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
  21 #include <asm/page.h>
  22 #include <asm/current.h>
  23 #include <asm/machdep.h>
  24 #include <asm/cacheflush.h>
  25 #include <asm/firmware.h>
  26 #include <asm/paca.h>
  27 #include <asm/mmu.h>
  28 #include <asm/sections.h>       /* _end */
  29 #include <asm/smp.h>
  30 #include <asm/hw_breakpoint.h>
  31 #include <asm/svm.h>
  32 #include <asm/ultravisor.h>
  33
  34 int machine_kexec_prepare(struct kimage *image)
  35 {
  36         int i;
  37         unsigned long begin, end;       /* limits of segment */
  38         unsigned long low, high;        /* limits of blocked memory range */
  39         struct device_node *node;
  40         const unsigned long *basep;
  41         const unsigned int *sizep;
  42
  43         /*
  44          * Since we use the kernel fault handlers and paging code to
  45          * handle the virtual mode, we must make sure no destination
  46          * overlaps kernel static data or bss.
  47          */
  48         for (i = 0; i < image->nr_segments; i++)
  49                 if (image->segment[i].mem < __pa(_end))
  50                         return -ETXTBSY;
  51
  52         /* We also should not overwrite the tce tables */
  53         for_each_node_by_type(node, "pci") {
  54                 basep = of_get_property(node, "linux,tce-base", NULL);
  55                 sizep = of_get_property(node, "linux,tce-size", NULL);
  56                 if (basep == NULL || sizep == NULL)
  57                         continue;
  58
  59                 low = *basep;
  60                 high = low + (*sizep);
  61
  62                 for (i = 0; i < image->nr_segments; i++) {
  63                         begin = image->segment[i].mem;
  64                         end = begin + image->segment[i].memsz;
  65
  66                         if ((begin < high) && (end > low)) {
  67                                 of_node_put(node);
  68                                 return -ETXTBSY;
  69                         }
  70                 }
  71         }
  72
  73         return 0;
  74 }
  75
  76 /* Called during kexec sequence with MMU off */
  77 static notrace void copy_segments(unsigned long ind)
  78 {
  79         unsigned long entry;
  80         unsigned long *ptr;
  81         void *dest;
  82         void *addr;
  83
  84         /*
  85          * We rely on kexec_load to create a lists that properly
  86          * initializes these pointers before they are used.
  87          * We will still crash if the list is wrong, but at least
  88          * the compiler will be quiet.
  89          */
  90         ptr = NULL;
  91         dest = NULL;
  92
  93         for (entry = ind; !(entry & IND_DONE); entry = *ptr++) {
  94                 addr = __va(entry & PAGE_MASK);
  95
  96                 switch (entry & IND_FLAGS) {
  97                 case IND_DESTINATION:
  98                         dest = addr;
  99                         break;
 100                 case IND_INDIRECTION:
 101                         ptr = addr;
 102                         break;
 103                 case IND_SOURCE:
 104                         copy_page(dest, addr);
 105                         dest += PAGE_SIZE;
 106                 }
 107         }
 108 }
 109
 110 /* Called during kexec sequence with MMU off */
 111 notrace void kexec_copy_flush(struct kimage *image)
 112 {
 113         long i, nr_segments = image->nr_segments;
 114         struct  kexec_segment ranges[KEXEC_SEGMENT_MAX];
 115
 116         /* save the ranges on the stack to efficiently flush the icache */
 117         memcpy(ranges, image->segment, sizeof(ranges));
 118
 119         /*
 120          * After this call we may not use anything allocated in dynamic
 121          * memory, including *image.
 122          *
 123          * Only globals and the stack are allowed.
 124          */
 125         copy_segments(image->head);
 126
 127         /*
 128          * we need to clear the icache for all dest pages sometime,
 129          * including ones that were in place on the original copy
 130          */
 131         for (i = 0; i < nr_segments; i++)
 132                 flush_icache_range((unsigned long)__va(ranges[i].mem),
 133                         (unsigned long)__va(ranges[i].mem + ranges[i].memsz));
 134 }
 135
 136 #ifdef CONFIG_SMP
 137
 138 static int kexec_all_irq_disabled = 0;
 139
 140 static void kexec_smp_down(void *arg)
 141 {
 142         local_irq_disable();
 143         hard_irq_disable();
 144
 145         mb(); /* make sure our irqs are disabled before we say they are */
 146         get_paca()->kexec_state = KEXEC_STATE_IRQS_OFF;
 147         while(kexec_all_irq_disabled == 0)
 148                 cpu_relax();
 149         mb(); /* make sure all irqs are disabled before this */
 150         hw_breakpoint_disable();
 151         /*
 152          * Now every CPU has IRQs off, we can clear out any pending
 153          * IPIs and be sure that no more will come in after this.
 154          */
 155         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 156                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 1);
 157
 158         reset_sprs();
 159
 160         kexec_smp_wait();
 161         /* NOTREACHED */
 162 }
 163
 164 static void kexec_prepare_cpus_wait(int wait_state)
 165 {
 166         int my_cpu, i, notified=-1;
 167
 168         hw_breakpoint_disable();
 169         my_cpu = get_cpu();
 170         /* Make sure each CPU has at least made it to the state we need.
 171          *
 172          * FIXME: There is a (slim) chance of a problem if not all of the CPUs
 173          * are correctly onlined.  If somehow we start a CPU on boot with RTAS
 174          * start-cpu, but somehow that CPU doesn't write callin_cpu_map[] in
 175          * time, the boot CPU will timeout.  If it does eventually execute
 176          * stuff, the secondary will start up (paca_ptrs[]->cpu_start was
 177          * written) and get into a peculiar state.
 178          * If the platform supports smp_ops->take_timebase(), the secondary CPU
 179          * will probably be spinning in there.  If not (i.e. pseries), the
 180          * secondary will continue on and try to online itself/idle/etc. If it
 181          * survives that, we need to find these
 182          * possible-but-not-online-but-should-be CPUs and chaperone them into
 183          * kexec_smp_wait().
 184          */
 185         for_each_online_cpu(i) {
 186                 if (i == my_cpu)
 187                         continue;
 188
 189                 while (paca_ptrs[i]->kexec_state < wait_state) {
 190                         barrier();
 191                         if (i != notified) {
 192                                 printk(KERN_INFO "kexec: waiting for cpu %d "
 193                                        "(physical %d) to enter %i state\n",
 194                                        i, paca_ptrs[i]->hw_cpu_id, wait_state);
 195                                 notified = i;
 196                         }
 197                 }
 198         }
 199         mb();
 200 }
 201
 202 /*
 203  * We need to make sure each present CPU is online.  The next kernel will scan
 204  * the device tree and assume primary threads are online and query secondary
 205  * threads via RTAS to online them if required.  If we don't online primary
 206  * threads, they will be stuck.  However, we also online secondary threads as we
 207  * may be using 'cede offline'.  In this case RTAS doesn't see the secondary
 208  * threads as offline -- and again, these CPUs will be stuck.
 209  *
 210  * So, we online all CPUs that should be running, including secondary threads.
 211  */
 212 static void wake_offline_cpus(void)
 213 {
 214         int cpu = 0;
 215
 216         for_each_present_cpu(cpu) {
 217                 if (!cpu_online(cpu)) {
 218                         printk(KERN_INFO "kexec: Waking offline cpu %d.\n",
 219                                cpu);
 220                         WARN_ON(add_cpu(cpu));
 221                 }
 222         }
 223 }
 224
 225 static void kexec_prepare_cpus(void)
 226 {
 227         wake_offline_cpus();
 228         smp_call_function(kexec_smp_down, NULL, /* wait */0);
 229         local_irq_disable();
 230         hard_irq_disable();
 231
 232         mb(); /* make sure IRQs are disabled before we say they are */
 233         get_paca()->kexec_state = KEXEC_STATE_IRQS_OFF;
 234
 235         kexec_prepare_cpus_wait(KEXEC_STATE_IRQS_OFF);
 236         /* we are sure every CPU has IRQs off at this point */
 237         kexec_all_irq_disabled = 1;
 238
 239         /*
 240          * Before removing MMU mappings make sure all CPUs have entered real
 241          * mode:
 242          */
 243         kexec_prepare_cpus_wait(KEXEC_STATE_REAL_MODE);
 244
 245         /* after we tell the others to go down */
 246         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 247                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 0);
 248
 249         put_cpu();
 250 }
 251
 252 #else /* ! SMP */
 253
 254 static void kexec_prepare_cpus(void)
 255 {
 256         /*
 257          * move the secondarys to us so that we can copy
 258          * the new kernel 0-0x100 safely
 259          *
 260          * do this if kexec in setup.c ?
 261          *
 262          * We need to release the cpus if we are ever going from an
 263          * UP to an SMP kernel.
 264          */
 265         smp_release_cpus();
 266         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 267                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 0);
 268         local_irq_disable();
 269         hard_irq_disable();
 270 }
 271
 272 #endif /* SMP */
 273
 274 /*
 275  * kexec thread structure and stack.
 276  *
 277  * We need to make sure that this is 16384-byte aligned due to the
 278  * way process stacks are handled.  It also must be statically allocated
 279  * or allocated as part of the kimage, because everything else may be
 280  * overwritten when we copy the kexec image.  We piggyback on the
 281  * "init_task" linker section here to statically allocate a stack.
 282  *
 283  * We could use a smaller stack if we don't care about anything using
 284  * current, but that audit has not been performed.
 285  */
 286 static union thread_union kexec_stack __init_task_data =
 287         { };
 288
 289 /*
 290  * For similar reasons to the stack above, the kexecing CPU needs to be on a
 291  * static PACA; we switch to kexec_paca.
 292  */
 293 static struct paca_struct kexec_paca;
 294
 295 /* Our assembly helper, in misc_64.S */
 296 extern void kexec_sequence(void *newstack, unsigned long start,
 297                            void *image, void *control,
 298                            void (*clear_all)(void),
 299                            bool copy_with_mmu_off) __noreturn;
 300
 301 /* too late to fail here */
 302 void default_machine_kexec(struct kimage *image)
 303 {
 304         bool copy_with_mmu_off;
 305
 306         /* prepare control code if any */
 307
 308         /*
 309         * If the kexec boot is the normal one, need to shutdown other cpus
 310         * into our wait loop and quiesce interrupts.
 311         * Otherwise, in the case of crashed mode (crashing_cpu >= 0),
 312         * stopping other CPUs and collecting their pt_regs is done before
 313         * using debugger IPI.
 314         */
 315
 316         if (!kdump_in_progress())
 317                 kexec_prepare_cpus();
 318
 319         printk("kexec: Starting switchover sequence.\n");
 320
 321         /* switch to a staticly allocated stack.  Based on irq stack code.
 322          * We setup preempt_count to avoid using VMX in memcpy.
 323          * XXX: the task struct will likely be invalid once we do the copy!
 324          */
 325         current_thread_info()->flags = 0;
 326         current_thread_info()->preempt_count = HARDIRQ_OFFSET;
 327
 328         /* We need a static PACA, too; copy this CPU's PACA over and switch to
 329          * it. Also poison per_cpu_offset and NULL lppaca to catch anyone using
 330          * non-static data.
 331          */
 332         memcpy(&kexec_paca, get_paca(), sizeof(struct paca_struct));
 333         kexec_paca.data_offset = 0xedeaddeadeeeeeeeUL;
 334 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 335         kexec_paca.lppaca_ptr = NULL;
 336 #endif
 337
 338         if (is_secure_guest() && !(image->preserve_context ||
 339                                    image->type == KEXEC_TYPE_CRASH)) {
 340                 uv_unshare_all_pages();
 341                 printk("kexec: Unshared all shared pages.\n");
 342         }
 343
 344         paca_ptrs[kexec_paca.paca_index] = &kexec_paca;
 345
 346         setup_paca(&kexec_paca);
 347
 348         /*
 349          * The lppaca should be unregistered at this point so the HV won't
 350          * touch it. In the case of a crash, none of the lppacas are
 351          * unregistered so there is not much we can do about it here.
 352          */
 353
 354         /*
 355          * On Book3S, the copy must happen with the MMU off if we are either
 356          * using Radix page tables or we are not in an LPAR since we can
 357          * overwrite the page tables while copying.
 358          *
 359          * In an LPAR, we keep the MMU on otherwise we can't access beyond
 360          * the RMA. On BookE there is no real MMU off mode, so we have to
 361          * keep it enabled as well (but then we have bolted TLB entries).
 362          */
 363 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E_64
 364         copy_with_mmu_off = false;
 365 #else
 366         copy_with_mmu_off = radix_enabled() ||
 367                 !(firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) ||
 368                   firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1));
 369 #endif
 370
 371         /* Some things are best done in assembly.  Finding globals with
 372          * a toc is easier in C, so pass in what we can.
 373          */
 374         kexec_sequence(&kexec_stack, image->start, image,
 375                        page_address(image->control_code_page),
 376                        mmu_cleanup_all, copy_with_mmu_off);
 377         /* NOTREACHED */
 378 }
 379
 380 #ifdef CONFIG_PPC_64S_HASH_MMU
 381 /* Values we need to export to the second kernel via the device tree. */
 382 static __be64 htab_base;
 383 static __be64 htab_size;
 384
 385 static struct property htab_base_prop = {
 386         .name = "linux,htab-base",
 387         .length = sizeof(unsigned long),
 388         .value = &htab_base,
 389 };
 390
 391 static struct property htab_size_prop = {
 392         .name = "linux,htab-size",
 393         .length = sizeof(unsigned long),
 394         .value = &htab_size,
 395 };
 396
 397 static int __init export_htab_values(void)
 398 {
 399         struct device_node *node;
 400
 401         /* On machines with no htab htab_address is NULL */
 402         if (!htab_address)
 403                 return -ENODEV;
 404
 405         node = of_find_node_by_path("/chosen");
 406         if (!node)
 407                 return -ENODEV;
 408
 409         /* remove any stale properties so ours can be found */
 410         of_remove_property(node, of_find_property(node, htab_base_prop.name, NULL));
 411         of_remove_property(node, of_find_property(node, htab_size_prop.name, NULL));
 412
 413         htab_base = cpu_to_be64(__pa(htab_address));
 414         of_add_property(node, &htab_base_prop);
 415         htab_size = cpu_to_be64(htab_size_bytes);
 416         of_add_property(node, &htab_size_prop);
 417
 418         of_node_put(node);
 419         return 0;
 420 }
 421 late_initcall(export_htab_values);
 422 #endif /* CONFIG_PPC_64S_HASH_MMU */