arch/powerpc/kernel/machine_kexec_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
  33 int default_machine_kexec_prepare(struct kimage *image)
  34 {
  35         int i;
  36         unsigned long begin, end;       /* limits of segment */
  37         unsigned long low, high;        /* limits of blocked memory range */
  38         struct device_node *node;
  39         const unsigned long *basep;
  40         const unsigned int *sizep;
  41
  42         /*
  43          * Since we use the kernel fault handlers and paging code to
  44          * handle the virtual mode, we must make sure no destination
  45          * overlaps kernel static data or bss.
  46          */
  47         for (i = 0; i < image->nr_segments; i++)
  48                 if (image->segment[i].mem < __pa(_end))
  49                         return -ETXTBSY;
  50
  51         /* We also should not overwrite the tce tables */
  52         for_each_node_by_type(node, "pci") {
  53                 basep = of_get_property(node, "linux,tce-base", NULL);
  54                 sizep = of_get_property(node, "linux,tce-size", NULL);
  55                 if (basep == NULL || sizep == NULL)
  56                         continue;
  57
  58                 low = *basep;
  59                 high = low + (*sizep);
  60
  61                 for (i = 0; i < image->nr_segments; i++) {
  62                         begin = image->segment[i].mem;
  63                         end = begin + image->segment[i].memsz;
  64
  65                         if ((begin < high) && (end > low))
  66                                 return -ETXTBSY;
  67                 }
  68         }
  69
  70         return 0;
  71 }
  72
  73 static void copy_segments(unsigned long ind)
  74 {
  75         unsigned long entry;
  76         unsigned long *ptr;
  77         void *dest;
  78         void *addr;
  79
  80         /*
  81          * We rely on kexec_load to create a lists that properly
  82          * initializes these pointers before they are used.
  83          * We will still crash if the list is wrong, but at least
  84          * the compiler will be quiet.
  85          */
  86         ptr = NULL;
  87         dest = NULL;
  88
  89         for (entry = ind; !(entry & IND_DONE); entry = *ptr++) {
  90                 addr = __va(entry & PAGE_MASK);
  91
  92                 switch (entry & IND_FLAGS) {
  93                 case IND_DESTINATION:
  94                         dest = addr;
  95                         break;
  96                 case IND_INDIRECTION:
  97                         ptr = addr;
  98                         break;
  99                 case IND_SOURCE:
 100                         copy_page(dest, addr);
 101                         dest += PAGE_SIZE;
 102                 }
 103         }
 104 }
 105
 106 void kexec_copy_flush(struct kimage *image)
 107 {
 108         long i, nr_segments = image->nr_segments;
 109         struct  kexec_segment ranges[KEXEC_SEGMENT_MAX];
 110
 111         /* save the ranges on the stack to efficiently flush the icache */
 112         memcpy(ranges, image->segment, sizeof(ranges));
 113
 114         /*
 115          * After this call we may not use anything allocated in dynamic
 116          * memory, including *image.
 117          *
 118          * Only globals and the stack are allowed.
 119          */
 120         copy_segments(image->head);
 121
 122         /*
 123          * we need to clear the icache for all dest pages sometime,
 124          * including ones that were in place on the original copy
 125          */
 126         for (i = 0; i < nr_segments; i++)
 127                 flush_icache_range((unsigned long)__va(ranges[i].mem),
 128                         (unsigned long)__va(ranges[i].mem + ranges[i].memsz));
 129 }
 130
 131 #ifdef CONFIG_SMP
 132
 133 static int kexec_all_irq_disabled = 0;
 134
 135 static void kexec_smp_down(void *arg)
 136 {
 137         local_irq_disable();
 138         hard_irq_disable();
 139
 140         mb(); /* make sure our irqs are disabled before we say they are */
 141         get_paca()->kexec_state = KEXEC_STATE_IRQS_OFF;
 142         while(kexec_all_irq_disabled == 0)
 143                 cpu_relax();
 144         mb(); /* make sure all irqs are disabled before this */
 145         hw_breakpoint_disable();
 146         /*
 147          * Now every CPU has IRQs off, we can clear out any pending
 148          * IPIs and be sure that no more will come in after this.
 149          */
 150         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 151                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 1);
 152
 153         kexec_smp_wait();
 154         /* NOTREACHED */
 155 }
 156
 157 static void kexec_prepare_cpus_wait(int wait_state)
 158 {
 159         int my_cpu, i, notified=-1;
 160
 161         hw_breakpoint_disable();
 162         my_cpu = get_cpu();
 163         /* Make sure each CPU has at least made it to the state we need.
 164          *
 165          * FIXME: There is a (slim) chance of a problem if not all of the CPUs
 166          * are correctly onlined.  If somehow we start a CPU on boot with RTAS
 167          * start-cpu, but somehow that CPU doesn't write callin_cpu_map[] in
 168          * time, the boot CPU will timeout.  If it does eventually execute
 169          * stuff, the secondary will start up (paca_ptrs[]->cpu_start was
 170          * written) and get into a peculiar state.
 171          * If the platform supports smp_ops->take_timebase(), the secondary CPU
 172          * will probably be spinning in there.  If not (i.e. pseries), the
 173          * secondary will continue on and try to online itself/idle/etc. If it
 174          * survives that, we need to find these
 175          * possible-but-not-online-but-should-be CPUs and chaperone them into
 176          * kexec_smp_wait().
 177          */
 178         for_each_online_cpu(i) {
 179                 if (i == my_cpu)
 180                         continue;
 181
 182                 while (paca_ptrs[i]->kexec_state < wait_state) {
 183                         barrier();
 184                         if (i != notified) {
 185                                 printk(KERN_INFO "kexec: waiting for cpu %d "
 186                                        "(physical %d) to enter %i state\n",
 187                                        i, paca_ptrs[i]->hw_cpu_id, wait_state);
 188                                 notified = i;
 189                         }
 190                 }
 191         }
 192         mb();
 193 }
 194
 195 /*
 196  * We need to make sure each present CPU is online.  The next kernel will scan
 197  * the device tree and assume primary threads are online and query secondary
 198  * threads via RTAS to online them if required.  If we don't online primary
 199  * threads, they will be stuck.  However, we also online secondary threads as we
 200  * may be using 'cede offline'.  In this case RTAS doesn't see the secondary
 201  * threads as offline -- and again, these CPUs will be stuck.
 202  *
 203  * So, we online all CPUs that should be running, including secondary threads.
 204  */
 205 static void wake_offline_cpus(void)
 206 {
 207         int cpu = 0;
 208
 209         for_each_present_cpu(cpu) {
 210                 if (!cpu_online(cpu)) {
 211                         printk(KERN_INFO "kexec: Waking offline cpu %d.\n",
 212                                cpu);
 213                         WARN_ON(cpu_up(cpu));
 214                 }
 215         }
 216 }
 217
 218 static void kexec_prepare_cpus(void)
 219 {
 220         wake_offline_cpus();
 221         smp_call_function(kexec_smp_down, NULL, /* wait */0);
 222         local_irq_disable();
 223         hard_irq_disable();
 224
 225         mb(); /* make sure IRQs are disabled before we say they are */
 226         get_paca()->kexec_state = KEXEC_STATE_IRQS_OFF;
 227
 228         kexec_prepare_cpus_wait(KEXEC_STATE_IRQS_OFF);
 229         /* we are sure every CPU has IRQs off at this point */
 230         kexec_all_irq_disabled = 1;
 231
 232         /*
 233          * Before removing MMU mappings make sure all CPUs have entered real
 234          * mode:
 235          */
 236         kexec_prepare_cpus_wait(KEXEC_STATE_REAL_MODE);
 237
 238         /* after we tell the others to go down */
 239         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 240                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 0);
 241
 242         put_cpu();
 243 }
 244
 245 #else /* ! SMP */
 246
 247 static void kexec_prepare_cpus(void)
 248 {
 249         /*
 250          * move the secondarys to us so that we can copy
 251          * the new kernel 0-0x100 safely
 252          *
 253          * do this if kexec in setup.c ?
 254          *
 255          * We need to release the cpus if we are ever going from an
 256          * UP to an SMP kernel.
 257          */
 258         smp_release_cpus();
 259         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 260                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 0);
 261         local_irq_disable();
 262         hard_irq_disable();
 263 }
 264
 265 #endif /* SMP */
 266
 267 /*
 268  * kexec thread structure and stack.
 269  *
 270  * We need to make sure that this is 16384-byte aligned due to the
 271  * way process stacks are handled.  It also must be statically allocated
 272  * or allocated as part of the kimage, because everything else may be
 273  * overwritten when we copy the kexec image.  We piggyback on the
 274  * "init_task" linker section here to statically allocate a stack.
 275  *
 276  * We could use a smaller stack if we don't care about anything using
 277  * current, but that audit has not been performed.
 278  */
 279 static union thread_union kexec_stack __init_task_data =
 280         { };
 281
 282 /*
 283  * For similar reasons to the stack above, the kexecing CPU needs to be on a
 284  * static PACA; we switch to kexec_paca.
 285  */
 286 struct paca_struct kexec_paca;
 287
 288 /* Our assembly helper, in misc_64.S */
 289 extern void kexec_sequence(void *newstack, unsigned long start,
 290                            void *image, void *control,
 291                            void (*clear_all)(void),
 292                            bool copy_with_mmu_off) __noreturn;
 293
 294 /* too late to fail here */
 295 void default_machine_kexec(struct kimage *image)
 296 {
 297         bool copy_with_mmu_off;
 298
 299         /* prepare control code if any */
 300
 301         /*
 302         * If the kexec boot is the normal one, need to shutdown other cpus
 303         * into our wait loop and quiesce interrupts.
 304         * Otherwise, in the case of crashed mode (crashing_cpu >= 0),
 305         * stopping other CPUs and collecting their pt_regs is done before
 306         * using debugger IPI.
 307         */
 308
 309         if (!kdump_in_progress())
 310                 kexec_prepare_cpus();
 311
 312         printk("kexec: Starting switchover sequence.\n");
 313
 314         /* switch to a staticly allocated stack.  Based on irq stack code.
 315          * We setup preempt_count to avoid using VMX in memcpy.
 316          * XXX: the task struct will likely be invalid once we do the copy!
 317          */
 318         current_thread_info()->flags = 0;
 319         current_thread_info()->preempt_count = HARDIRQ_OFFSET;
 320
 321         /* We need a static PACA, too; copy this CPU's PACA over and switch to
 322          * it. Also poison per_cpu_offset and NULL lppaca to catch anyone using
 323          * non-static data.
 324          */
 325         memcpy(&kexec_paca, get_paca(), sizeof(struct paca_struct));
 326         kexec_paca.data_offset = 0xedeaddeadeeeeeeeUL;
 327 #ifdef CONFIG_PPC_PSERIES
 328         kexec_paca.lppaca_ptr = NULL;
 329 #endif
 330         paca_ptrs[kexec_paca.paca_index] = &kexec_paca;
 331
 332         setup_paca(&kexec_paca);
 333
 334         /*
 335          * The lppaca should be unregistered at this point so the HV won't
 336          * touch it. In the case of a crash, none of the lppacas are
 337          * unregistered so there is not much we can do about it here.
 338          */
 339
 340         /*
 341          * On Book3S, the copy must happen with the MMU off if we are either
 342          * using Radix page tables or we are not in an LPAR since we can
 343          * overwrite the page tables while copying.
 344          *
 345          * In an LPAR, we keep the MMU on otherwise we can't access beyond
 346          * the RMA. On BookE there is no real MMU off mode, so we have to
 347          * keep it enabled as well (but then we have bolted TLB entries).
 348          */
 349 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
 350         copy_with_mmu_off = false;
 351 #else
 352         copy_with_mmu_off = radix_enabled() ||
 353                 !(firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) ||
 354                   firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1));
 355 #endif
 356
 357         /* Some things are best done in assembly.  Finding globals with
 358          * a toc is easier in C, so pass in what we can.
 359          */
 360         kexec_sequence(&kexec_stack, image->start, image,
 361                        page_address(image->control_code_page),
 362                        mmu_cleanup_all, copy_with_mmu_off);
 363         /* NOTREACHED */
 364 }
 365
 366 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3S_64
 367 /* Values we need to export to the second kernel via the device tree. */
 368 static unsigned long htab_base;
 369 static unsigned long htab_size;
 370
 371 static struct property htab_base_prop = {
 372         .name = "linux,htab-base",
 373         .length = sizeof(unsigned long),
 374         .value = &htab_base,
 375 };
 376
 377 static struct property htab_size_prop = {
 378         .name = "linux,htab-size",
 379         .length = sizeof(unsigned long),
 380         .value = &htab_size,
 381 };
 382
 383 static int __init export_htab_values(void)
 384 {
 385         struct device_node *node;
 386
 387         /* On machines with no htab htab_address is NULL */
 388         if (!htab_address)
 389                 return -ENODEV;
 390
 391         node = of_find_node_by_path("/chosen");
 392         if (!node)
 393                 return -ENODEV;
 394
 395         /* remove any stale propertys so ours can be found */
 396         of_remove_property(node, of_find_property(node, htab_base_prop.name, NULL));
 397         of_remove_property(node, of_find_property(node, htab_size_prop.name, NULL));
 398
 399         htab_base = cpu_to_be64(__pa(htab_address));
 400         of_add_property(node, &htab_base_prop);
 401         htab_size = cpu_to_be64(htab_size_bytes);
 402         of_add_property(node, &htab_size_prop);
 403
 404         of_node_put(node);
 405         return 0;
 406 }
 407 late_initcall(export_htab_values);
 408 #endif /* CONFIG_PPC_BOOK3S_64 */