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
  20 #include <asm/page.h>
  21 #include <asm/current.h>
  22 #include <asm/machdep.h>
  23 #include <asm/cacheflush.h>
  24 #include <asm/firmware.h>
  25 #include <asm/paca.h>
  26 #include <asm/mmu.h>
  27 #include <asm/sections.h>       /* _end */
  28 #include <asm/prom.h>
  29 #include <asm/smp.h>
  30 #include <asm/hw_breakpoint.h>
  31 #include <asm/asm-prototypes.h>
  32 #include <asm/svm.h>
  33 #include <asm/ultravisor.h>
  34
  35 int machine_kexec_prepare(struct kimage *image)
  36 {
  37         int i;
  38         unsigned long begin, end;       /* limits of segment */
  39         unsigned long low, high;        /* limits of blocked memory range */
  40         struct device_node *node;
  41         const unsigned long *basep;
  42         const unsigned int *sizep;
  43
  44         /*
  45          * Since we use the kernel fault handlers and paging code to
  46          * handle the virtual mode, we must make sure no destination
  47          * overlaps kernel static data or bss.
  48          */
  49         for (i = 0; i < image->nr_segments; i++)
  50                 if (image->segment[i].mem < __pa(_end))
  51                         return -ETXTBSY;
  52
  53         /* We also should not overwrite the tce tables */
  54         for_each_node_by_type(node, "pci") {
  55                 basep = of_get_property(node, "linux,tce-base", NULL);
  56                 sizep = of_get_property(node, "linux,tce-size", NULL);
  57                 if (basep == NULL || sizep == NULL)
  58                         continue;
  59
  60                 low = *basep;
  61                 high = low + (*sizep);
  62
  63                 for (i = 0; i < image->nr_segments; i++) {
  64                         begin = image->segment[i].mem;
  65                         end = begin + image->segment[i].memsz;
  66
  67                         if ((begin < high) && (end > low)) {
  68                                 of_node_put(node);
  69                                 return -ETXTBSY;
  70                         }
  71                 }
  72         }
  73
  74         return 0;
  75 }
  76
  77 /* Called during kexec sequence with MMU off */
  78 static notrace void copy_segments(unsigned long ind)
  79 {
  80         unsigned long entry;
  81         unsigned long *ptr;
  82         void *dest;
  83         void *addr;
  84
  85         /*
  86          * We rely on kexec_load to create a lists that properly
  87          * initializes these pointers before they are used.
  88          * We will still crash if the list is wrong, but at least
  89          * the compiler will be quiet.
  90          */
  91         ptr = NULL;
  92         dest = NULL;
  93
  94         for (entry = ind; !(entry & IND_DONE); entry = *ptr++) {
  95                 addr = __va(entry & PAGE_MASK);
  96
  97                 switch (entry & IND_FLAGS) {
  98                 case IND_DESTINATION:
  99                         dest = addr;
 100                         break;
 101                 case IND_INDIRECTION:
 102                         ptr = addr;
 103                         break;
 104                 case IND_SOURCE:
 105                         copy_page(dest, addr);
 106                         dest += PAGE_SIZE;
 107                 }
 108         }
 109 }
 110
 111 /* Called during kexec sequence with MMU off */
 112 notrace void kexec_copy_flush(struct kimage *image)
 113 {
 114         long i, nr_segments = image->nr_segments;
 115         struct  kexec_segment ranges[KEXEC_SEGMENT_MAX];
 116
 117         /* save the ranges on the stack to efficiently flush the icache */
 118         memcpy(ranges, image->segment, sizeof(ranges));
 119
 120         /*
 121          * After this call we may not use anything allocated in dynamic
 122          * memory, including *image.
 123          *
 124          * Only globals and the stack are allowed.
 125          */
 126         copy_segments(image->head);
 127
 128         /*
 129          * we need to clear the icache for all dest pages sometime,
 130          * including ones that were in place on the original copy
 131          */
 132         for (i = 0; i < nr_segments; i++)
 133                 flush_icache_range((unsigned long)__va(ranges[i].mem),
 134                         (unsigned long)__va(ranges[i].mem + ranges[i].memsz));
 135 }
 136
 137 #ifdef CONFIG_SMP
 138
 139 static int kexec_all_irq_disabled = 0;
 140
 141 static void kexec_smp_down(void *arg)
 142 {
 143         local_irq_disable();
 144         hard_irq_disable();
 145
 146         mb(); /* make sure our irqs are disabled before we say they are */
 147         get_paca()->kexec_state = KEXEC_STATE_IRQS_OFF;
 148         while(kexec_all_irq_disabled == 0)
 149                 cpu_relax();
 150         mb(); /* make sure all irqs are disabled before this */
 151         hw_breakpoint_disable();
 152         /*
 153          * Now every CPU has IRQs off, we can clear out any pending
 154          * IPIs and be sure that no more will come in after this.
 155          */
 156         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 157                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 1);
 158
 159         reset_sprs();
 160
 161         kexec_smp_wait();
 162         /* NOTREACHED */
 163 }
 164
 165 static void kexec_prepare_cpus_wait(int wait_state)
 166 {
 167         int my_cpu, i, notified=-1;
 168
 169         hw_breakpoint_disable();
 170         my_cpu = get_cpu();
 171         /* Make sure each CPU has at least made it to the state we need.
 172          *
 173          * FIXME: There is a (slim) chance of a problem if not all of the CPUs
 174          * are correctly onlined.  If somehow we start a CPU on boot with RTAS
 175          * start-cpu, but somehow that CPU doesn't write callin_cpu_map[] in
 176          * time, the boot CPU will timeout.  If it does eventually execute
 177          * stuff, the secondary will start up (paca_ptrs[]->cpu_start was
 178          * written) and get into a peculiar state.
 179          * If the platform supports smp_ops->take_timebase(), the secondary CPU
 180          * will probably be spinning in there.  If not (i.e. pseries), the
 181          * secondary will continue on and try to online itself/idle/etc. If it
 182          * survives that, we need to find these
 183          * possible-but-not-online-but-should-be CPUs and chaperone them into
 184          * kexec_smp_wait().
 185          */
 186         for_each_online_cpu(i) {
 187                 if (i == my_cpu)
 188                         continue;
 189
 190                 while (paca_ptrs[i]->kexec_state < wait_state) {
 191                         barrier();
 192                         if (i != notified) {
 193                                 printk(KERN_INFO "kexec: waiting for cpu %d "
 194                                        "(physical %d) to enter %i state\n",
 195                                        i, paca_ptrs[i]->hw_cpu_id, wait_state);
 196                                 notified = i;
 197                         }
 198                 }
 199         }
 200         mb();
 201 }
 202
 203 /*
 204  * We need to make sure each present CPU is online.  The next kernel will scan
 205  * the device tree and assume primary threads are online and query secondary
 206  * threads via RTAS to online them if required.  If we don't online primary
 207  * threads, they will be stuck.  However, we also online secondary threads as we
 208  * may be using 'cede offline'.  In this case RTAS doesn't see the secondary
 209  * threads as offline -- and again, these CPUs will be stuck.
 210  *
 211  * So, we online all CPUs that should be running, including secondary threads.
 212  */
 213 static void wake_offline_cpus(void)
 214 {
 215         int cpu = 0;
 216
 217         for_each_present_cpu(cpu) {
 218                 if (!cpu_online(cpu)) {
 219                         printk(KERN_INFO "kexec: Waking offline cpu %d.\n",
 220                                cpu);
 221                         WARN_ON(add_cpu(cpu));
 222                 }
 223         }
 224 }
 225
 226 static void kexec_prepare_cpus(void)
 227 {
 228         wake_offline_cpus();
 229         smp_call_function(kexec_smp_down, NULL, /* wait */0);
 230         local_irq_disable();
 231         hard_irq_disable();
 232
 233         mb(); /* make sure IRQs are disabled before we say they are */
 234         get_paca()->kexec_state = KEXEC_STATE_IRQS_OFF;
 235
 236         kexec_prepare_cpus_wait(KEXEC_STATE_IRQS_OFF);
 237         /* we are sure every CPU has IRQs off at this point */
 238         kexec_all_irq_disabled = 1;
 239
 240         /*
 241          * Before removing MMU mappings make sure all CPUs have entered real
 242          * mode:
 243          */
 244         kexec_prepare_cpus_wait(KEXEC_STATE_REAL_MODE);
 245
 246         /* after we tell the others to go down */
 247         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 248                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 0);
 249
 250         put_cpu();
 251 }
 252
 253 #else /* ! SMP */
 254
 255 static void kexec_prepare_cpus(void)
 256 {
 257         /*
 258          * move the secondarys to us so that we can copy
 259          * the new kernel 0-0x100 safely
 260          *
 261          * do this if kexec in setup.c ?
 262          *
 263          * We need to release the cpus if we are ever going from an
 264          * UP to an SMP kernel.
 265          */
 266         smp_release_cpus();
 267         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 268                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 0);
 269         local_irq_disable();
 270         hard_irq_disable();
 271 }
 272
 273 #endif /* SMP */
 274
 275 /*
 276  * kexec thread structure and stack.
 277  *
 278  * We need to make sure that this is 16384-byte aligned due to the
 279  * way process stacks are handled.  It also must be statically allocated
 280  * or allocated as part of the kimage, because everything else may be
 281  * overwritten when we copy the kexec image.  We piggyback on the
 282  * "init_task" linker section here to statically allocate a stack.
 283  *
 284  * We could use a smaller stack if we don't care about anything using
 285  * current, but that audit has not been performed.
 286  */
 287 static union thread_union kexec_stack __init_task_data =
 288         { };
 289
 290 /*
 291  * For similar reasons to the stack above, the kexecing CPU needs to be on a
 292  * static PACA; we switch to kexec_paca.
 293  */
 294 static struct paca_struct kexec_paca;
 295
 296 /* Our assembly helper, in misc_64.S */
 297 extern void kexec_sequence(void *newstack, unsigned long start,
 298                            void *image, void *control,
 299                            void (*clear_all)(void),
 300                            bool copy_with_mmu_off) __noreturn;
 301
 302 /* too late to fail here */
 303 void default_machine_kexec(struct kimage *image)
 304 {
 305         bool copy_with_mmu_off;
 306
 307         /* prepare control code if any */
 308
 309         /*
 310         * If the kexec boot is the normal one, need to shutdown other cpus
 311         * into our wait loop and quiesce interrupts.
 312         * Otherwise, in the case of crashed mode (crashing_cpu >= 0),
 313         * stopping other CPUs and collecting their pt_regs is done before
 314         * using debugger IPI.
 315         */
 316
 317         if (!kdump_in_progress())
 318                 kexec_prepare_cpus();
 319
 320         printk("kexec: Starting switchover sequence.\n");
 321
 322         /* switch to a staticly allocated stack.  Based on irq stack code.
 323          * We setup preempt_count to avoid using VMX in memcpy.
 324          * XXX: the task struct will likely be invalid once we do the copy!
 325          */
 326         current_thread_info()->flags = 0;
 327         current_thread_info()->preempt_count = HARDIRQ_OFFSET;
 328
 329         /* We need a static PACA, too; copy this CPU's PACA over and switch to
 330          * it. Also poison per_cpu_offset and NULL lppaca to catch anyone using
 331          * non-static data.
 332          */
 333         memcpy(&kexec_paca, get_paca(), sizeof(struct paca_struct));
 334         kexec_paca.data_offset = 0xedeaddeadeeeeeeeUL;
 335 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 336         kexec_paca.lppaca_ptr = NULL;
 337 #endif
 338
 339         if (is_secure_guest() && !(image->preserve_context ||
 340                                    image->type == KEXEC_TYPE_CRASH)) {
 341                 uv_unshare_all_pages();
 342                 printk("kexec: Unshared all shared pages.\n");
 343         }
 344
 345         paca_ptrs[kexec_paca.paca_index] = &kexec_paca;
 346
 347         setup_paca(&kexec_paca);
 348
 349         /*
 350          * The lppaca should be unregistered at this point so the HV won't
 351          * touch it. In the case of a crash, none of the lppacas are
 352          * unregistered so there is not much we can do about it here.
 353          */
 354
 355         /*
 356          * On Book3S, the copy must happen with the MMU off if we are either
 357          * using Radix page tables or we are not in an LPAR since we can
 358          * overwrite the page tables while copying.
 359          *
 360          * In an LPAR, we keep the MMU on otherwise we can't access beyond
 361          * the RMA. On BookE there is no real MMU off mode, so we have to
 362          * keep it enabled as well (but then we have bolted TLB entries).
 363          */
 364 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
 365         copy_with_mmu_off = false;
 366 #else
 367         copy_with_mmu_off = radix_enabled() ||
 368                 !(firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) ||
 369                   firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1));
 370 #endif
 371
 372         /* Some things are best done in assembly.  Finding globals with
 373          * a toc is easier in C, so pass in what we can.
 374          */
 375         kexec_sequence(&kexec_stack, image->start, image,
 376                        page_address(image->control_code_page),
 377                        mmu_cleanup_all, copy_with_mmu_off);
 378         /* NOTREACHED */
 379 }
 380
 381 #ifdef CONFIG_PPC_64S_HASH_MMU
 382 /* Values we need to export to the second kernel via the device tree. */
 383 static unsigned long htab_base;
 384 static unsigned long htab_size;
 385
 386 static struct property htab_base_prop = {
 387         .name = "linux,htab-base",
 388         .length = sizeof(unsigned long),
 389         .value = &htab_base,
 390 };
 391
 392 static struct property htab_size_prop = {
 393         .name = "linux,htab-size",
 394         .length = sizeof(unsigned long),
 395         .value = &htab_size,
 396 };
 397
 398 static int __init export_htab_values(void)
 399 {
 400         struct device_node *node;
 401
 402         /* On machines with no htab htab_address is NULL */
 403         if (!htab_address)
 404                 return -ENODEV;
 405
 406         node = of_find_node_by_path("/chosen");
 407         if (!node)
 408                 return -ENODEV;
 409
 410         /* remove any stale propertys so ours can be found */
 411         of_remove_property(node, of_find_property(node, htab_base_prop.name, NULL));
 412         of_remove_property(node, of_find_property(node, htab_size_prop.name, NULL));
 413
 414         htab_base = cpu_to_be64(__pa(htab_address));
 415         of_add_property(node, &htab_base_prop);
 416         htab_size = cpu_to_be64(htab_size_bytes);
 417         of_add_property(node, &htab_size_prop);
 418
 419         of_node_put(node);
 420         return 0;
 421 }
 422 late_initcall(export_htab_values);
 423 #endif /* CONFIG_PPC_64S_HASH_MMU */