GNU Linux-libre 4.14.266-gnu1
[releases.git] / arch / x86 / kernel / crash.c
1 /*
2  * Architecture specific (i386/x86_64) functions for kexec based crash dumps.
3  *
4  * Created by: Hariprasad Nellitheertha (hari@in.ibm.com)
5  *
6  * Copyright (C) IBM Corporation, 2004. All rights reserved.
7  * Copyright (C) Red Hat Inc., 2014. All rights reserved.
8  * Authors:
9  *      Vivek Goyal <vgoyal@redhat.com>
10  *
11  */
12
13 #define pr_fmt(fmt)     "kexec: " fmt
14
15 #include <linux/types.h>
16 #include <linux/kernel.h>
17 #include <linux/smp.h>
18 #include <linux/reboot.h>
19 #include <linux/kexec.h>
20 #include <linux/delay.h>
21 #include <linux/elf.h>
22 #include <linux/elfcore.h>
23 #include <linux/export.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/vmalloc.h>
26 #include <linux/overflow.h>
27
28 #include <asm/processor.h>
29 #include <asm/hardirq.h>
30 #include <asm/nmi.h>
31 #include <asm/hw_irq.h>
32 #include <asm/apic.h>
33 #include <asm/e820/types.h>
34 #include <asm/io_apic.h>
35 #include <asm/hpet.h>
36 #include <linux/kdebug.h>
37 #include <asm/cpu.h>
38 #include <asm/reboot.h>
39 #include <asm/virtext.h>
40 #include <asm/intel_pt.h>
41
42 /* Alignment required for elf header segment */
43 #define ELF_CORE_HEADER_ALIGN   4096
44
45 /* This primarily represents number of split ranges due to exclusion */
46 #define CRASH_MAX_RANGES        16
47
48 struct crash_mem_range {
49         u64 start, end;
50 };
51
52 struct crash_mem {
53         unsigned int nr_ranges;
54         struct crash_mem_range ranges[CRASH_MAX_RANGES];
55 };
56
57 /* Misc data about ram ranges needed to prepare elf headers */
58 struct crash_elf_data {
59         struct kimage *image;
60         /*
61          * Total number of ram ranges we have after various adjustments for
62          * crash reserved region, etc.
63          */
64         unsigned int max_nr_ranges;
65
66         /* Pointer to elf header */
67         void *ehdr;
68         /* Pointer to next phdr */
69         void *bufp;
70         struct crash_mem mem;
71 };
72
73 /* Used while preparing memory map entries for second kernel */
74 struct crash_memmap_data {
75         struct boot_params *params;
76         /* Type of memory */
77         unsigned int type;
78 };
79
80 /*
81  * This is used to VMCLEAR all VMCSs loaded on the
82  * processor. And when loading kvm_intel module, the
83  * callback function pointer will be assigned.
84  *
85  * protected by rcu.
86  */
87 crash_vmclear_fn __rcu *crash_vmclear_loaded_vmcss = NULL;
88 EXPORT_SYMBOL_GPL(crash_vmclear_loaded_vmcss);
89 unsigned long crash_zero_bytes;
90
91 static inline void cpu_crash_vmclear_loaded_vmcss(void)
92 {
93         crash_vmclear_fn *do_vmclear_operation = NULL;
94
95         rcu_read_lock();
96         do_vmclear_operation = rcu_dereference(crash_vmclear_loaded_vmcss);
97         if (do_vmclear_operation)
98                 do_vmclear_operation();
99         rcu_read_unlock();
100 }
101
102 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_X86_LOCAL_APIC)
103
104 static void kdump_nmi_callback(int cpu, struct pt_regs *regs)
105 {
106 #ifdef CONFIG_X86_32
107         struct pt_regs fixed_regs;
108
109         if (!user_mode(regs)) {
110                 crash_fixup_ss_esp(&fixed_regs, regs);
111                 regs = &fixed_regs;
112         }
113 #endif
114         crash_save_cpu(regs, cpu);
115
116         /*
117          * VMCLEAR VMCSs loaded on all cpus if needed.
118          */
119         cpu_crash_vmclear_loaded_vmcss();
120
121         /* Disable VMX or SVM if needed.
122          *
123          * We need to disable virtualization on all CPUs.
124          * Having VMX or SVM enabled on any CPU may break rebooting
125          * after the kdump kernel has finished its task.
126          */
127         cpu_emergency_vmxoff();
128         cpu_emergency_svm_disable();
129
130         /*
131          * Disable Intel PT to stop its logging
132          */
133         cpu_emergency_stop_pt();
134
135         disable_local_APIC();
136 }
137
138 void kdump_nmi_shootdown_cpus(void)
139 {
140         nmi_shootdown_cpus(kdump_nmi_callback);
141
142         disable_local_APIC();
143 }
144
145 /* Override the weak function in kernel/panic.c */
146 void crash_smp_send_stop(void)
147 {
148         static int cpus_stopped;
149
150         if (cpus_stopped)
151                 return;
152
153         if (smp_ops.crash_stop_other_cpus)
154                 smp_ops.crash_stop_other_cpus();
155         else
156                 smp_send_stop();
157
158         cpus_stopped = 1;
159 }
160
161 #else
162 void crash_smp_send_stop(void)
163 {
164         /* There are no cpus to shootdown */
165 }
166 #endif
167
168 void native_machine_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
169 {
170         /* This function is only called after the system
171          * has panicked or is otherwise in a critical state.
172          * The minimum amount of code to allow a kexec'd kernel
173          * to run successfully needs to happen here.
174          *
175          * In practice this means shooting down the other cpus in
176          * an SMP system.
177          */
178         /* The kernel is broken so disable interrupts */
179         local_irq_disable();
180
181         crash_smp_send_stop();
182
183         /*
184          * VMCLEAR VMCSs loaded on this cpu if needed.
185          */
186         cpu_crash_vmclear_loaded_vmcss();
187
188         /* Booting kdump kernel with VMX or SVM enabled won't work,
189          * because (among other limitations) we can't disable paging
190          * with the virt flags.
191          */
192         cpu_emergency_vmxoff();
193         cpu_emergency_svm_disable();
194
195         /*
196          * Disable Intel PT to stop its logging
197          */
198         cpu_emergency_stop_pt();
199
200 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
201         /* Prevent crash_kexec() from deadlocking on ioapic_lock. */
202         ioapic_zap_locks();
203         disable_IO_APIC();
204 #endif
205         lapic_shutdown();
206 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
207         hpet_disable();
208 #endif
209         crash_save_cpu(regs, safe_smp_processor_id());
210 }
211
212 #ifdef CONFIG_KEXEC_FILE
213 static int get_nr_ram_ranges_callback(u64 start, u64 end, void *arg)
214 {
215         unsigned int *nr_ranges = arg;
216
217         (*nr_ranges)++;
218         return 0;
219 }
220
221
222 /* Gather all the required information to prepare elf headers for ram regions */
223 static void fill_up_crash_elf_data(struct crash_elf_data *ced,
224                                    struct kimage *image)
225 {
226         unsigned int nr_ranges = 0;
227
228         ced->image = image;
229
230         walk_system_ram_res(0, -1, &nr_ranges,
231                                 get_nr_ram_ranges_callback);
232
233         ced->max_nr_ranges = nr_ranges;
234
235         /* Exclusion of crash region could split memory ranges */
236         ced->max_nr_ranges++;
237
238         /* If crashk_low_res is not 0, another range split possible */
239         if (crashk_low_res.end)
240                 ced->max_nr_ranges++;
241 }
242
243 static int exclude_mem_range(struct crash_mem *mem,
244                 unsigned long long mstart, unsigned long long mend)
245 {
246         int i, j;
247         unsigned long long start, end;
248         struct crash_mem_range temp_range = {0, 0};
249
250         for (i = 0; i < mem->nr_ranges; i++) {
251                 start = mem->ranges[i].start;
252                 end = mem->ranges[i].end;
253
254                 if (mstart > end || mend < start)
255                         continue;
256
257                 /* Truncate any area outside of range */
258                 if (mstart < start)
259                         mstart = start;
260                 if (mend > end)
261                         mend = end;
262
263                 /* Found completely overlapping range */
264                 if (mstart == start && mend == end) {
265                         mem->ranges[i].start = 0;
266                         mem->ranges[i].end = 0;
267                         if (i < mem->nr_ranges - 1) {
268                                 /* Shift rest of the ranges to left */
269                                 for (j = i; j < mem->nr_ranges - 1; j++) {
270                                         mem->ranges[j].start =
271                                                 mem->ranges[j+1].start;
272                                         mem->ranges[j].end =
273                                                         mem->ranges[j+1].end;
274                                 }
275                         }
276                         mem->nr_ranges--;
277                         return 0;
278                 }
279
280                 if (mstart > start && mend < end) {
281                         /* Split original range */
282                         mem->ranges[i].end = mstart - 1;
283                         temp_range.start = mend + 1;
284                         temp_range.end = end;
285                 } else if (mstart != start)
286                         mem->ranges[i].end = mstart - 1;
287                 else
288                         mem->ranges[i].start = mend + 1;
289                 break;
290         }
291
292         /* If a split happend, add the split to array */
293         if (!temp_range.end)
294                 return 0;
295
296         /* Split happened */
297         if (i == CRASH_MAX_RANGES - 1) {
298                 pr_err("Too many crash ranges after split\n");
299                 return -ENOMEM;
300         }
301
302         /* Location where new range should go */
303         j = i + 1;
304         if (j < mem->nr_ranges) {
305                 /* Move over all ranges one slot towards the end */
306                 for (i = mem->nr_ranges - 1; i >= j; i--)
307                         mem->ranges[i + 1] = mem->ranges[i];
308         }
309
310         mem->ranges[j].start = temp_range.start;
311         mem->ranges[j].end = temp_range.end;
312         mem->nr_ranges++;
313         return 0;
314 }
315
316 /*
317  * Look for any unwanted ranges between mstart, mend and remove them. This
318  * might lead to split and split ranges are put in ced->mem.ranges[] array
319  */
320 static int elf_header_exclude_ranges(struct crash_elf_data *ced,
321                 unsigned long long mstart, unsigned long long mend)
322 {
323         struct crash_mem *cmem = &ced->mem;
324         int ret = 0;
325
326         memset(cmem->ranges, 0, sizeof(cmem->ranges));
327
328         cmem->ranges[0].start = mstart;
329         cmem->ranges[0].end = mend;
330         cmem->nr_ranges = 1;
331
332         /* Exclude crashkernel region */
333         ret = exclude_mem_range(cmem, crashk_res.start, crashk_res.end);
334         if (ret)
335                 return ret;
336
337         if (crashk_low_res.end) {
338                 ret = exclude_mem_range(cmem, crashk_low_res.start, crashk_low_res.end);
339                 if (ret)
340                         return ret;
341         }
342
343         return ret;
344 }
345
346 static int prepare_elf64_ram_headers_callback(u64 start, u64 end, void *arg)
347 {
348         struct crash_elf_data *ced = arg;
349         Elf64_Ehdr *ehdr;
350         Elf64_Phdr *phdr;
351         unsigned long mstart, mend;
352         struct kimage *image = ced->image;
353         struct crash_mem *cmem;
354         int ret, i;
355
356         ehdr = ced->ehdr;
357
358         /* Exclude unwanted mem ranges */
359         ret = elf_header_exclude_ranges(ced, start, end);
360         if (ret)
361                 return ret;
362
363         /* Go through all the ranges in ced->mem.ranges[] and prepare phdr */
364         cmem = &ced->mem;
365
366         for (i = 0; i < cmem->nr_ranges; i++) {
367                 mstart = cmem->ranges[i].start;
368                 mend = cmem->ranges[i].end;
369
370                 phdr = ced->bufp;
371                 ced->bufp += sizeof(Elf64_Phdr);
372
373                 phdr->p_type = PT_LOAD;
374                 phdr->p_flags = PF_R|PF_W|PF_X;
375                 phdr->p_offset  = mstart;
376
377                 /*
378                  * If a range matches backup region, adjust offset to backup
379                  * segment.
380                  */
381                 if (mstart == image->arch.backup_src_start &&
382                     (mend - mstart + 1) == image->arch.backup_src_sz)
383                         phdr->p_offset = image->arch.backup_load_addr;
384
385                 phdr->p_paddr = mstart;
386                 phdr->p_vaddr = (unsigned long long) __va(mstart);
387                 phdr->p_filesz = phdr->p_memsz = mend - mstart + 1;
388                 phdr->p_align = 0;
389                 ehdr->e_phnum++;
390                 pr_debug("Crash PT_LOAD elf header. phdr=%p vaddr=0x%llx, paddr=0x%llx, sz=0x%llx e_phnum=%d p_offset=0x%llx\n",
391                         phdr, phdr->p_vaddr, phdr->p_paddr, phdr->p_filesz,
392                         ehdr->e_phnum, phdr->p_offset);
393         }
394
395         return ret;
396 }
397
398 static int prepare_elf64_headers(struct crash_elf_data *ced,
399                 void **addr, unsigned long *sz)
400 {
401         Elf64_Ehdr *ehdr;
402         Elf64_Phdr *phdr;
403         unsigned long nr_cpus = num_possible_cpus(), nr_phdr, elf_sz;
404         unsigned char *buf, *bufp;
405         unsigned int cpu;
406         unsigned long long notes_addr;
407         int ret;
408
409         /* extra phdr for vmcoreinfo elf note */
410         nr_phdr = nr_cpus + 1;
411         nr_phdr += ced->max_nr_ranges;
412
413         /*
414          * kexec-tools creates an extra PT_LOAD phdr for kernel text mapping
415          * area on x86_64 (ffffffff80000000 - ffffffffa0000000).
416          * I think this is required by tools like gdb. So same physical
417          * memory will be mapped in two elf headers. One will contain kernel
418          * text virtual addresses and other will have __va(physical) addresses.
419          */
420
421         nr_phdr++;
422         elf_sz = sizeof(Elf64_Ehdr) + nr_phdr * sizeof(Elf64_Phdr);
423         elf_sz = ALIGN(elf_sz, ELF_CORE_HEADER_ALIGN);
424
425         buf = vzalloc(elf_sz);
426         if (!buf)
427                 return -ENOMEM;
428
429         bufp = buf;
430         ehdr = (Elf64_Ehdr *)bufp;
431         bufp += sizeof(Elf64_Ehdr);
432         memcpy(ehdr->e_ident, ELFMAG, SELFMAG);
433         ehdr->e_ident[EI_CLASS] = ELFCLASS64;
434         ehdr->e_ident[EI_DATA] = ELFDATA2LSB;
435         ehdr->e_ident[EI_VERSION] = EV_CURRENT;
436         ehdr->e_ident[EI_OSABI] = ELF_OSABI;
437         memset(ehdr->e_ident + EI_PAD, 0, EI_NIDENT - EI_PAD);
438         ehdr->e_type = ET_CORE;
439         ehdr->e_machine = ELF_ARCH;
440         ehdr->e_version = EV_CURRENT;
441         ehdr->e_phoff = sizeof(Elf64_Ehdr);
442         ehdr->e_ehsize = sizeof(Elf64_Ehdr);
443         ehdr->e_phentsize = sizeof(Elf64_Phdr);
444
445         /* Prepare one phdr of type PT_NOTE for each present cpu */
446         for_each_present_cpu(cpu) {
447                 phdr = (Elf64_Phdr *)bufp;
448                 bufp += sizeof(Elf64_Phdr);
449                 phdr->p_type = PT_NOTE;
450                 notes_addr = per_cpu_ptr_to_phys(per_cpu_ptr(crash_notes, cpu));
451                 phdr->p_offset = phdr->p_paddr = notes_addr;
452                 phdr->p_filesz = phdr->p_memsz = sizeof(note_buf_t);
453                 (ehdr->e_phnum)++;
454         }
455
456         /* Prepare one PT_NOTE header for vmcoreinfo */
457         phdr = (Elf64_Phdr *)bufp;
458         bufp += sizeof(Elf64_Phdr);
459         phdr->p_type = PT_NOTE;
460         phdr->p_offset = phdr->p_paddr = paddr_vmcoreinfo_note();
461         phdr->p_filesz = phdr->p_memsz = VMCOREINFO_NOTE_SIZE;
462         (ehdr->e_phnum)++;
463
464 #ifdef CONFIG_X86_64
465         /* Prepare PT_LOAD type program header for kernel text region */
466         phdr = (Elf64_Phdr *)bufp;
467         bufp += sizeof(Elf64_Phdr);
468         phdr->p_type = PT_LOAD;
469         phdr->p_flags = PF_R|PF_W|PF_X;
470         phdr->p_vaddr = (Elf64_Addr)_text;
471         phdr->p_filesz = phdr->p_memsz = _end - _text;
472         phdr->p_offset = phdr->p_paddr = __pa_symbol(_text);
473         (ehdr->e_phnum)++;
474 #endif
475
476         /* Prepare PT_LOAD headers for system ram chunks. */
477         ced->ehdr = ehdr;
478         ced->bufp = bufp;
479         ret = walk_system_ram_res(0, -1, ced,
480                         prepare_elf64_ram_headers_callback);
481         if (ret < 0)
482                 return ret;
483
484         *addr = buf;
485         *sz = elf_sz;
486         return 0;
487 }
488
489 /* Prepare elf headers. Return addr and size */
490 static int prepare_elf_headers(struct kimage *image, void **addr,
491                                         unsigned long *sz)
492 {
493         struct crash_elf_data *ced;
494         int ret;
495
496         ced = kzalloc(sizeof(*ced), GFP_KERNEL);
497         if (!ced)
498                 return -ENOMEM;
499
500         fill_up_crash_elf_data(ced, image);
501
502         /* By default prepare 64bit headers */
503         ret =  prepare_elf64_headers(ced, addr, sz);
504         kfree(ced);
505         return ret;
506 }
507
508 static int add_e820_entry(struct boot_params *params, struct e820_entry *entry)
509 {
510         unsigned int nr_e820_entries;
511
512         nr_e820_entries = params->e820_entries;
513         if (nr_e820_entries >= E820_MAX_ENTRIES_ZEROPAGE)
514                 return 1;
515
516         memcpy(&params->e820_table[nr_e820_entries], entry,
517                         sizeof(struct e820_entry));
518         params->e820_entries++;
519         return 0;
520 }
521
522 static int memmap_entry_callback(u64 start, u64 end, void *arg)
523 {
524         struct crash_memmap_data *cmd = arg;
525         struct boot_params *params = cmd->params;
526         struct e820_entry ei;
527
528         ei.addr = start;
529         ei.size = end - start + 1;
530         ei.type = cmd->type;
531         add_e820_entry(params, &ei);
532
533         return 0;
534 }
535
536 static int memmap_exclude_ranges(struct kimage *image, struct crash_mem *cmem,
537                                  unsigned long long mstart,
538                                  unsigned long long mend)
539 {
540         unsigned long start, end;
541         int ret = 0;
542
543         cmem->ranges[0].start = mstart;
544         cmem->ranges[0].end = mend;
545         cmem->nr_ranges = 1;
546
547         /* Exclude Backup region */
548         start = image->arch.backup_load_addr;
549         end = start + image->arch.backup_src_sz - 1;
550         ret = exclude_mem_range(cmem, start, end);
551         if (ret)
552                 return ret;
553
554         /* Exclude elf header region */
555         start = image->arch.elf_load_addr;
556         end = start + image->arch.elf_headers_sz - 1;
557         return exclude_mem_range(cmem, start, end);
558 }
559
560 /* Prepare memory map for crash dump kernel */
561 int crash_setup_memmap_entries(struct kimage *image, struct boot_params *params)
562 {
563         int i, ret = 0;
564         unsigned long flags;
565         struct e820_entry ei;
566         struct crash_memmap_data cmd;
567         struct crash_mem *cmem;
568
569         cmem = vzalloc(struct_size(cmem, ranges, 1));
570         if (!cmem)
571                 return -ENOMEM;
572
573         memset(&cmd, 0, sizeof(struct crash_memmap_data));
574         cmd.params = params;
575
576         /* Add first 640K segment */
577         ei.addr = image->arch.backup_src_start;
578         ei.size = image->arch.backup_src_sz;
579         ei.type = E820_TYPE_RAM;
580         add_e820_entry(params, &ei);
581
582         /* Add ACPI tables */
583         cmd.type = E820_TYPE_ACPI;
584         flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
585         walk_iomem_res_desc(IORES_DESC_ACPI_TABLES, flags, 0, -1, &cmd,
586                        memmap_entry_callback);
587
588         /* Add ACPI Non-volatile Storage */
589         cmd.type = E820_TYPE_NVS;
590         walk_iomem_res_desc(IORES_DESC_ACPI_NV_STORAGE, flags, 0, -1, &cmd,
591                         memmap_entry_callback);
592
593         /* Add crashk_low_res region */
594         if (crashk_low_res.end) {
595                 ei.addr = crashk_low_res.start;
596                 ei.size = crashk_low_res.end - crashk_low_res.start + 1;
597                 ei.type = E820_TYPE_RAM;
598                 add_e820_entry(params, &ei);
599         }
600
601         /* Exclude some ranges from crashk_res and add rest to memmap */
602         ret = memmap_exclude_ranges(image, cmem, crashk_res.start,
603                                                 crashk_res.end);
604         if (ret)
605                 goto out;
606
607         for (i = 0; i < cmem->nr_ranges; i++) {
608                 ei.size = cmem->ranges[i].end - cmem->ranges[i].start + 1;
609
610                 /* If entry is less than a page, skip it */
611                 if (ei.size < PAGE_SIZE)
612                         continue;
613                 ei.addr = cmem->ranges[i].start;
614                 ei.type = E820_TYPE_RAM;
615                 add_e820_entry(params, &ei);
616         }
617
618 out:
619         vfree(cmem);
620         return ret;
621 }
622
623 static int determine_backup_region(u64 start, u64 end, void *arg)
624 {
625         struct kimage *image = arg;
626
627         image->arch.backup_src_start = start;
628         image->arch.backup_src_sz = end - start + 1;
629
630         /* Expecting only one range for backup region */
631         return 1;
632 }
633
634 int crash_load_segments(struct kimage *image)
635 {
636         int ret;
637         struct kexec_buf kbuf = { .image = image, .buf_min = 0,
638                                   .buf_max = ULONG_MAX, .top_down = false };
639
640         /*
641          * Determine and load a segment for backup area. First 640K RAM
642          * region is backup source
643          */
644
645         ret = walk_system_ram_res(KEXEC_BACKUP_SRC_START, KEXEC_BACKUP_SRC_END,
646                                 image, determine_backup_region);
647
648         /* Zero or postive return values are ok */
649         if (ret < 0)
650                 return ret;
651
652         /* Add backup segment. */
653         if (image->arch.backup_src_sz) {
654                 kbuf.buffer = &crash_zero_bytes;
655                 kbuf.bufsz = sizeof(crash_zero_bytes);
656                 kbuf.memsz = image->arch.backup_src_sz;
657                 kbuf.buf_align = PAGE_SIZE;
658                 /*
659                  * Ideally there is no source for backup segment. This is
660                  * copied in purgatory after crash. Just add a zero filled
661                  * segment for now to make sure checksum logic works fine.
662                  */
663                 ret = kexec_add_buffer(&kbuf);
664                 if (ret)
665                         return ret;
666                 image->arch.backup_load_addr = kbuf.mem;
667                 pr_debug("Loaded backup region at 0x%lx backup_start=0x%lx memsz=0x%lx\n",
668                          image->arch.backup_load_addr,
669                          image->arch.backup_src_start, kbuf.memsz);
670         }
671
672         /* Prepare elf headers and add a segment */
673         ret = prepare_elf_headers(image, &kbuf.buffer, &kbuf.bufsz);
674         if (ret)
675                 return ret;
676
677         image->arch.elf_headers = kbuf.buffer;
678         image->arch.elf_headers_sz = kbuf.bufsz;
679
680         kbuf.memsz = kbuf.bufsz;
681         kbuf.buf_align = ELF_CORE_HEADER_ALIGN;
682         ret = kexec_add_buffer(&kbuf);
683         if (ret) {
684                 vfree((void *)image->arch.elf_headers);
685                 return ret;
686         }
687         image->arch.elf_load_addr = kbuf.mem;
688         pr_debug("Loaded ELF headers at 0x%lx bufsz=0x%lx memsz=0x%lx\n",
689                  image->arch.elf_load_addr, kbuf.bufsz, kbuf.bufsz);
690
691         return ret;
692 }
693 #endif /* CONFIG_KEXEC_FILE */