", cmdline, sizeof(cmdline));
 227         if (len > 0 && cmdline[0] != 0)
 228                 return;
 229
 230         setprop(chosen_handle, "bootargs", builtin_cmdline,
 231                 strlen(builtin_cmdline) + 1);
 232 }
 233
 234
 235 void start(unsigned long a1, unsigned long a2, void *promptr, void *sp)
 236 {
 237         int len;
 238         kernel_entry_t kernel_entry;
 239
 240         memset(__bss_start, 0, _end - __bss_start);
 241
 242         prom = (int (*)(void *)) promptr;
 243         chosen_handle = finddevice("/chosen");
 244         if (chosen_handle == (void *) -1)
 245                 exit();
 246         if (getprop(chosen_handle, "stdout", &stdout, sizeof(stdout)) != 4)
 247                 exit();
 248
 249         printf("\n\rzImage starting: loaded at 0x%p (sp: 0x%p)\n\r", _start, sp);
 250
 251         /*
 252          * The first available claim_base must be above the end of the
 253          * the loaded kernel wrapper file (_start to _end includes the
 254          * initrd image if it is present) and rounded up to a nice
 255          * 1 MB boundary for good measure.
 256          */
 257
 258         claim_base = _ALIGN_UP((unsigned long)_end, ONE_MB);
 259
 260         vmlinuz.addr = (unsigned long)_vmlinux_start;
 261         vmlinuz.size = (unsigned long)(_vmlinux_end - _vmlinux_start);
 262
 263         /* gunzip the ELF header of the kernel */
 264         if (*(unsigned short *)vmlinuz.addr == 0x1f8b) {
 265                 len = vmlinuz.size;
 266                 gunzip(elfheader, sizeof(elfheader),
 267                                 (unsigned char *)vmlinuz.addr, &len);
 268         } else
 269                 memcpy(elfheader, (const void *)vmlinuz.addr, sizeof(elfheader));
 270
 271         if (!is_elf64(elfheader) && !is_elf32(elfheader)) {
 272                 printf("Error: not a valid PPC32 or PPC64 ELF file!\n\r");
 273                 exit();
 274         }
 275
 276         /* We need to claim the memsize plus the file offset since gzip
 277          * will expand the header (file offset), then the kernel, then
 278          * possible rubbish we don't care about. But the kernel bss must
 279          * be claimed (it will be zero'd by the kernel itself)
 280          */
 281         printf("Allocating 0x%lx bytes for kernel ...\n\r", vmlinux.memsize);
 282         vmlinux.addr = try_claim(vmlinux.memsize);
 283         if (vmlinux.addr == 0) {
 284                 printf("Can't allocate memory for kernel image !\n\r");
 285                 exit();
 286         }
 287
 288         /*
 289          * Now we try to claim memory for the initrd (and copy it there)
 290          */
 291         initrd.size = (unsigned long)(_initrd_end - _initrd_start);
 292         initrd.memsize = initrd.size;
 293         if ( initrd.size > 0 ) {
 294                 printf("Allocating 0x%lx bytes for initrd ...\n\r", initrd.size);
 295                 initrd.addr = try_claim(initrd.size);
 296                 if (initrd.addr == 0) {
 297                         printf("Can't allocate memory for initial ramdisk !\n\r");
 298                         exit();
 299                 }
 300                 a1 = initrd.addr;
 301                 a2 = initrd.size;
 302                 printf("initial ramdisk moving 0x%lx <- 0x%lx (0x%lx bytes)\n\r",
 303                        initrd.addr, (unsigned long)_initrd_start, initrd.size);
 304                 memmove((void *)initrd.addr, (void *)_initrd_start, initrd.size);
 305                 printf("initrd head: 0x%lx\n\r", *((unsigned long *)initrd.addr));
 306         }
 307
 308         /* Eventually gunzip the kernel */
 309         if (*(unsigned short *)vmlinuz.addr == 0x1f8b) {
 310                 printf("gunzipping (0x%lx <- 0x%lx:0x%0lx)...",
 311                        vmlinux.addr, vmlinuz.addr, vmlinuz.addr+vmlinuz.size);
 312                 len = vmlinuz.size;
 313                 gunzip((void *)vmlinux.addr, vmlinux.memsize,
 314                         (unsigned char *)vmlinuz.addr, &len);
 315                 printf("done 0x%lx bytes\n\r", len);
 316         } else {
 317                 memmove((void *)vmlinux.addr,(void *)vmlinuz.addr,vmlinuz.size);
 318         }
 319
 320         export_cmdline(chosen_handle);
 321
 322         /* Skip over the ELF header */
 323 #ifdef DEBUG
 324         printf("... skipping 0x%lx bytes of ELF header\n\r",
 325                         elfoffset);
 326 #endif
 327         vmlinux.addr += elfoffset;
 328
 329         flush_cache((void *)vmlinux.addr, vmlinux.size);
 330
 331         kernel_entry = (kernel_entry_t)vmlinux.addr;
 332 #ifdef DEBUG
 333         printf( "kernel:\n\r"
 334                 "        entry addr = 0x%lx\n\r"
 335                 "        a1         = 0x%lx,\n\r"
 336                 "        a2         = 0x%lx,\n\r"
 337                 "        prom       = 0x%lx,\n\r"
 338                 "        bi_recs    = 0x%lx,\n\r",
 339                 (unsigned long)kernel_entry, a1, a2,
 340                 (unsigned long)prom, NULL);
 341 #endif
 342
 343         kernel_entry(a1, a2, prom, NULL);
 344
 345         printf("Error: Linux kernel returned to zImage bootloader!\n\r");
 346
 347         exit();
 348 }
 349