drm/panic: Add a drm panic handler
authorJocelyn Falempe <jfalempe@redhat.com>
Tue, 9 Apr 2024 16:30:41 +0000 (18:30 +0200)
committerJocelyn Falempe <jfalempe@redhat.com>
Mon, 15 Apr 2024 14:12:49 +0000 (16:12 +0200)
This module displays a user friendly message when a kernel panic
occurs. It currently doesn't contain any debug information,
but that can be added later.

v2
 * Use get_scanout_buffer() instead of the drm client API.
  (Thomas Zimmermann)
 * Add the panic reason to the panic message (Nerdopolis)
 * Add an exclamation mark (Nerdopolis)

v3
 * Rework the drawing functions, to write the pixels line by line and
 to use the drm conversion helper to support other formats.
 (Thomas Zimmermann)

v4
 * Use drm_fb_r1_to_32bit for fonts (Thomas Zimmermann)
 * Remove the default y to DRM_PANIC config option (Thomas Zimmermann)
 * Add foreground/background color config option
 * Fix the bottom lines not painted if the framebuffer height
   is not a multiple of the font height.
 * Automatically register the device to drm_panic, if the function
   get_scanout_buffer exists. (Thomas Zimmermann)

v5
 * Change the drawing API, use drm_fb_blit_from_r1() to draw the font.
 * Also add drm_fb_fill() to fill area with background color.
 * Add draw_pixel_xy() API for drivers that can't provide a linear buffer.
 * Add a flush() callback for drivers that needs to synchronize the buffer.
 * Add a void *private field, so drivers can pass private data to
   draw_pixel_xy() and flush().

v6
 * Fix sparse warning for panic_msg and logo.

v7
 * Add select DRM_KMS_HELPER for the color conversion functions.

v8
 * Register directly each plane to the panic notifier (Sima)
 * Add raw_spinlock to properly handle concurrency (Sima)
 * Register plane instead of device, to avoid looping through plane
   list, and simplify code.
 * Replace get_scanout_buffer() logic with drm_panic_set_buffer()
  (Thomas Zimmermann)
 * Removed the draw_pixel_xy() API, will see later if it can be added back.

v9
 * Revert to using get_scanout_buffer() (Sima)
 * Move get_scanout_buffer() and panic_flush() to the plane helper
   functions (Thomas Zimmermann)
 * Register all planes with get_scanout_buffer() to the panic notifier
 * Use drm_panic_lock() to protect against race (Sima)

v10
 * Move blit and fill functions back in drm_panic (Thomas Zimmermann).
 * Simplify the text drawing functions.
 * Use kmsg_dumper instead of panic_notifier (Sima).

v12
 * Use array for map and pitch in struct drm_scanout_buffer
   to support multi-planar format later. (Thomas Zimmermann)
 * Better indent struct drm_scanout_buffer declaration. (Thomas Zimmermann)

Signed-off-by: Jocelyn Falempe <jfalempe@redhat.com>
Link: https://patchwork.freedesktop.org/patch/msgid/20240409163432.352518-3-jfalempe@redhat.com
Acked-by: Daniel Vetter <daniel.vetter@ffwll.ch>
Documentation/gpu/drm-kms.rst
drivers/gpu/drm/Kconfig
drivers/gpu/drm/Makefile
drivers/gpu/drm/drm_drv.c
drivers/gpu/drm/drm_panic.c [new file with mode: 0644]
include/drm/drm_modeset_helper_vtables.h
include/drm/drm_panic.h
include/drm/drm_plane.h

index b98b98359c901f0b02b77b52261c9388f7c73906..abfe220764e1edc758a6bc6fb5ff9c8e1c7749ff 100644 (file)
@@ -398,6 +398,21 @@ Plane Damage Tracking Functions Reference
 .. kernel-doc:: include/drm/drm_damage_helper.h
    :internal:
 
+Plane Panic Feature
+-------------------
+
+.. kernel-doc:: drivers/gpu/drm/drm_panic.c
+   :doc: overview
+
+Plane Panic Functions Reference
+-------------------------------
+
+.. kernel-doc:: include/drm/drm_panic.h
+   :internal:
+
+.. kernel-doc:: drivers/gpu/drm/drm_panic.c
+   :export:
+
 Display Modes Function Reference
 ================================
 
index 3914aaf443a8010012918c746b391a370ab10beb..f8a26423369e0e09deaf90d99e538bd9e0ed11ab 100644 (file)
@@ -104,6 +104,29 @@ config DRM_KMS_HELPER
        help
          CRTC helpers for KMS drivers.
 
+config DRM_PANIC
+       bool "Display a user-friendly message when a kernel panic occurs"
+       depends on DRM && !FRAMEBUFFER_CONSOLE
+       select DRM_KMS_HELPER
+       select FONT_SUPPORT
+       help
+         Enable a drm panic handler, which will display a user-friendly message
+         when a kernel panic occurs. It's useful when using a user-space
+         console instead of fbcon.
+         It will only work if your graphic driver supports this feature.
+         To support Hi-DPI Display, you can enable bigger fonts like
+         FONT_TER16x32
+
+config DRM_PANIC_FOREGROUND_COLOR
+       hex "Drm panic screen foreground color, in RGB"
+       depends on DRM_PANIC
+       default 0xffffff
+
+config DRM_PANIC_BACKGROUND_COLOR
+       hex "Drm panic screen background color, in RGB"
+       depends on DRM_PANIC
+       default 0x000000
+
 config DRM_DEBUG_DP_MST_TOPOLOGY_REFS
         bool "Enable refcount backtrace history in the DP MST helpers"
        depends on STACKTRACE_SUPPORT
index a73c04d2d7a39c4750d9334172367f39cf8fd8d8..f9ca4f8fa6c543a77a9212fa76a3b5289d0e3470 100644 (file)
@@ -88,6 +88,7 @@ drm-$(CONFIG_DRM_PRIVACY_SCREEN) += \
        drm_privacy_screen.o \
        drm_privacy_screen_x86.o
 drm-$(CONFIG_DRM_ACCEL) += ../../accel/drm_accel.o
+drm-$(CONFIG_DRM_PANIC) += drm_panic.o
 obj-$(CONFIG_DRM)      += drm.o
 
 obj-$(CONFIG_DRM_PANEL_ORIENTATION_QUIRKS) += drm_panel_orientation_quirks.o
index c157500b3135d034a509c6f0f26575fdda03cbd2..535b624d4c9da92c067d0342540bae6664a72475 100644 (file)
@@ -43,6 +43,7 @@
 #include <drm/drm_file.h>
 #include <drm/drm_managed.h>
 #include <drm/drm_mode_object.h>
+#include <drm/drm_panic.h>
 #include <drm/drm_print.h>
 #include <drm/drm_privacy_screen_machine.h>
 
@@ -944,6 +945,7 @@ int drm_dev_register(struct drm_device *dev, unsigned long flags)
                if (ret)
                        goto err_unload;
        }
+       drm_panic_register(dev);
 
        DRM_INFO("Initialized %s %d.%d.%d %s for %s on minor %d\n",
                 driver->name, driver->major, driver->minor,
@@ -988,6 +990,8 @@ void drm_dev_unregister(struct drm_device *dev)
 {
        dev->registered = false;
 
+       drm_panic_unregister(dev);
+
        drm_client_dev_unregister(dev);
 
        if (drm_core_check_feature(dev, DRIVER_MODESET))
diff --git a/drivers/gpu/drm/drm_panic.c b/drivers/gpu/drm/drm_panic.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..7c81b3d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,290 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 or MIT
+/*
+ * Copyright (c) 2023 Red Hat.
+ * Author: Jocelyn Falempe <jfalempe@redhat.com>
+ * inspired by the drm_log driver from David Herrmann <dh.herrmann@gmail.com>
+ * Tux Ascii art taken from cowsay written by Tony Monroe
+ */
+
+#include <linux/font.h>
+#include <linux/iosys-map.h>
+#include <linux/kdebug.h>
+#include <linux/kmsg_dump.h>
+#include <linux/list.h>
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/types.h>
+
+#include <drm/drm_drv.h>
+#include <drm/drm_format_helper.h>
+#include <drm/drm_fourcc.h>
+#include <drm/drm_framebuffer.h>
+#include <drm/drm_modeset_helper_vtables.h>
+#include <drm/drm_panic.h>
+#include <drm/drm_plane.h>
+#include <drm/drm_print.h>
+
+MODULE_AUTHOR("Jocelyn Falempe");
+MODULE_DESCRIPTION("DRM panic handler");
+MODULE_LICENSE("GPL");
+
+/**
+ * DOC: overview
+ *
+ * To enable DRM panic for a driver, the primary plane must implement a
+ * &drm_plane_helper_funcs.get_scanout_buffer helper function. It is then
+ * automatically registered to the drm panic handler.
+ * When a panic occurs, the &drm_plane_helper_funcs.get_scanout_buffer will be
+ * called, and the driver can provide a framebuffer so the panic handler can
+ * draw the panic screen on it. Currently only linear buffer and a few color
+ * formats are supported.
+ * Optionally the driver can also provide a &drm_plane_helper_funcs.panic_flush
+ * callback, that will be called after that, to send additional commands to the
+ * hardware to make the scanout buffer visible.
+ */
+
+/*
+ * This module displays a user friendly message on screen when a kernel panic
+ * occurs. This is conflicting with fbcon, so you can only enable it when fbcon
+ * is disabled.
+ * It's intended for end-user, so have minimal technical/debug information.
+ *
+ * Implementation details:
+ *
+ * It is a panic handler, so it can't take lock, allocate memory, run tasks/irq,
+ * or attempt to sleep. It's a best effort, and it may not be able to display
+ * the message in all situations (like if the panic occurs in the middle of a
+ * modesetting).
+ * It will display only one static frame, so performance optimizations are low
+ * priority as the machine is already in an unusable state.
+ */
+
+struct drm_panic_line {
+       u32 len;
+       const char *txt;
+};
+
+#define PANIC_LINE(s) {.len = sizeof(s) - 1, .txt = s}
+
+static struct drm_panic_line panic_msg[] = {
+       PANIC_LINE("KERNEL PANIC !"),
+       PANIC_LINE(""),
+       PANIC_LINE("Please reboot your computer."),
+};
+
+static const struct drm_panic_line logo[] = {
+       PANIC_LINE("     .--.        _"),
+       PANIC_LINE("    |o_o |      | |"),
+       PANIC_LINE("    |:_/ |      | |"),
+       PANIC_LINE("   //   \\ \\     |_|"),
+       PANIC_LINE("  (|     | )     _"),
+       PANIC_LINE(" /'\\_   _/`\\    (_)"),
+       PANIC_LINE(" \\___)=(___/"),
+};
+
+static void drm_panic_fill32(struct iosys_map *map, unsigned int pitch,
+                            unsigned int height, unsigned int width,
+                            u32 color)
+{
+       unsigned int y, x;
+
+       for (y = 0; y < height; y++)
+               for (x = 0; x < width; x++)
+                       iosys_map_wr(map, y * pitch + x * sizeof(u32), u32, color);
+}
+
+static void drm_panic_blit32(struct iosys_map *dmap, unsigned int dpitch,
+                            const u8 *sbuf8, unsigned int spitch,
+                            unsigned int height, unsigned int width,
+                            u32 fg32, u32 bg32)
+{
+       unsigned int y, x;
+       u32 val32;
+
+       for (y = 0; y < height; y++) {
+               for (x = 0; x < width; x++) {
+                       val32 = (sbuf8[(y * spitch) + x / 8] & (0x80 >> (x % 8))) ? fg32 : bg32;
+                       iosys_map_wr(dmap, y * dpitch + x * sizeof(u32), u32, val32);
+               }
+       }
+}
+
+static const u8 *get_char_bitmap(const struct font_desc *font, char c, size_t font_pitch)
+{
+       return font->data + (c * font->height) * font_pitch;
+}
+
+static unsigned int get_max_line_len(const struct drm_panic_line *lines, int len)
+{
+       int i;
+       unsigned int max = 0;
+
+       for (i = 0; i < len; i++)
+               max = max(lines[i].len, max);
+       return max;
+}
+
+/*
+ * Draw a text in a rectangle on a framebuffer. The text is truncated if it overflows the rectangle
+ */
+static void draw_txt_rectangle(struct drm_scanout_buffer *sb,
+                              const struct font_desc *font,
+                              const struct drm_panic_line *msg,
+                              unsigned int msg_lines,
+                              bool centered,
+                              struct drm_rect *clip,
+                              u32 fg_color,
+                              u32 bg_color)
+{
+       int i, j;
+       const u8 *src;
+       size_t font_pitch = DIV_ROUND_UP(font->width, 8);
+       struct iosys_map dst;
+       unsigned int px_width = sb->format->cpp[0];
+       int left = 0;
+
+       msg_lines = min(msg_lines,  drm_rect_height(clip) / font->height);
+       for (i = 0; i < msg_lines; i++) {
+               size_t line_len = min(msg[i].len, drm_rect_width(clip) / font->width);
+
+               if (centered)
+                       left = (drm_rect_width(clip) - (line_len * font->width)) / 2;
+
+               dst = sb->map[0];
+               iosys_map_incr(&dst, (clip->y1 + i * font->height) * sb->pitch[0] +
+                                    (clip->x1 + left) * px_width);
+               for (j = 0; j < line_len; j++) {
+                       src = get_char_bitmap(font, msg[i].txt[j], font_pitch);
+                       drm_panic_blit32(&dst, sb->pitch[0], src, font_pitch,
+                                        font->height, font->width,
+                                        fg_color, bg_color);
+                       iosys_map_incr(&dst, font->width * px_width);
+               }
+       }
+}
+
+/*
+ * Draw the panic message at the center of the screen
+ */
+static void draw_panic_static(struct drm_scanout_buffer *sb)
+{
+       size_t msg_lines = ARRAY_SIZE(panic_msg);
+       size_t logo_lines = ARRAY_SIZE(logo);
+       u32 fg_color = CONFIG_DRM_PANIC_FOREGROUND_COLOR;
+       u32 bg_color = CONFIG_DRM_PANIC_BACKGROUND_COLOR;
+       const struct font_desc *font = get_default_font(sb->width, sb->height, NULL, NULL);
+       struct drm_rect r_logo, r_msg;
+
+       if (!font)
+               return;
+
+       r_logo = DRM_RECT_INIT(0, 0,
+                              get_max_line_len(logo, logo_lines) * font->width,
+                              logo_lines * font->height);
+       r_msg = DRM_RECT_INIT(0, 0,
+                             min(get_max_line_len(panic_msg, msg_lines) * font->width, sb->width),
+                             min(msg_lines * font->height, sb->height));
+
+       /* Center the panic message */
+       drm_rect_translate(&r_msg, (sb->width - r_msg.x2) / 2, (sb->height - r_msg.y2) / 2);
+
+       /* Fill with the background color, and draw text on top */
+       drm_panic_fill32(&sb->map[0], sb->pitch[0], sb->height, sb->width, bg_color);
+
+       if ((r_msg.x1 >= drm_rect_width(&r_logo) || r_msg.y1 >= drm_rect_height(&r_logo)) &&
+           drm_rect_width(&r_logo) < sb->width && drm_rect_height(&r_logo) < sb->height) {
+               draw_txt_rectangle(sb, font, logo, logo_lines, false, &r_logo, fg_color, bg_color);
+       }
+       draw_txt_rectangle(sb, font, panic_msg, msg_lines, true, &r_msg, fg_color, bg_color);
+}
+
+/*
+ * drm_panic_is_format_supported()
+ * @format: a fourcc color code
+ * Returns: true if supported, false otherwise.
+ *
+ * Check if drm_panic will be able to use this color format.
+ */
+static bool drm_panic_is_format_supported(const struct drm_format_info *format)
+{
+       if (format->num_planes != 1)
+               return false;
+       return format->format == DRM_FORMAT_XRGB8888;
+}
+
+static void draw_panic_plane(struct drm_plane *plane)
+{
+       struct drm_scanout_buffer sb;
+       int ret;
+       unsigned long flags;
+
+       if (!drm_panic_trylock(plane->dev, flags))
+               return;
+
+       ret = plane->helper_private->get_scanout_buffer(plane, &sb);
+
+       if (!ret && drm_panic_is_format_supported(sb.format)) {
+               draw_panic_static(&sb);
+               if (plane->helper_private->panic_flush)
+                       plane->helper_private->panic_flush(plane);
+       }
+       drm_panic_unlock(plane->dev, flags);
+}
+
+static struct drm_plane *to_drm_plane(struct kmsg_dumper *kd)
+{
+       return container_of(kd, struct drm_plane, kmsg_panic);
+}
+
+static void drm_panic(struct kmsg_dumper *dumper, enum kmsg_dump_reason reason)
+{
+       struct drm_plane *plane = to_drm_plane(dumper);
+
+       if (reason == KMSG_DUMP_PANIC)
+               draw_panic_plane(plane);
+}
+
+/**
+ * drm_panic_register() - Initialize DRM panic for a device
+ * @dev: the drm device on which the panic screen will be displayed.
+ */
+void drm_panic_register(struct drm_device *dev)
+{
+       struct drm_plane *plane;
+       int registered_plane = 0;
+
+       if (!dev->mode_config.num_total_plane)
+               return;
+
+       drm_for_each_plane(plane, dev) {
+               if (!plane->helper_private || !plane->helper_private->get_scanout_buffer)
+                       continue;
+               plane->kmsg_panic.dump = drm_panic;
+               plane->kmsg_panic.max_reason = KMSG_DUMP_PANIC;
+               if (kmsg_dump_register(&plane->kmsg_panic))
+                       drm_warn(dev, "Failed to register panic handler\n");
+               else
+                       registered_plane++;
+       }
+       if (registered_plane)
+               drm_info(dev, "Registered %d planes with drm panic\n", registered_plane);
+}
+EXPORT_SYMBOL(drm_panic_register);
+
+/**
+ * drm_panic_unregister()
+ * @dev: the drm device previously registered.
+ */
+void drm_panic_unregister(struct drm_device *dev)
+{
+       struct drm_plane *plane;
+
+       if (!dev->mode_config.num_total_plane)
+               return;
+
+       drm_for_each_plane(plane, dev) {
+               if (!plane->helper_private || !plane->helper_private->get_scanout_buffer)
+                       continue;
+               kmsg_dump_unregister(&plane->kmsg_panic);
+       }
+}
+EXPORT_SYMBOL(drm_panic_unregister);
index 9ed42469540eb63e6a45d138ee2a51ff41d91b81..ec59015aec3cf3ba01510031c55df8c0b3e0b382 100644 (file)
@@ -48,6 +48,7 @@
  * To make this clear all the helper vtables are pulled together in this location here.
  */
 
+struct drm_scanout_buffer;
 struct drm_writeback_connector;
 struct drm_writeback_job;
 
@@ -1443,6 +1444,44 @@ struct drm_plane_helper_funcs {
         */
        void (*atomic_async_update)(struct drm_plane *plane,
                                    struct drm_atomic_state *state);
+
+       /**
+        * @get_scanout_buffer:
+        *
+        * Get the current scanout buffer, to display a message with drm_panic.
+        * The driver should do the minimum changes to provide a buffer,
+        * that can be used to display the panic screen. Currently only linear
+        * buffers are supported. Non-linear buffer support is on the TODO list.
+        * The device &dev.mode_config.panic_lock is taken before calling this
+        * function, so you can safely access the &plane.state
+        * It is called from a panic callback, and must follow its restrictions.
+        * Please look the documentation at drm_panic_trylock() for an in-depth
+        * discussions of what's safe and what is not allowed.
+        * It's a best effort mode, so it's expected that in some complex cases
+        * the panic screen won't be displayed.
+        * The returned &drm_scanout_buffer.map must be valid if no error code is
+        * returned.
+        *
+        * Return:
+        * %0 on success, negative errno on failure.
+        */
+       int (*get_scanout_buffer)(struct drm_plane *plane,
+                                 struct drm_scanout_buffer *sb);
+
+       /**
+        * @panic_flush:
+        *
+        * It is used by drm_panic, and is called after the panic screen is
+        * drawn to the scanout buffer. In this function, the driver
+        * can send additional commands to the hardware, to make the scanout
+        * buffer visible.
+        * It is only called if get_scanout_buffer() returned successfully, and
+        * the &dev.mode_config.panic_lock is held during the entire sequence.
+        * It is called from a panic callback, and must follow its restrictions.
+        * Please look the documentation at drm_panic_trylock() for an in-depth
+        * discussions of what's safe and what is not allowed.
+        */
+       void (*panic_flush)(struct drm_plane *plane);
 };
 
 /**
index 967e02ccc6d550beb1fb9940be636bc2fa125148..822dbb1aa9d6f12f1ddc03334cb6e5afc6ce3288 100644 (file)
@@ -2,11 +2,56 @@
 #ifndef __DRM_PANIC_H__
 #define __DRM_PANIC_H__
 
+#include <linux/module.h>
+#include <linux/types.h>
+#include <linux/iosys-map.h>
+
 #include <drm/drm_device.h>
+#include <drm/drm_fourcc.h>
 /*
  * Copyright (c) 2024 Intel
  */
 
+/**
+ * struct drm_scanout_buffer - DRM scanout buffer
+ *
+ * This structure holds the information necessary for drm_panic to draw the
+ * panic screen, and display it.
+ */
+struct drm_scanout_buffer {
+       /**
+        * @format:
+        *
+        * drm format of the scanout buffer.
+        */
+       const struct drm_format_info *format;
+
+       /**
+        * @map:
+        *
+        * Virtual address of the scanout buffer, either in memory or iomem.
+        * The scanout buffer should be in linear format, and can be directly
+        * sent to the display hardware. Tearing is not an issue for the panic
+        * screen.
+        */
+       struct iosys_map map[DRM_FORMAT_MAX_PLANES];
+
+       /**
+        * @width: Width of the scanout buffer, in pixels.
+        */
+       unsigned int width;
+
+       /**
+        * @height: Height of the scanout buffer, in pixels.
+        */
+       unsigned int height;
+
+       /**
+        * @pitch: Length in bytes between the start of two consecutive lines.
+        */
+       unsigned int pitch[DRM_FORMAT_MAX_PLANES];
+};
+
 /**
  * drm_panic_trylock - try to enter the panic printing critical section
  * @dev: struct drm_device
 #define drm_panic_unlock(dev, flags) \
        raw_spin_unlock_irqrestore(&(dev)->mode_config.panic_lock, flags)
 
+#ifdef CONFIG_DRM_PANIC
+
+void drm_panic_register(struct drm_device *dev);
+void drm_panic_unregister(struct drm_device *dev);
+
+#else
+
+static inline void drm_panic_register(struct drm_device *dev) {}
+static inline void drm_panic_unregister(struct drm_device *dev) {}
+
+#endif
+
 #endif /* __DRM_PANIC_H__ */
index ec1112208b735e60af7d0712f6c9c9f7763d7ac7..9507542121fa1e1beee1b338c12d706dfabf6949 100644 (file)
@@ -25,6 +25,7 @@
 
 #include <linux/list.h>
 #include <linux/ctype.h>
+#include <linux/kmsg_dump.h>
 #include <drm/drm_mode_object.h>
 #include <drm/drm_color_mgmt.h>
 #include <drm/drm_rect.h>
@@ -780,6 +781,11 @@ struct drm_plane {
         * @hotspot_y_property: property to set mouse hotspot y offset.
         */
        struct drm_property *hotspot_y_property;
+
+       /**
+        * @kmsg_panic: Used to register a panic notifier for this plane
+        */
+       struct kmsg_dumper kmsg_panic;
 };
 
 #define obj_to_plane(x) container_of(x, struct drm_plane, base)