arch/powerpc/kernel/machine_kexec_64.c

   1 /*
   2  * PPC64 code to handle Linux booting another kernel.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2004-2005, IBM Corp.
   5  *
   6  * Created by: Milton D Miller II
   7  *
   8  * This source code is licensed under the GNU General Public License,
   9  * Version 2.  See the file COPYING for more details.
  10  */
  11
  12
  13 #include <linux/kexec.h>
  14 #include <linux/smp.h>
  15 #include <linux/thread_info.h>
  16 #include <linux/init_task.h>
  17 #include <linux/errno.h>
  18 #include <linux/kernel.h>
  19 #include <linux/cpu.h>
  20 #include <linux/hardirq.h>
  21
  22 #include <asm/page.h>
  23 #include <asm/current.h>
  24 #include <asm/machdep.h>
  25 #include <asm/cacheflush.h>
  26 #include <asm/firmware.h>
  27 #include <asm/paca.h>
  28 #include <asm/mmu.h>
  29 #include <asm/sections.h>       /* _end */
  30 #include <asm/prom.h>
  31 #include <asm/smp.h>
  32 #include <asm/hw_breakpoint.h>
  33 #include <asm/asm-prototypes.h>
  34
  35 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
  36 int default_machine_kexec_prepare(struct kimage *image)
  37 {
  38         int i;
  39         /*
  40          * Since we use the kernel fault handlers and paging code to
  41          * handle the virtual mode, we must make sure no destination
  42          * overlaps kernel static data or bss.
  43          */
  44         for (i = 0; i < image->nr_segments; i++)
  45                 if (image->segment[i].mem < __pa(_end))
  46                         return -ETXTBSY;
  47         return 0;
  48 }
  49 #else
  50 int default_machine_kexec_prepare(struct kimage *image)
  51 {
  52         int i;
  53         unsigned long begin, end;       /* limits of segment */
  54         unsigned long low, high;        /* limits of blocked memory range */
  55         struct device_node *node;
  56         const unsigned long *basep;
  57         const unsigned int *sizep;
  58
  59         /*
  60          * Since we use the kernel fault handlers and paging code to
  61          * handle the virtual mode, we must make sure no destination
  62          * overlaps kernel static data or bss.
  63          */
  64         for (i = 0; i < image->nr_segments; i++)
  65                 if (image->segment[i].mem < __pa(_end))
  66                         return -ETXTBSY;
  67
  68         /* We also should not overwrite the tce tables */
  69         for_each_node_by_type(node, "pci") {
  70                 basep = of_get_property(node, "linux,tce-base", NULL);
  71                 sizep = of_get_property(node, "linux,tce-size", NULL);
  72                 if (basep == NULL || sizep == NULL)
  73                         continue;
  74
  75                 low = *basep;
  76                 high = low + (*sizep);
  77
  78                 for (i = 0; i < image->nr_segments; i++) {
  79                         begin = image->segment[i].mem;
  80                         end = begin + image->segment[i].memsz;
  81
  82                         if ((begin < high) && (end > low))
  83                                 return -ETXTBSY;
  84                 }
  85         }
  86
  87         return 0;
  88 }
  89 #endif /* !CONFIG_PPC_BOOK3E */
  90
  91 static void copy_segments(unsigned long ind)
  92 {
  93         unsigned long entry;
  94         unsigned long *ptr;
  95         void *dest;
  96         void *addr;
  97
  98         /*
  99          * We rely on kexec_load to create a lists that properly
 100          * initializes these pointers before they are used.
 101          * We will still crash if the list is wrong, but at least
 102          * the compiler will be quiet.
 103          */
 104         ptr = NULL;
 105         dest = NULL;
 106
 107         for (entry = ind; !(entry & IND_DONE); entry = *ptr++) {
 108                 addr = __va(entry & PAGE_MASK);
 109
 110                 switch (entry & IND_FLAGS) {
 111                 case IND_DESTINATION:
 112                         dest = addr;
 113                         break;
 114                 case IND_INDIRECTION:
 115                         ptr = addr;
 116                         break;
 117                 case IND_SOURCE:
 118                         copy_page(dest, addr);
 119                         dest += PAGE_SIZE;
 120                 }
 121         }
 122 }
 123
 124 void kexec_copy_flush(struct kimage *image)
 125 {
 126         long i, nr_segments = image->nr_segments;
 127         struct  kexec_segment ranges[KEXEC_SEGMENT_MAX];
 128
 129         /* save the ranges on the stack to efficiently flush the icache */
 130         memcpy(ranges, image->segment, sizeof(ranges));
 131
 132         /*
 133          * After this call we may not use anything allocated in dynamic
 134          * memory, including *image.
 135          *
 136          * Only globals and the stack are allowed.
 137          */
 138         copy_segments(image->head);
 139
 140         /*
 141          * we need to clear the icache for all dest pages sometime,
 142          * including ones that were in place on the original copy
 143          */
 144         for (i = 0; i < nr_segments; i++)
 145                 flush_icache_range((unsigned long)__va(ranges[i].mem),
 146                         (unsigned long)__va(ranges[i].mem + ranges[i].memsz));
 147 }
 148
 149 #ifdef CONFIG_SMP
 150
 151 static int kexec_all_irq_disabled = 0;
 152
 153 static void kexec_smp_down(void *arg)
 154 {
 155         local_irq_disable();
 156         hard_irq_disable();
 157
 158         mb(); /* make sure our irqs are disabled before we say they are */
 159         get_paca()->kexec_state = KEXEC_STATE_IRQS_OFF;
 160         while(kexec_all_irq_disabled == 0)
 161                 cpu_relax();
 162         mb(); /* make sure all irqs are disabled before this */
 163         hw_breakpoint_disable();
 164         /*
 165          * Now every CPU has IRQs off, we can clear out any pending
 166          * IPIs and be sure that no more will come in after this.
 167          */
 168         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 169                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 1);
 170
 171         kexec_smp_wait();
 172         /* NOTREACHED */
 173 }
 174
 175 static void kexec_prepare_cpus_wait(int wait_state)
 176 {
 177         int my_cpu, i, notified=-1;
 178
 179         hw_breakpoint_disable();
 180         my_cpu = get_cpu();
 181         /* Make sure each CPU has at least made it to the state we need.
 182          *
 183          * FIXME: There is a (slim) chance of a problem if not all of the CPUs
 184          * are correctly onlined.  If somehow we start a CPU on boot with RTAS
 185          * start-cpu, but somehow that CPU doesn't write callin_cpu_map[] in
 186          * time, the boot CPU will timeout.  If it does eventually execute
 187          * stuff, the secondary will start up (paca[].cpu_start was written) and
 188          * get into a peculiar state.  If the platform supports
 189          * smp_ops->take_timebase(), the secondary CPU will probably be spinning
 190          * in there.  If not (i.e. pseries), the secondary will continue on and
 191          * try to online itself/idle/etc. If it survives that, we need to find
 192          * these possible-but-not-online-but-should-be CPUs and chaperone them
 193          * into kexec_smp_wait().
 194          */
 195         for_each_online_cpu(i) {
 196                 if (i == my_cpu)
 197                         continue;
 198
 199                 while (paca[i].kexec_state < wait_state) {
 200                         barrier();
 201                         if (i != notified) {
 202                                 printk(KERN_INFO "kexec: waiting for cpu %d "
 203                                        "(physical %d) to enter %i state\n",
 204                                        i, paca[i].hw_cpu_id, wait_state);
 205                                 notified = i;
 206                         }
 207                 }
 208         }
 209         mb();
 210 }
 211
 212 /*
 213  * We need to make sure each present CPU is online.  The next kernel will scan
 214  * the device tree and assume primary threads are online and query secondary
 215  * threads via RTAS to online them if required.  If we don't online primary
 216  * threads, they will be stuck.  However, we also online secondary threads as we
 217  * may be using 'cede offline'.  In this case RTAS doesn't see the secondary
 218  * threads as offline -- and again, these CPUs will be stuck.
 219  *
 220  * So, we online all CPUs that should be running, including secondary threads.
 221  */
 222 static void wake_offline_cpus(void)
 223 {
 224         int cpu = 0;
 225
 226         for_each_present_cpu(cpu) {
 227                 if (!cpu_online(cpu)) {
 228                         printk(KERN_INFO "kexec: Waking offline cpu %d.\n",
 229                                cpu);
 230                         WARN_ON(cpu_up(cpu));
 231                 }
 232         }
 233 }
 234
 235 static void kexec_prepare_cpus(void)
 236 {
 237         wake_offline_cpus();
 238         smp_call_function(kexec_smp_down, NULL, /* wait */0);
 239         local_irq_disable();
 240         hard_irq_disable();
 241
 242         mb(); /* make sure IRQs are disabled before we say they are */
 243         get_paca()->kexec_state = KEXEC_STATE_IRQS_OFF;
 244
 245         kexec_prepare_cpus_wait(KEXEC_STATE_IRQS_OFF);
 246         /* we are sure every CPU has IRQs off at this point */
 247         kexec_all_irq_disabled = 1;
 248
 249         /* after we tell the others to go down */
 250         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 251                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 0);
 252
 253         /*
 254          * Before removing MMU mappings make sure all CPUs have entered real
 255          * mode:
 256          */
 257         kexec_prepare_cpus_wait(KEXEC_STATE_REAL_MODE);
 258
 259         put_cpu();
 260 }
 261
 262 #else /* ! SMP */
 263
 264 static void kexec_prepare_cpus(void)
 265 {
 266         /*
 267          * move the secondarys to us so that we can copy
 268          * the new kernel 0-0x100 safely
 269          *
 270          * do this if kexec in setup.c ?
 271          *
 272          * We need to release the cpus if we are ever going from an
 273          * UP to an SMP kernel.
 274          */
 275         smp_release_cpus();
 276         if (ppc_md.kexec_cpu_down)
 277                 ppc_md.kexec_cpu_down(0, 0);
 278         local_irq_disable();
 279         hard_irq_disable();
 280 }
 281
 282 #endif /* SMP */
 283
 284 /*
 285  * kexec thread structure and stack.
 286  *
 287  * We need to make sure that this is 16384-byte aligned due to the
 288  * way process stacks are handled.  It also must be statically allocated
 289  * or allocated as part of the kimage, because everything else may be
 290  * overwritten when we copy the kexec image.  We piggyback on the
 291  * "init_task" linker section here to statically allocate a stack.
 292  *
 293  * We could use a smaller stack if we don't care about anything using
 294  * current, but that audit has not been performed.
 295  */
 296 static union thread_union kexec_stack __init_task_data =
 297         { };
 298
 299 /*
 300  * For similar reasons to the stack above, the kexecing CPU needs to be on a
 301  * static PACA; we switch to kexec_paca.
 302  */
 303 struct paca_struct kexec_paca;
 304
 305 /* Our assembly helper, in misc_64.S */
 306 extern void kexec_sequence(void *newstack, unsigned long start,
 307                            void *image, void *control,
 308                            void (*clear_all)(void),
 309                            bool copy_with_mmu_off) __noreturn;
 310
 311 /* too late to fail here */
 312 void default_machine_kexec(struct kimage *image)
 313 {
 314         bool copy_with_mmu_off;
 315
 316         /* prepare control code if any */
 317
 318         /*
 319         * If the kexec boot is the normal one, need to shutdown other cpus
 320         * into our wait loop and quiesce interrupts.
 321         * Otherwise, in the case of crashed mode (crashing_cpu >= 0),
 322         * stopping other CPUs and collecting their pt_regs is done before
 323         * using debugger IPI.
 324         */
 325
 326         if (!kdump_in_progress())
 327                 kexec_prepare_cpus();
 328
 329         pr_debug("kexec: Starting switchover sequence.\n");
 330
 331         /* switch to a staticly allocated stack.  Based on irq stack code.
 332          * We setup preempt_count to avoid using VMX in memcpy.
 333          * XXX: the task struct will likely be invalid once we do the copy!
 334          */
 335         kexec_stack.thread_info.task = current_thread_info()->task;
 336         kexec_stack.thread_info.flags = 0;
 337         kexec_stack.thread_info.preempt_count = HARDIRQ_OFFSET;
 338         kexec_stack.thread_info.cpu = current_thread_info()->cpu;
 339
 340         /* We need a static PACA, too; copy this CPU's PACA over and switch to
 341          * it.  Also poison per_cpu_offset to catch anyone using non-static
 342          * data.
 343          */
 344         memcpy(&kexec_paca, get_paca(), sizeof(struct paca_struct));
 345         kexec_paca.data_offset = 0xedeaddeadeeeeeeeUL;
 346         paca = (struct paca_struct *)RELOC_HIDE(&kexec_paca, 0) -
 347                 kexec_paca.paca_index;
 348         setup_paca(&kexec_paca);
 349
 350         /* XXX: If anyone does 'dynamic lppacas' this will also need to be
 351          * switched to a static version!
 352          */
 353         /*
 354          * On Book3S, the copy must happen with the MMU off if we are either
 355          * using Radix page tables or we are not in an LPAR since we can
 356          * overwrite the page tables while copying.
 357          *
 358          * In an LPAR, we keep the MMU on otherwise we can't access beyond
 359          * the RMA. On BookE there is no real MMU off mode, so we have to
 360          * keep it enabled as well (but then we have bolted TLB entries).
 361          */
 362 #ifdef CONFIG_PPC_BOOK3E
 363         copy_with_mmu_off = false;
 364 #else
 365         copy_with_mmu_off = radix_enabled() ||
 366                 !(firmware_has_feature(FW_FEATURE_LPAR) ||
 367                   firmware_has_feature(FW_FEATURE_PS3_LV1));
 368 #endif
 369
 370         /* Some things are best done in assembly.  Finding globals with
 371          * a toc is easier in C, so pass in what we can.
 372          */
 373         kexec_sequence(&kexec_stack, image->start, image,
 374                        page_address(image->control_code_page),
 375                        mmu_cleanup_all, copy_with_mmu_off);
 376         /* NOTREACHED */
 377 }
 378
 379 #ifdef CONFIG_PPC_STD_MMU_64
 380 /* Values we need to export to the second kernel via the device tree. */
 381 static unsigned long htab_base;
 382 static unsigned long htab_size;
 383
 384 static struct property htab_base_prop = {
 385         .name = "linux,htab-base",
 386         .length = sizeof(unsigned long),
 387         .value = &htab_base,
 388 };
 389
 390 static struct property htab_size_prop = {
 391         .name = "linux,htab-size",
 392         .length = sizeof(unsigned long),
 393         .value = &htab_size,
 394 };
 395
 396 static int __init export_htab_values(void)
 397 {
 398         struct device_node *node;
 399
 400         /* On machines with no htab htab_address is NULL */
 401         if (!htab_address)
 402                 return -ENODEV;
 403
 404         node = of_find_node_by_path("/chosen");
 405         if (!node)
 406                 return -ENODEV;
 407
 408         /* remove any stale propertys so ours can be found */
 409         of_remove_property(node, of_find_property(node, htab_base_prop.name, NULL));
 410         of_remove_property(node, of_find_property(node, htab_size_prop.name, NULL));
 411
 412         htab_base = cpu_to_be64(__pa(htab_address));
 413         of_add_property(node, &htab_base_prop);
 414         htab_size = cpu_to_be64(htab_size_bytes);
 415         of_add_property(node, &htab_size_prop);
 416
 417         of_node_put(node);
 418         return 0;
 419 }
 420 late_initcall(export_htab_values);
 421 #endif /* CONFIG_PPC_STD_MMU_64 */