arch/powerpc/kexec/core_64.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * PPC64 code to handle Linux booting another kernel.
   4  *
   5  * Copyright (C) 2004-2005, IBM Corp.
   6  *
   7  * Created by: Milton D Miller II
   8  */
   9
  10
  11 #include <linux/kexec.h>
  12 #include <linux/smp.h>
  13 #include <linux/thread_info.h>
  14 #include <linux/init_task.h>
  15 #include <linux/errno.h>
  16 #include <linux/kernel.h>
  17 #include <linux/cpu.h>
  18 #include <linux/hardirq.h>
  19 #include <linux/of.h>
  20 #include <linux/libfdt.h>
  21
  22 #include <asm/page.h>
  23 #include <asm/current.h>
  24 #include <asm/machdep.h>
  25 #include <asm/cacheflush.h>
  26 #include <asm/firmware.h>
  27 #include <asm/paca.h>
  28 #include <asm/mmu.h>
  29 #include <asm/sections.h>       /* _end */
  30 #include <asm/setup.h>
  31 #include <asm/smp.h>
  32 #include <asm/hw_breakpoint.h>
  33 #include <asm/svm.h>
  34 #include <asm/ultravisor.h>
  35 #include <asm/crashdump-ppc64.h>
  36
  37 int machine_kexec_prepare(struct kimage *image)
  38 {
  39         int i;
  40         unsigned long begin, end;       /* limits of segment */
  41         unsigned long low, high;        /* limits of blocked memory range */
  42         struct device_node *node;
  43         const unsigned long *basep;
  44         const unsigned int *sizep;
  45
  46         /*
  47          * Since we use the kernel fault handlers and paging code to
  48          * handle the virtual mode, we must make sure no destination
  49          * overlaps kernel static data or bss.
  50          */
  51         for (i = 0; i < image->nr_segments; i++)
  52                 if (image->segment[i].mem < __pa(_end))
  53                         return -ETXTBSY;
  54
  55         /* We also should not overwrite the tce tables */
  56         for_each_node_by_type(node, "pci") {
  57                 basep = of_get_property(node, "linux,tce-base", NULL);
  58                 sizep = of_get_property(node, "linux,tce-size", NULL);
  59                 if (basep == NULL || sizep == NULL)
  60                         continue;
  61
  62                 low = *basep;
  63                 high = low + (*sizep);
  64
  65                 for (i = 0; i < image->nr_segments; i++) {
  66                         begin = image->segment[i].mem;
  67                         end = begin + image->segment[i].memsz;
  68
  69                         if ((begin < high) && (end > low)) {
  70                                 of_node_put(node);
  71                                 return -ETXTBSY;
  72                         }
  73                 }
  74         }
  75
  76         return 0;
  77 }
  78
  79 /* Called during kexec sequence with MMU off */
  80 static notrace void copy_segments(unsigned long ind)
  81 {
  82         unsigned long entry;
  83         unsigned long *ptr;
  84         void *dest;
  85         void *addr;
  86
  87         /*
  88          * We rely on kexec_load to create a lists that properly
  89          * initializes these pointers before they are used.
  90          * We will still crash if the list is wrong, but at least
  91          * the compiler will be quiet.
  92          */
  93         ptr = NULL;
  94         dest = NULL;
  95
  96         for (entry = ind; !(entry & IND_DONE); entry = *ptr++) {
  97                 addr = __va(entry & PAGE_MASK);
  98
  99                 switch (entry & IND_FLAGS) {
 100                 case IND_DESTINATION:
 101                         dest = addr;
 102                         break;
 103                 case IND_INDIRECTION:
 104                         ptr = addr;
 105                         break;
 106                 case IND_SOURCE:
 107                         copy_page(dest, addr);
 108                         dest += PAGE_SIZE;
 109                 }
 110         }
 111 }
 112
 113 /* Called during kexec sequence with MMU off */
 114 notrace void kexec_copy_flush(struct kimage *image)
 115 {
 116         long i, nr_segments = image->nr_segments;
 117         struct  kexec_segment ranges[KEXEC_SEGMENT_MAX];
 118
 119         /* save the ranges on the stack to efficiently flush the icache */
 120         memcpy(ranges, image->segment, sizeof(ranges));
 121
 122         /*
 123          * After this call we may not use anything allocated in dynamic
 124          * memory, including *image.
 125          *
 126          * Only globals and the stack are allowed.
 127          */
 128         copy_segments(image->head);
 129
 130         /*
 131          * we need to clear the icache for all dest pages sometime,
 132          * including ones that were in place on the original copy
 133          */
 134         for (i = 0; i < nr_segments; i++)
 135                 flush_icache_range((unsigned long)__va(ranges[i].mem),
 136                         (unsigned long)__va(ranges[i].mem + ranges[i].memsz));
 137 }
 138
 139 #ifdef CONFIG_SMP
 140
 141 static int kexec_all_irq_disabled = 0;
 142
 143 static void kexec_smp_down(void *arg)
 144 {
 145         local_irq_disable();
 146         hard_irq_disable();
 147
 148         mb(); /* make sure our irqs are disabled before we say they are */
 149         get_paca()->kexec_state = KEXEC_STATE_IRQS_OFF;
 150         while(kexec_all_irq_disabled == 0)
 151                 cpu_relax();
 152         mb(); /* make sure all irqs are disabled before this */
 153         hw_breakpoint_disable();
 154         /*
 155          * Now every CPU has IRQs off, we can clear out any pending
 156          * IPIs and be sure that no more will come in after this.
 157          */
 158         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 159                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 1);
 160
 161         reset_sprs();
 162
 163         kexec_smp_wait();
 164         /* NOTREACHED */
 165 }
 166
 167 static void kexec_prepare_cpus_wait(int wait_state)
 168 {
 169         int my_cpu, i, notified=-1;
 170
 171         hw_breakpoint_disable();
 172         my_cpu = get_cpu();
 173         /* Make sure each CPU has at least made it to the state we need.
 174          *
 175          * FIXME: There is a (slim) chance of a problem if not all of the CPUs
 176          * are correctly onlined.  If somehow we start a CPU on boot with RTAS
 177          * start-cpu, but somehow that CPU doesn't write callin_cpu_map[] in
 178          * time, the boot CPU will timeout.  If it does eventually execute
 179          * stuff, the secondary will start up (paca_ptrs[]->cpu_start was
 180          * written) and get into a peculiar state.
 181          * If the platform supports smp_ops->take_timebase(), the secondary CPU
 182          * will probably be spinning in there.  If not (i.e. pseries), the
 183          * secondary will continue on and try to online itself/idle/etc. If it
 184          * survives that, we need to find these
 185          * possible-but-not-online-but-should-be CPUs and chaperone them into
 186          * kexec_smp_wait().
 187          */
 188         for_each_online_cpu(i) {
 189                 if (i == my_cpu)
 190                         continue;
 191
 192                 while (paca_ptrs[i]->kexec_state < wait_state) {
 193                         barrier();
 194                         if (i != notified) {
 195                                 printk(KERN_INFO "kexec: waiting for cpu %d "
 196                                        "(physical %d) to enter %i state\n",
 197                                        i, paca_ptrs[i]->hw_cpu_id, wait_state);
 198                                 notified = i;
 199                         }
 200                 }
 201         }
 202         mb();
 203 }
 204
 205 /*
 206  * We need to make sure each present CPU is online.  The next kernel will scan
 207  * the device tree and assume primary threads are online and query secondary
 208  * threads via RTAS to online them if required.  If we don't online primary
 209  * threads, they will be stuck.  However, we also online secondary threads as we
 210  * may be using 'cede offline'.  In this case RTAS doesn't see the secondary
 211  * threads as offline -- and again, these CPUs will be stuck.
 212  *
 213  * So, we online all CPUs that should be running, including secondary threads.
 214  */
 215 static void wake_offline_cpus(void)
 216 {
 217         int cpu = 0;
 218
 219         for_each_present_cpu(cpu) {
 220                 if (!cpu_online(cpu)) {
 221                         printk(KERN_INFO "kexec: Waking offline cpu %d.\n",
 222                                cpu);
 223                         WARN_ON(add_cpu(cpu));
 224                 }
 225         }
 226 }
 227
 228 static void kexec_prepare_cpus(void)
 229 {
 230         wake_offline_cpus();
 231         smp_call_function(kexec_smp_down, NULL, /* wait */0);
 232         local_irq_disable();
 233         hard_irq_disable();
 234
 235         mb(); /* make sure IRQs are disabled before we say they are */
 236         get_paca()->kexec_state = KEXEC_STATE_IRQS_OFF;
 237
 238         kexec_prepare_cpus_wait(KEXEC_STATE_IRQS_OFF);
 239         /* we are sure every CPU has IRQs off at this point */
 240         kexec_all_irq_disabled = 1;
 241
 242         /*
 243          * Before removing MMU mappings make sure all CPUs have entered real
 244          * mode:
 245          */
 246         kexec_prepare_cpus_wait(KEXEC_STATE_REAL_MODE);
 247
 248         /* after we tell the others to go down */
 249         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 250                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 0);
 251
 252         put_cpu();
 253 }
 254
 255 #else /* ! SMP */
 256
 257 static void kexec_prepare_cpus(void)
 258 {
 259         /*
 260          * move the secondarys to us so that we can copy
 261          * the new kernel 0-0x100 safely
 262          *
 263          * do this if kexec in setup.c ?
 264          *
 265          * We need to release the cpus if we are ever going from an
 266          * UP to an SMP kernel.
 267          */
 268         smp_release_cpus();
 269         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 270                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 0);
 271         local_irq_disable();
 272         hard_irq_disable();
 273 }
 274
 275 #endif /* SMP */
 276
 277 /*
 278  * kexec thread structure and stack.
 279  *
 280  * We need to make sure that this is 16384-byte aligned due to the
 281  * way process stacks are handled.  It also must be statically allocated
 282  * or allocated as part of the kimage, because everything else may be
 283  * overwritten when we copy the kexec image.  We piggyback on the
 284  * "init_task" linker section here to statically allocate a stack.
 285  *
 286  * We could use a smaller stack if we don't care about anything using
 287  * current, but that audit has not been performed.
 288  */
 289 static union thread_union kexec_stack = { };
 290
 291 /*
 292  * For similar reasons to the stack above, the kexecing CPU needs to be on a
 293  * static PACA; we switch to kexec_paca.
 294  */
 295 static struct paca_struct kexec_paca;
 296
 297 /* Our assembly helper, in misc_64.S */
 298 extern void kexec_sequence(void *newstack, unsigned long start,
 299                            void *image, void *control,
 300                            void (*clear_all)(void),
 301                            bool copy_with_mmu_off) __noreturn;
 302
 303 /* too late to fail here */
 304 void default_machine_kexec(struct kimage *image)
 305 {
 306         bool copy_with_mmu_off;
 307
 308         /* prepare control code if any */
 309
 310         /*
 311         * If the kexec boot is the normal one, need to shutdown other cpus
 312         * into our wait loop and quiesce interrupts.
 313         * Otherwise, in the case of crashed mode (crashing_cpu >= 0),
 314         * stopping other CPUs and collecting their pt_regs is done before
 315         * using debugger IPI.
 316         */
 317
 318         if (!kdump_in_progress())
 319                 kexec_prepare_cpus();
 320
 321 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 322         /*
 323          * This must be done after other CPUs have shut down, otherwise they
 324          * could execute the 'scv' instruction, which is not supported with
 325          * reloc disabled (see configure_exceptions()).
 326          */
 327         if (firmware_has_feature(FW_FEATURE_SET_MODE))
 328                 pseries_disable_reloc_on_exc();
 329 #endif
 330
 331         printk("kexec: Starting switchover sequence.\n");
 332
 333         /* switch to a staticly allocated stack.  Based on irq stack code.
 334          * We setup preempt_count to avoid using VMX in memcpy.
 335          * XXX: the task struct will likely be invalid once we do the copy!
 336          */
 337         current_thread_info()->flags = 0;
 338         current_thread_info()->preempt_count = HARDIRQ_OFFSET;
 339
 340         /* We need a static PACA, too; copy this CPU's PACA over and switch to
 341          * it. Also poison per_cpu_offset and NULL lppaca to catch anyone using
 342          * non-static data.
 343          */
 344         memcpy(&kexec_paca, get_paca(), sizeof(struct paca_struct));
 345         kexec_paca.data_offset = 0xedeaddeadeeeeeeeUL;
 346 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 347         kexec_paca.lppaca_ptr = NULL;
 348 #endif
 349
 350         if (is_secure_guest() && !(image->preserve_context ||
 351                                    image->type == KEXEC_TYPE_CRASH)) {
 352                 uv_unshare_all_pages();
 353                 printk("kexec: Unshared all shared pages.\n");
 354         }
 355
 356         paca_ptrs[kexec_paca.paca_index] = &kexec_paca;
 357
 358         setup_paca(&kexec_paca);
 359
 360         /*
 361          * The lppaca should be unregistered at this point so the HV won't
 362          * touch it. In the case of a crash, none of the lppacas are
 363          * unregistered so there is not much we can do about it here.
 364          */
 365
 366         /*
 367          * On Book3S, the copy must happen with the MMU off if we are either
 368          * using Radix page tables or we are not in an LPAR since we can
 369          * overwrite the page tables while copying.
 370          *
 371          * In an LPAR, we keep the MMU on otherwise we can't access beyond
 372          * the RMA. On BookE there is no real MMU off mode, so we have to
 373          * keep it enabled as well (but then we have bolted TLB entries).
 374          */
 375 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E_64
 376         copy_with_mmu_off = false;
 377 #else
 378         copy_with_mmu_off = radix_enabled() ||
 379                 !(firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) ||
 380                   firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1));
 381 #endif
 382
 383         /* Some things are best done in assembly.  Finding globals with
 384          * a toc is easier in C, so pass in what we can.
 385          */
 386         kexec_sequence(&kexec_stack, image->start, image,
 387                        page_address(image->control_code_page),
 388                        mmu_cleanup_all, copy_with_mmu_off);
 389         /* NOTREACHED */
 390 }
 391
 392 #ifdef CONFIG_PPC_64S_HASH_MMU
 393 /* Values we need to export to the second kernel via the device tree. */
 394 static __be64 htab_base;
 395 static __be64 htab_size;
 396
 397 static struct property htab_base_prop = {
 398         .name = "linux,htab-base",
 399         .length = sizeof(unsigned long),
 400         .value = &htab_base,
 401 };
 402
 403 static struct property htab_size_prop = {
 404         .name = "linux,htab-size",
 405         .length = sizeof(unsigned long),
 406         .value = &htab_size,
 407 };
 408
 409 static int __init export_htab_values(void)
 410 {
 411         struct device_node *node;
 412
 413         /* On machines with no htab htab_address is NULL */
 414         if (!htab_address)
 415                 return -ENODEV;
 416
 417         node = of_find_node_by_path("/chosen");
 418         if (!node)
 419                 return -ENODEV;
 420
 421         /* remove any stale properties so ours can be found */
 422         of_remove_property(node, of_find_property(node, htab_base_prop.name, NULL));
 423         of_remove_property(node, of_find_property(node, htab_size_prop.name, NULL));
 424
 425         htab_base = cpu_to_be64(__pa(htab_address));
 426         of_add_property(node, &htab_base_prop);
 427         htab_size = cpu_to_be64(htab_size_bytes);
 428         of_add_property(node, &htab_size_prop);
 429
 430         of_node_put(node);
 431         return 0;
 432 }
 433 late_initcall(export_htab_values);
 434 #endif /* CONFIG_PPC_64S_HASH_MMU */
 435
 436 #if defined(CONFIG_KEXEC_FILE) || defined(CONFIG_CRASH_DUMP)
 437 /**
 438  * add_node_props - Reads node properties from device node structure and add
 439  *                  them to fdt.
 440  * @fdt:            Flattened device tree of the kernel
 441  * @node_offset:    offset of the node to add a property at
 442  * @dn:             device node pointer
 443  *
 444  * Returns 0 on success, negative errno on error.
 445  */
 446 static int add_node_props(void *fdt, int node_offset, const struct device_node *dn)
 447 {
 448         int ret = 0;
 449         struct property *pp;
 450
 451         if (!dn)
 452                 return -EINVAL;
 453
 454         for_each_property_of_node(dn, pp) {
 455                 ret = fdt_setprop(fdt, node_offset, pp->name, pp->value, pp->length);
 456                 if (ret < 0) {
 457                         pr_err("Unable to add %s property: %s\n", pp->name, fdt_strerror(ret));
 458                         return ret;
 459                 }
 460         }
 461         return ret;
 462 }
 463
 464 /**
 465  * update_cpus_node - Update cpus node of flattened device tree using of_root
 466  *                    device node.
 467  * @fdt:              Flattened device tree of the kernel.
 468  *
 469  * Returns 0 on success, negative errno on error.
 470  *
 471  * Note: expecting no subnodes under /cpus/<node> with device_type == "cpu".
 472  * If this changes, update this function to include them.
 473  */
 474 int update_cpus_node(void *fdt)
 475 {
 476         int prev_node_offset;
 477         const char *device_type;
 478         const struct fdt_property *prop;
 479         struct device_node *cpus_node, *dn;
 480         int cpus_offset, cpus_subnode_offset, ret = 0;
 481
 482         cpus_offset = fdt_path_offset(fdt, "/cpus");
 483         if (cpus_offset < 0 && cpus_offset != -FDT_ERR_NOTFOUND) {
 484                 pr_err("Malformed device tree: error reading /cpus node: %s\n",
 485                        fdt_strerror(cpus_offset));
 486                 return cpus_offset;
 487         }
 488
 489         prev_node_offset = cpus_offset;
 490         /* Delete sub-nodes of /cpus node with device_type == "cpu" */
 491         for (cpus_subnode_offset = fdt_first_subnode(fdt, cpus_offset); cpus_subnode_offset >= 0;) {
 492                 /* Ignore nodes that do not have a device_type property or device_type != "cpu" */
 493                 prop = fdt_get_property(fdt, cpus_subnode_offset, "device_type", NULL);
 494                 if (!prop || strcmp(prop->data, "cpu")) {
 495                         prev_node_offset = cpus_subnode_offset;
 496                         goto next_node;
 497                 }
 498
 499                 ret = fdt_del_node(fdt, cpus_subnode_offset);
 500                 if (ret < 0) {
 501                         pr_err("Failed to delete a cpus sub-node: %s\n", fdt_strerror(ret));
 502                         return ret;
 503                 }
 504 next_node:
 505                 if (prev_node_offset == cpus_offset)
 506                         cpus_subnode_offset = fdt_first_subnode(fdt, cpus_offset);
 507                 else
 508                         cpus_subnode_offset = fdt_next_subnode(fdt, prev_node_offset);
 509         }
 510
 511         cpus_node = of_find_node_by_path("/cpus");
 512         /* Fail here to avoid kexec/kdump kernel boot hung */
 513         if (!cpus_node) {
 514                 pr_err("No /cpus node found\n");
 515                 return -EINVAL;
 516         }
 517
 518         /* Add all /cpus sub-nodes of device_type == "cpu" to FDT */
 519         for_each_child_of_node(cpus_node, dn) {
 520                 /* Ignore device nodes that do not have a device_type property
 521                  * or device_type != "cpu".
 522                  */
 523                 device_type = of_get_property(dn, "device_type", NULL);
 524                 if (!device_type || strcmp(device_type, "cpu"))
 525                         continue;
 526
 527                 cpus_subnode_offset = fdt_add_subnode(fdt, cpus_offset, dn->full_name);
 528                 if (cpus_subnode_offset < 0) {
 529                         pr_err("Unable to add %s subnode: %s\n", dn->full_name,
 530                                fdt_strerror(cpus_subnode_offset));
 531                         ret = cpus_subnode_offset;
 532                         goto out;
 533                 }
 534
 535                 ret = add_node_props(fdt, cpus_subnode_offset, dn);
 536                 if (ret < 0)
 537                         goto out;
 538         }
 539 out:
 540         of_node_put(cpus_node);
 541         of_node_put(dn);
 542         return ret;
 543 }
 544 #endif /* CONFIG_KEXEC_FILE || CONFIG_CRASH_DUMP */