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 struct addr_range {
  40         unsigned long addr;
  41         unsigned long size;
  42         unsigned long memsize;
  43 };
  44 static struct addr_range vmlinux;
  45 static struct addr_range vmlinuz;
  46 static struct addr_range initrd;
  47
  48 static unsigned long elfoffset;
  49
  50 static char scratch[46912];     /* scratch space for gunzip, from zlib_inflate_workspacesize() */
  51 static char elfheader[256];
  52
  53
  54 typedef void (*kernel_entry_t)( unsigned long,
  55                                 unsigned long,
  56                                 void *,
  57                                 void *);
  58
  59
  60 #undef DEBUG
  61
  62 static unsigned long claim_base;
  63
  64 #define HEAD_CRC        2
  65 #define EXTRA_FIELD     4
  66 #define ORIG_NAME       8
  67 #define COMMENT         0x10
  68 #define RESERVED        0xe0
  69
  70 static void gunzip(void *dst, int dstlen, unsigned char *src, int *lenp)
  71 {
  72         z_stream s;
  73         int r, i, flags;
  74
  75         /* skip header */
  76         i = 10;
  77         flags = src[3];
  78         if (src[2] != Z_DEFLATED || (flags & RESERVED) != 0) {
  79                 printf("bad gzipped data\n\r");
  80                 exit();
  81         }
  82         if ((flags & EXTRA_FIELD) != 0)
  83                 i = 12 + src[10] + (src[11] << 8);
  84         if ((flags & ORIG_NAME) != 0)
  85                 while (src[i++] != 0)
  86                         ;
  87         if ((flags & COMMENT) != 0)
  88                 while (src[i++] != 0)
  89                         ;
  90         if ((flags & HEAD_CRC) != 0)
  91                 i += 2;
  92         if (i >= *lenp) {
  93                 printf("gunzip: ran out of data in header\n\r");
  94                 exit();
  95         }
  96
  97         if (zlib_inflate_workspacesize() > sizeof(scratch)) {
  98                 printf("gunzip needs more mem\n");
  99                 exit();
 100         }
 101         memset(&s, 0, sizeof(s));
 102         s.workspace = scratch;
 103         r = zlib_inflateInit2(&s, -MAX_WBITS);
 104         if (r != Z_OK) {
 105                 printf("inflateInit2 returned %d\n\r", r);
 106                 exit();
 107         }
 108         s.next_in = src + i;
 109         s.avail_in = *lenp - i;
 110         s.next_out = dst;
 111         s.avail_out = dstlen;
 112         r = zlib_inflate(&s, Z_FULL_FLUSH);
 113         if (r != Z_OK && r != Z_STREAM_END) {
 114                 printf("inflate returned %d msg: %s\n\r", r, s.msg);
 115                 exit();
 116         }
 117         *lenp = s.next_out - (unsigned char *) dst;
 118         zlib_inflateEnd(&s);
 119 }
 120
 121 static unsigned long try_claim(unsigned long size)
 122 {
 123         unsigned long addr = 0;
 124
 125         for(; claim_base < RAM_END; claim_base += ONE_MB) {
 126 #ifdef DEBUG
 127                 printf("    trying: 0x%08lx\n\r", claim_base);
 128 #endif
 129                 addr = (unsigned long)claim(claim_base, size, 0);
 130                 if ((void *)addr != (void *)-1)
 131                         break;
 132         }
 133         if (addr == 0)
 134                 return 0;
 135         claim_base = PAGE_ALIGN(claim_base + size);
 136         return addr;
 137 }
 138
 139 static int is_elf64(void *hdr)
 140 {
 141         Elf64_Ehdr *elf64 = hdr;
 142         Elf64_Phdr *elf64ph;
 143         unsigned int i;
 144
 145         if (!(elf64->e_ident[EI_MAG0]  == ELFMAG0       &&
 146               elf64->e_ident[EI_MAG1]  == ELFMAG1       &&
 147               elf64->e_ident[EI_MAG2]  == ELFMAG2       &&
 148               elf64->e_ident[EI_MAG3]  == ELFMAG3       &&
 149               elf64->e_ident[EI_CLASS] == ELFCLASS64    &&
 150               elf64->e_ident[EI_DATA]  == ELFDATA2MSB   &&
 151               elf64->e_type            == ET_EXEC       &&
 152               elf64->e_machine         == EM_PPC64))
 153                 return 0;
 154
 155         elf64ph = (Elf64_Phdr *)((unsigned long)elf64 +
 156                                  (unsigned long)elf64->e_phoff);
 157         for (i = 0; i < (unsigned int)elf64->e_phnum; i++, elf64ph++)
 158                 if (elf64ph->p_type == PT_LOAD)
 159                         break;
 160         if (i >= (unsigned int)elf64->e_phnum)
 161                 return 0;
 162
 163         elfoffset = (unsigned long)elf64ph->p_offset;
 164         vmlinux.size = (unsigned long)elf64ph->p_filesz + elfoffset;
 165         vmlinux.memsize = (unsigned long)elf64ph->p_memsz + elfoffset;
 166
 167 #if defined(PROG_START)
 168         /*
 169          * Maintain a "magic" minimum address. This keeps some older
 170          * firmware platforms running.
 171          */
 172
 173         if (claim_base < PROG_START)
 174                 claim_base = PROG_START;
 175 #endif
 176
 177         return 1;
 178 }
 179
 180 static int is_elf32(void *hdr)
 181 {
 182         Elf32_Ehdr *elf32 = hdr;
 183         Elf32_Phdr *elf32ph;
 184         unsigned int i;
 185
 186         if (!(elf32->e_ident[EI_MAG0]  == ELFMAG0       &&
 187               elf32->e_ident[EI_MAG1]  == ELFMAG1       &&
 188               elf32->e_ident[EI_MAG2]  == ELFMAG2       &&
 189               elf32->e_ident[EI_MAG3]  == ELFMAG3       &&
 190               elf32->e_ident[EI_CLASS] == ELFCLASS32    &&
 191               elf32->e_ident[EI_DATA]  == ELFDATA2MSB   &&
 192               elf32->e_type            == ET_EXEC       &&
 193               elf32->e_machine         == EM_PPC))
 194                 return 0;
 195
 196         elf32 = (Elf32_Ehdr *)elfheader;
 197         elf32ph = (Elf32_Phdr *) ((unsigned long)elf32 + elf32->e_phoff);
 198         for (i = 0; i < elf32->e_phnum; i++, elf32ph++)
 199                 if (elf32ph->p_type == PT_LOAD)
 200                         break;
 201         if (i >= elf32->e_phnum)
 202                 return 0;
 203
 204         elfoffset = elf32ph->p_offset;
 205         vmlinux.size = elf32ph->p_filesz + elf32ph->p_offset;
 206         vmlinux.memsize = elf32ph->p_memsz + elf32ph->p_offset;
 207         return 1;
 208 }
 209
 210 void start(unsigned long a1, unsigned long a2, void *promptr, void *sp)
 211 {
 212         int len;
 213         kernel_entry_t kernel_entry;
 214
 215         memset(__bss_start, 0, _end - __bss_start);
 216
 217         prom = (int (*)(void *)) promptr;
 218         chosen_handle = finddevice("/chosen");
 219         if (chosen_handle == (void *) -1)
 220                 exit();
 221         if (getprop(chosen_handle, "stdout", &stdout, sizeof(stdout)) != 4)
 222                 exit();
 223
 224         printf("\n\rzImage starting: loaded at 0x%p (sp: 0x%p)\n\r", _start, sp);
 225
 226         /*
 227          * The first available claim_base must be above the end of the
 228          * the loaded kernel wrapper file (_start to _end includes the
 229          * initrd image if it is present) and rounded up to a nice
 230          * 1 MB boundary for good measure.
 231          */
 232
 233         claim_base = _ALIGN_UP((unsigned long)_end, ONE_MB);
 234
 235         vmlinuz.addr = (unsigned long)_vmlinux_start;
 236         vmlinuz.size = (unsigned long)(_vmlinux_end - _vmlinux_start);
 237
 238         /* gunzip the ELF header of the kernel */
 239         if (*(unsigned short *)vmlinuz.addr == 0x1f8b) {
 240                 len = vmlinuz.size;
 241                 gunzip(elfheader, sizeof(elfheader),
 242                                 (unsigned char *)vmlinuz.addr, &len);
 243         } else
 244                 memcpy(elfheader, (const void *)vmlinuz.addr, sizeof(elfheader));
 245
 246         if (!is_elf64(elfheader) && !is_elf32(elfheader)) {
 247                 printf("Error: not a valid PPC32 or PPC64 ELF file!\n\r");
 248                 exit();
 249         }
 250
 251         /* We need to claim the memsize plus the file offset since gzip
 252          * will expand the header (file offset), then the kernel, then
 253          * possible rubbish we don't care about. But the kernel bss must
 254          * be claimed (it will be zero'd by the kernel itself)
 255          */
 256         printf("Allocating 0x%lx bytes for kernel ...\n\r", vmlinux.memsize);
 257         vmlinux.addr = try_claim(vmlinux.memsize);
 258         if (vmlinux.addr == 0) {
 259                 printf("Can't allocate memory for kernel image !\n\r");
 260                 exit();
 261         }
 262
 263         /*
 264          * Now we try to claim memory for the initrd (and copy it there)
 265          */
 266         initrd.size = (unsigned long)(_initrd_end - _initrd_start);
 267         initrd.memsize = initrd.size;
 268         if ( initrd.size > 0 ) {
 269                 printf("Allocating 0x%lx bytes for initrd ...\n\r", initrd.size);
 270                 initrd.addr = try_claim(initrd.size);
 271                 if (initrd.addr == 0) {
 272                         printf("Can't allocate memory for initial ramdisk !\n\r");
 273                         exit();
 274                 }
 275                 a1 = initrd.addr;
 276                 a2 = initrd.size;
 277                 printf("initial ramdisk moving 0x%lx <- 0x%lx (0x%lx bytes)\n\r",
 278                        initrd.addr, (unsigned long)_initrd_start, initrd.size);
 279                 memmove((void *)initrd.addr, (void *)_initrd_start, initrd.size);
 280                 printf("initrd head: 0x%lx\n\r", *((unsigned long *)initrd.addr));
 281         }
 282
 283         /* Eventually gunzip the kernel */
 284         if (*(unsigned short *)vmlinuz.addr == 0x1f8b) {
 285                 printf("gunzipping (0x%lx <- 0x%lx:0x%0lx)...",
 286                        vmlinux.addr, vmlinuz.addr, vmlinuz.addr+vmlinuz.size);
 287                 len = vmlinuz.size;
 288                 gunzip((void *)vmlinux.addr, vmlinux.memsize,
 289                         (unsigned char *)vmlinuz.addr, &len);
 290                 printf("done 0x%lx bytes\n\r", len);
 291         } else {
 292                 memmove((void *)vmlinux.addr,(void *)vmlinuz.addr,vmlinuz.size);
 293         }
 294
 295         /* Skip over the ELF header */
 296 #ifdef DEBUG
 297         printf("... skipping 0x%lx bytes of ELF header\n\r",
 298                         elfoffset);
 299 #endif
 300         vmlinux.addr += elfoffset;
 301
 302         flush_cache((void *)vmlinux.addr, vmlinux.size);
 303
 304         kernel_entry = (kernel_entry_t)vmlinux.addr;
 305 #ifdef DEBUG
 306         printf( "kernel:\n\r"
 307                 "        entry addr = 0x%lx\n\r"
 308                 "        a1         = 0x%lx,\n\r"
 309                 "        a2         = 0x%lx,\n\r"
 310                 "        prom       = 0x%lx,\n\r"
 311                 "        bi_recs    = 0x%lx,\n\r",
 312                 (unsigned long)kernel_entry, a1, a2,
 313                 (unsigned long)prom, NULL);
 314 #endif
 315
 316         kernel_entry(a1, a2, prom, NULL);
 317
 318         printf("Error: Linux kernel returned to zImage bootloader!\n\r");
 319
 320         exit();
 321 }
 322