arch/s390/boot/head.S

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 /*
   3  * Copyright IBM Corp. 1999, 2010
   4  *
   5  *    Author(s): Hartmut Penner <hp@de.ibm.com>
   6  *               Martin Schwidefsky <schwidefsky@de.ibm.com>
   7  *               Rob van der Heij <rvdhei@iae.nl>
   8  *               Heiko Carstens <heiko.carstens@de.ibm.com>
   9  *
  10  * There are 5 different IPL methods
  11  *  1) load the image directly into ram at address 0 and do an PSW restart
  12  *  2) linload will load the image from address 0x10000 to memory 0x10000
  13  *     and start the code thru LPSW 0x0008000080010000 (VM only, deprecated)
  14  *  3) generate the tape ipl header, store the generated image on a tape
  15  *     and ipl from it
  16  *     In case of SL tape you need to IPL 5 times to get past VOL1 etc
  17  *  4) generate the vm reader ipl header, move the generated image to the
  18  *     VM reader (use option NOH!) and do a ipl from reader (VM only)
  19  *  5) direct call of start by the SALIPL loader
  20  *  We use the cpuid to distinguish between VM and native ipl
  21  *  params for kernel are pushed to 0x10400 (see setup.h)
  22  *
  23  */
  24
  25 #include <linux/init.h>
  26 #include <linux/linkage.h>
  27 #include <asm/asm-offsets.h>
  28 #include <asm/thread_info.h>
  29 #include <asm/page.h>
  30 #include <asm/ptrace.h>
  31 #include "boot.h"
  32
  33 #define ARCH_OFFSET     4
  34
  35 __HEAD
  36
  37 #define IPL_BS  0x730
  38         .org    0
  39         .long   0x00080000,0x80000000+iplstart  # The first 24 bytes are loaded
  40         .long   0x02000018,0x60000050           # by ipl to addresses 0-23.
  41         .long   0x02000068,0x60000050           # (a PSW and two CCWs).
  42         .fill   80-24,1,0x40                    # bytes 24-79 are discarded !!
  43         .long   0x020000f0,0x60000050           # The next 160 byte are loaded
  44         .long   0x02000140,0x60000050           # to addresses 0x18-0xb7
  45         .long   0x02000190,0x60000050           # They form the continuation
  46         .long   0x020001e0,0x60000050           # of the CCW program started
  47         .long   0x02000230,0x60000050           # by ipl and load the range
  48         .long   0x02000280,0x60000050           # 0x0f0-0x730 from the image
  49         .long   0x020002d0,0x60000050           # to the range 0x0f0-0x730
  50         .long   0x02000320,0x60000050           # in memory. At the end of
  51         .long   0x02000370,0x60000050           # the channel program the PSW
  52         .long   0x020003c0,0x60000050           # at location 0 is loaded.
  53         .long   0x02000410,0x60000050           # Initial processing starts
  54         .long   0x02000460,0x60000050           # at 0x200 = iplstart.
  55         .long   0x020004b0,0x60000050
  56         .long   0x02000500,0x60000050
  57         .long   0x02000550,0x60000050
  58         .long   0x020005a0,0x60000050
  59         .long   0x020005f0,0x60000050
  60         .long   0x02000640,0x60000050
  61         .long   0x02000690,0x60000050
  62         .long   0x020006e0,0x20000050
  63
  64         .org    __LC_RST_NEW_PSW                # 0x1a0
  65         .quad   0,iplstart
  66         .org    __LC_EXT_NEW_PSW                # 0x1b0
  67         .quad   0x0002000180000000,0x1b0        # disabled wait
  68         .org    __LC_PGM_NEW_PSW                # 0x1d0
  69         .quad   0x0000000180000000,startup_pgm_check_handler
  70         .org    __LC_IO_NEW_PSW                 # 0x1f0
  71         .quad   0x0002000180000000,0x1f0        # disabled wait
  72
  73         .org    0x200
  74
  75 #
  76 # subroutine to wait for end I/O
  77 #
  78 .Lirqwait:
  79         mvc     __LC_IO_NEW_PSW(16),.Lnewpsw    # set up IO interrupt psw
  80         lpsw    .Lwaitpsw
  81 .Lioint:
  82         br      %r14
  83         .align  8
  84 .Lnewpsw:
  85         .quad   0x0000000080000000,.Lioint
  86 .Lwaitpsw:
  87         .long   0x020a0000,0x80000000+.Lioint
  88
  89 #
  90 # subroutine for loading cards from the reader
  91 #
  92 .Lloader:
  93         la      %r4,0(%r14)
  94         la      %r3,.Lorb               # r2 = address of orb into r2
  95         la      %r5,.Lirb               # r4 = address of irb
  96         la      %r6,.Lccws
  97         la      %r7,20
  98 .Linit:
  99         st      %r2,4(%r6)              # initialize CCW data addresses
 100         la      %r2,0x50(%r2)
 101         la      %r6,8(%r6)
 102         bct     7,.Linit
 103
 104         lctl    %c6,%c6,.Lcr6           # set IO subclass mask
 105         slr     %r2,%r2
 106 .Lldlp:
 107         ssch    0(%r3)                  # load chunk of 1600 bytes
 108         bnz     .Llderr
 109 .Lwait4irq:
 110         bas     %r14,.Lirqwait
 111         c       %r1,__LC_SUBCHANNEL_ID  # compare subchannel number
 112         bne     .Lwait4irq
 113         tsch    0(%r5)
 114
 115         slr     %r0,%r0
 116         ic      %r0,8(%r5)              # get device status
 117         chi     %r0,8                   # channel end ?
 118         be      .Lcont
 119         chi     %r0,12                  # channel end + device end ?
 120         be      .Lcont
 121
 122         l       %r0,4(%r5)
 123         s       %r0,8(%r3)              # r0/8 = number of ccws executed
 124         mhi     %r0,10                  # *10 = number of bytes in ccws
 125         lh      %r3,10(%r5)             # get residual count
 126         sr      %r0,%r3                 # #ccws*80-residual=#bytes read
 127         ar      %r2,%r0
 128
 129         br      %r4                     # r2 contains the total size
 130
 131 .Lcont:
 132         ahi     %r2,0x640               # add 0x640 to total size
 133         la      %r6,.Lccws
 134         la      %r7,20
 135 .Lincr:
 136         l       %r0,4(%r6)              # update CCW data addresses
 137         ahi     %r0,0x640
 138         st      %r0,4(%r6)
 139         ahi     %r6,8
 140         bct     7,.Lincr
 141
 142         b       .Lldlp
 143 .Llderr:
 144         lpsw    .Lcrash
 145
 146         .align  8
 147 .Lorb:  .long   0x00000000,0x0080ff00,.Lccws
 148 .Lirb:  .long   0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
 149 .Lcr6:  .long   0xff000000
 150 .Lloadp:.long   0,0
 151         .align  8
 152 .Lcrash:.long   0x000a0000,0x00000000
 153
 154         .align  8
 155 .Lccws: .rept   19
 156         .long   0x02600050,0x00000000
 157         .endr
 158         .long   0x02200050,0x00000000
 159
 160 iplstart:
 161         mvi     __LC_AR_MODE_ID,1       # set esame flag
 162         slr     %r0,%r0                 # set cpuid to zero
 163         lhi     %r1,2                   # mode 2 = esame (dump)
 164         sigp    %r1,%r0,0x12            # switch to esame mode
 165         bras    %r13,0f
 166         .fill   16,4,0x0
 167 0:      lmh     %r0,%r15,0(%r13)        # clear high-order half of gprs
 168         sam31                           # switch to 31 bit addressing mode
 169         lh      %r1,__LC_SUBCHANNEL_ID  # test if subchannel number
 170         bct     %r1,.Lnoload            #  is valid
 171         l       %r1,__LC_SUBCHANNEL_ID  # load ipl subchannel number
 172         la      %r2,IPL_BS              # load start address
 173         bas     %r14,.Lloader           # load rest of ipl image
 174         l       %r12,.Lparm             # pointer to parameter area
 175         st      %r1,IPL_DEVICE+ARCH_OFFSET-PARMAREA(%r12) # save ipl device number
 176
 177 #
 178 # load parameter file from ipl device
 179 #
 180 .Lagain1:
 181         l       %r2,.Linitrd            # ramdisk loc. is temp
 182         bas     %r14,.Lloader           # load parameter file
 183         ltr     %r2,%r2                 # got anything ?
 184         bz      .Lnopf
 185         chi     %r2,895
 186         bnh     .Lnotrunc
 187         la      %r2,895
 188 .Lnotrunc:
 189         l       %r4,.Linitrd
 190         clc     0(3,%r4),.L_hdr         # if it is HDRx
 191         bz      .Lagain1                # skip dataset header
 192         clc     0(3,%r4),.L_eof         # if it is EOFx
 193         bz      .Lagain1                # skip dateset trailer
 194         la      %r5,0(%r4,%r2)
 195         lr      %r3,%r2
 196         la      %r3,COMMAND_LINE-PARMAREA(%r12) # load adr. of command line
 197         mvc     0(256,%r3),0(%r4)
 198         mvc     256(256,%r3),256(%r4)
 199         mvc     512(256,%r3),512(%r4)
 200         mvc     768(122,%r3),768(%r4)
 201         slr     %r0,%r0
 202         b       .Lcntlp
 203 .Ldelspc:
 204         ic      %r0,0(%r2,%r3)
 205         chi     %r0,0x20                # is it a space ?
 206         be      .Lcntlp
 207         ahi     %r2,1
 208         b       .Leolp
 209 .Lcntlp:
 210         brct    %r2,.Ldelspc
 211 .Leolp:
 212         slr     %r0,%r0
 213         stc     %r0,0(%r2,%r3)          # terminate buffer
 214 .Lnopf:
 215
 216 #
 217 # load ramdisk from ipl device
 218 #
 219 .Lagain2:
 220         l       %r2,.Linitrd            # addr of ramdisk
 221         st      %r2,INITRD_START+ARCH_OFFSET-PARMAREA(%r12)
 222         bas     %r14,.Lloader           # load ramdisk
 223         st      %r2,INITRD_SIZE+ARCH_OFFSET-PARMAREA(%r12) # store size of rd
 224         ltr     %r2,%r2
 225         bnz     .Lrdcont
 226         st      %r2,INITRD_START+ARCH_OFFSET-PARMAREA(%r12) # no ramdisk found
 227 .Lrdcont:
 228         l       %r2,.Linitrd
 229
 230         clc     0(3,%r2),.L_hdr         # skip HDRx and EOFx
 231         bz      .Lagain2
 232         clc     0(3,%r2),.L_eof
 233         bz      .Lagain2
 234
 235 #
 236 # reset files in VM reader
 237 #
 238         stidp   .Lcpuid                 # store cpuid
 239         tm      .Lcpuid,0xff            # running VM ?
 240         bno     .Lnoreset
 241         la      %r2,.Lreset
 242         lhi     %r3,26
 243         diag    %r2,%r3,8
 244         la      %r5,.Lirb
 245         stsch   0(%r5)                  # check if irq is pending
 246         tm      30(%r5),0x0f            # by verifying if any of the
 247         bnz     .Lwaitforirq            # activity or status control
 248         tm      31(%r5),0xff            # bits is set in the schib
 249         bz      .Lnoreset
 250 .Lwaitforirq:
 251         bas     %r14,.Lirqwait          # wait for IO interrupt
 252         c       %r1,__LC_SUBCHANNEL_ID  # compare subchannel number
 253         bne     .Lwaitforirq
 254         la      %r5,.Lirb
 255         tsch    0(%r5)
 256 .Lnoreset:
 257         b       .Lnoload
 258
 259 #
 260 # everything loaded, go for it
 261 #
 262 .Lnoload:
 263         l       %r1,.Lstartup
 264         br      %r1
 265
 266 .Linitrd:.long _end                     # default address of initrd
 267 .Lparm: .long  PARMAREA
 268 .Lstartup: .long startup
 269 .Lreset:.byte   0xc3,0xc8,0xc1,0xd5,0xc7,0xc5,0x40,0xd9,0xc4,0xd9,0x40
 270         .byte   0xc1,0xd3,0xd3,0x40,0xd2,0xc5,0xc5,0xd7,0x40,0xd5,0xd6
 271         .byte   0xc8,0xd6,0xd3,0xc4     # "change rdr all keep nohold"
 272 .L_eof: .long   0xc5d6c600       /* C'EOF' */
 273 .L_hdr: .long   0xc8c4d900       /* C'HDR' */
 274         .align  8
 275 .Lcpuid:.fill   8,1,0
 276
 277 #
 278 # startup-code at 0x10000, running in absolute addressing mode
 279 # this is called either by the ipl loader or directly by PSW restart
 280 # or linload or SALIPL
 281 #
 282         .org    0x10000
 283 SYM_CODE_START(startup)
 284         j       startup_normal
 285         .org    EP_OFFSET
 286 #
 287 # This is a list of s390 kernel entry points. At address 0x1000f the number of
 288 # valid entry points is stored.
 289 #
 290 # IMPORTANT: Do not change this table, it is s390 kernel ABI!
 291 #
 292         .ascii  EP_STRING
 293         .byte   0x00,0x01
 294 #
 295 # kdump startup-code at 0x10010, running in 64 bit absolute addressing mode
 296 #
 297         .org    0x10010
 298         j       startup_kdump
 299 SYM_CODE_END(startup)
 300 SYM_CODE_START_LOCAL(startup_normal)
 301         mvi     __LC_AR_MODE_ID,1       # set esame flag
 302         slr     %r0,%r0                 # set cpuid to zero
 303         lhi     %r1,2                   # mode 2 = esame (dump)
 304         sigp    %r1,%r0,0x12            # switch to esame mode
 305         bras    %r13,0f
 306         .fill   16,4,0x0
 307 0:      lmh     %r0,%r15,0(%r13)        # clear high-order half of gprs
 308         sam64                           # switch to 64 bit addressing mode
 309         basr    %r13,0                  # get base
 310 .LPG0:
 311         mvc     __LC_EXT_NEW_PSW(16),.Lext_new_psw-.LPG0(%r13)
 312         mvc     __LC_PGM_NEW_PSW(16),.Lpgm_new_psw-.LPG0(%r13)
 313         mvc     __LC_IO_NEW_PSW(16),.Lio_new_psw-.LPG0(%r13)
 314         xc      0x200(256),0x200        # partially clear lowcore
 315         xc      0x300(256),0x300
 316         xc      0xe00(256),0xe00
 317         xc      0xf00(256),0xf00
 318         lctlg   %c0,%c15,.Lctl-.LPG0(%r13)      # load control registers
 319         stcke   __LC_BOOT_CLOCK
 320         mvc     __LC_LAST_UPDATE_CLOCK(8),__LC_BOOT_CLOCK+1
 321         spt     6f-.LPG0(%r13)
 322         mvc     __LC_LAST_UPDATE_TIMER(8),6f-.LPG0(%r13)
 323         l       %r15,.Lstack-.LPG0(%r13)
 324         brasl   %r14,verify_facilities
 325         brasl   %r14,startup_kernel
 326 SYM_CODE_END(startup_normal)
 327
 328 .Lstack:
 329         .long   BOOT_STACK_OFFSET + BOOT_STACK_SIZE - STACK_FRAME_OVERHEAD
 330         .align  8
 331 6:      .long   0x7fffffff,0xffffffff
 332 .Lext_new_psw:
 333         .quad   0x0002000180000000,0x1b0        # disabled wait
 334 .Lpgm_new_psw:
 335         .quad   0x0000000180000000,startup_pgm_check_handler
 336 .Lio_new_psw:
 337         .quad   0x0002000180000000,0x1f0        # disabled wait
 338 .Lctl:  .quad   0x04040000              # cr0: AFP registers & secondary space
 339         .quad   0                       # cr1: primary space segment table
 340         .quad   .Lduct                  # cr2: dispatchable unit control table
 341         .quad   0                       # cr3: instruction authorization
 342         .quad   0xffff                  # cr4: instruction authorization
 343         .quad   .Lduct                  # cr5: primary-aste origin
 344         .quad   0                       # cr6:  I/O interrupts
 345         .quad   0                       # cr7:  secondary space segment table
 346         .quad   0x0000000000008000      # cr8:  access registers translation
 347         .quad   0                       # cr9:  tracing off
 348         .quad   0                       # cr10: tracing off
 349         .quad   0                       # cr11: tracing off
 350         .quad   0                       # cr12: tracing off
 351         .quad   0                       # cr13: home space segment table
 352         .quad   0xc0000000              # cr14: machine check handling off
 353         .quad   .Llinkage_stack         # cr15: linkage stack operations
 354
 355         .section .dma.data,"aw",@progbits
 356 .Lduct: .long   0,.Laste,.Laste,0,.Lduald,0,0,0
 357         .long   0,0,0,0,0,0,0,0
 358 .Llinkage_stack:
 359         .long   0,0,0x89000000,0,0,0,0x8a000000,0
 360         .align 64
 361 .Laste: .quad   0,0xffffffffffffffff,0,0,0,0,0,0
 362         .align  128
 363 .Lduald:.rept   8
 364         .long   0x80000000,0,0,0        # invalid access-list entries
 365         .endr
 366         .previous
 367
 368 #include "head_kdump.S"
 369
 370 #
 371 # This program check is active immediately after kernel start
 372 # and until early_pgm_check_handler is set in kernel/early.c
 373 # It simply saves general/control registers and psw in
 374 # the save area and does disabled wait with a faulty address.
 375 #
 376 SYM_CODE_START_LOCAL(startup_pgm_check_handler)
 377         stmg    %r8,%r15,__LC_SAVE_AREA_SYNC
 378         la      %r8,4095
 379         stctg   %c0,%c15,__LC_CREGS_SAVE_AREA-4095(%r8)
 380         stmg    %r0,%r7,__LC_GPREGS_SAVE_AREA-4095(%r8)
 381         mvc     __LC_GPREGS_SAVE_AREA-4095+64(64,%r8),__LC_SAVE_AREA_SYNC
 382         mvc     __LC_PSW_SAVE_AREA-4095(16,%r8),__LC_PGM_OLD_PSW
 383         mvc     __LC_RETURN_PSW(16),__LC_PGM_OLD_PSW
 384         ni      __LC_RETURN_PSW,0xfc    # remove IO and EX bits
 385         ni      __LC_RETURN_PSW+1,0xfb  # remove MCHK bit
 386         oi      __LC_RETURN_PSW+1,0x2   # set wait state bit
 387         larl    %r9,.Lold_psw_disabled_wait
 388         stg     %r9,__LC_PGM_NEW_PSW+8
 389         l       %r15,.Ldump_info_stack-.Lold_psw_disabled_wait(%r9)
 390         brasl   %r14,print_pgm_check_info
 391 .Lold_psw_disabled_wait:
 392         la      %r8,4095
 393         lmg     %r0,%r15,__LC_GPREGS_SAVE_AREA-4095(%r8)
 394         lpswe   __LC_RETURN_PSW         # disabled wait
 395 SYM_CODE_END(startup_pgm_check_handler)
 396 .Ldump_info_stack:
 397         .long   0x5000 + PAGE_SIZE - STACK_FRAME_OVERHEAD
 398
 399 #
 400 # params at 10400 (setup.h)
 401 # Must be keept in sync with struct parmarea in setup.h
 402 #
 403         .org    PARMAREA
 404 SYM_DATA_START(parmarea)
 405         .quad   0                       # IPL_DEVICE
 406         .quad   0                       # INITRD_START
 407         .quad   0                       # INITRD_SIZE
 408         .quad   0                       # OLDMEM_BASE
 409         .quad   0                       # OLDMEM_SIZE
 410         .quad   kernel_version          # points to kernel version string
 411
 412         .org    COMMAND_LINE
 413         .byte   "root=/dev/ram0 ro"
 414         .byte   0
 415         .org    PARMAREA+__PARMAREA_SIZE
 416 SYM_DATA_END(parmarea)
 417
 418         .org    EARLY_SCCB_OFFSET
 419         .fill   4096
 420
 421         .org    HEAD_END