x86/kexec: Remove obsolete 'in_crash_kexec' flag
[karo-tx-linux.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/module.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/vmalloc.h>
26
27 #include <asm/processor.h>
28 #include <asm/hardirq.h>
29 #include <asm/nmi.h>
30 #include <asm/hw_irq.h>
31 #include <asm/apic.h>
32 #include <asm/io_apic.h>
33 #include <asm/hpet.h>
34 #include <linux/kdebug.h>
35 #include <asm/cpu.h>
36 #include <asm/reboot.h>
37 #include <asm/virtext.h>
38
39 /* Alignment required for elf header segment */
40 #define ELF_CORE_HEADER_ALIGN   4096
41
42 /* This primarily represents number of split ranges due to exclusion */
43 #define CRASH_MAX_RANGES        16
44
45 struct crash_mem_range {
46         u64 start, end;
47 };
48
49 struct crash_mem {
50         unsigned int nr_ranges;
51         struct crash_mem_range ranges[CRASH_MAX_RANGES];
52 };
53
54 /* Misc data about ram ranges needed to prepare elf headers */
55 struct crash_elf_data {
56         struct kimage *image;
57         /*
58          * Total number of ram ranges we have after various adjustments for
59          * GART, crash reserved region etc.
60          */
61         unsigned int max_nr_ranges;
62         unsigned long gart_start, gart_end;
63
64         /* Pointer to elf header */
65         void *ehdr;
66         /* Pointer to next phdr */
67         void *bufp;
68         struct crash_mem mem;
69 };
70
71 /* Used while preparing memory map entries for second kernel */
72 struct crash_memmap_data {
73         struct boot_params *params;
74         /* Type of memory */
75         unsigned int type;
76 };
77
78 /*
79  * This is used to VMCLEAR all VMCSs loaded on the
80  * processor. And when loading kvm_intel module, the
81  * callback function pointer will be assigned.
82  *
83  * protected by rcu.
84  */
85 crash_vmclear_fn __rcu *crash_vmclear_loaded_vmcss = NULL;
86 EXPORT_SYMBOL_GPL(crash_vmclear_loaded_vmcss);
87 unsigned long crash_zero_bytes;
88
89 static inline void cpu_crash_vmclear_loaded_vmcss(void)
90 {
91         crash_vmclear_fn *do_vmclear_operation = NULL;
92
93         rcu_read_lock();
94         do_vmclear_operation = rcu_dereference(crash_vmclear_loaded_vmcss);
95         if (do_vmclear_operation)
96                 do_vmclear_operation();
97         rcu_read_unlock();
98 }
99
100 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_X86_LOCAL_APIC)
101
102 static void kdump_nmi_callback(int cpu, struct pt_regs *regs)
103 {
104 #ifdef CONFIG_X86_32
105         struct pt_regs fixed_regs;
106
107         if (!user_mode(regs)) {
108                 crash_fixup_ss_esp(&fixed_regs, regs);
109                 regs = &fixed_regs;
110         }
111 #endif
112         crash_save_cpu(regs, cpu);
113
114         /*
115          * VMCLEAR VMCSs loaded on all cpus if needed.
116          */
117         cpu_crash_vmclear_loaded_vmcss();
118
119         /* Disable VMX or SVM if needed.
120          *
121          * We need to disable virtualization on all CPUs.
122          * Having VMX or SVM enabled on any CPU may break rebooting
123          * after the kdump kernel has finished its task.
124          */
125         cpu_emergency_vmxoff();
126         cpu_emergency_svm_disable();
127
128         disable_local_APIC();
129 }
130
131 static void kdump_nmi_shootdown_cpus(void)
132 {
133         nmi_shootdown_cpus(kdump_nmi_callback);
134
135         disable_local_APIC();
136 }
137
138 #else
139 static void kdump_nmi_shootdown_cpus(void)
140 {
141         /* There are no cpus to shootdown */
142 }
143 #endif
144
145 void native_machine_crash_shutdown(struct pt_regs *regs)
146 {
147         /* This function is only called after the system
148          * has panicked or is otherwise in a critical state.
149          * The minimum amount of code to allow a kexec'd kernel
150          * to run successfully needs to happen here.
151          *
152          * In practice this means shooting down the other cpus in
153          * an SMP system.
154          */
155         /* The kernel is broken so disable interrupts */
156         local_irq_disable();
157
158         kdump_nmi_shootdown_cpus();
159
160         /*
161          * VMCLEAR VMCSs loaded on this cpu if needed.
162          */
163         cpu_crash_vmclear_loaded_vmcss();
164
165         /* Booting kdump kernel with VMX or SVM enabled won't work,
166          * because (among other limitations) we can't disable paging
167          * with the virt flags.
168          */
169         cpu_emergency_vmxoff();
170         cpu_emergency_svm_disable();
171
172 #ifdef CONFIG_X86_IO_APIC
173         /* Prevent crash_kexec() from deadlocking on ioapic_lock. */
174         ioapic_zap_locks();
175         disable_IO_APIC();
176 #endif
177         lapic_shutdown();
178 #ifdef CONFIG_HPET_TIMER
179         hpet_disable();
180 #endif
181         crash_save_cpu(regs, safe_smp_processor_id());
182 }
183
184 #ifdef CONFIG_KEXEC_FILE
185 static int get_nr_ram_ranges_callback(u64 start, u64 end, void *arg)
186 {
187         unsigned int *nr_ranges = arg;
188
189         (*nr_ranges)++;
190         return 0;
191 }
192
193 static int get_gart_ranges_callback(u64 start, u64 end, void *arg)
194 {
195         struct crash_elf_data *ced = arg;
196
197         ced->gart_start = start;
198         ced->gart_end = end;
199
200         /* Not expecting more than 1 gart aperture */
201         return 1;
202 }
203
204
205 /* Gather all the required information to prepare elf headers for ram regions */
206 static void fill_up_crash_elf_data(struct crash_elf_data *ced,
207                                    struct kimage *image)
208 {
209         unsigned int nr_ranges = 0;
210
211         ced->image = image;
212
213         walk_system_ram_res(0, -1, &nr_ranges,
214                                 get_nr_ram_ranges_callback);
215
216         ced->max_nr_ranges = nr_ranges;
217
218         /*
219          * We don't create ELF headers for GART aperture as an attempt
220          * to dump this memory in second kernel leads to hang/crash.
221          * If gart aperture is present, one needs to exclude that region
222          * and that could lead to need of extra phdr.
223          */
224         walk_iomem_res("GART", IORESOURCE_MEM, 0, -1,
225                                 ced, get_gart_ranges_callback);
226
227         /*
228          * If we have gart region, excluding that could potentially split
229          * a memory range, resulting in extra header. Account for  that.
230          */
231         if (ced->gart_end)
232                 ced->max_nr_ranges++;
233
234         /* Exclusion of crash region could split memory ranges */
235         ced->max_nr_ranges++;
236
237         /* If crashk_low_res is not 0, another range split possible */
238         if (crashk_low_res.end)
239                 ced->max_nr_ranges++;
240 }
241
242 static int exclude_mem_range(struct crash_mem *mem,
243                 unsigned long long mstart, unsigned long long mend)
244 {
245         int i, j;
246         unsigned long long start, end;
247         struct crash_mem_range temp_range = {0, 0};
248
249         for (i = 0; i < mem->nr_ranges; i++) {
250                 start = mem->ranges[i].start;
251                 end = mem->ranges[i].end;
252
253                 if (mstart > end || mend < start)
254                         continue;
255
256                 /* Truncate any area outside of range */
257                 if (mstart < start)
258                         mstart = start;
259                 if (mend > end)
260                         mend = end;
261
262                 /* Found completely overlapping range */
263                 if (mstart == start && mend == end) {
264                         mem->ranges[i].start = 0;
265                         mem->ranges[i].end = 0;
266                         if (i < mem->nr_ranges - 1) {
267                                 /* Shift rest of the ranges to left */
268                                 for (j = i; j < mem->nr_ranges - 1; j++) {
269                                         mem->ranges[j].start =
270                                                 mem->ranges[j+1].start;
271                                         mem->ranges[j].end =
272                                                         mem->ranges[j+1].end;
273                                 }
274                         }
275                         mem->nr_ranges--;
276                         return 0;
277                 }
278
279                 if (mstart > start && mend < end) {
280                         /* Split original range */
281                         mem->ranges[i].end = mstart - 1;
282                         temp_range.start = mend + 1;
283                         temp_range.end = end;
284                 } else if (mstart != start)
285                         mem->ranges[i].end = mstart - 1;
286                 else
287                         mem->ranges[i].start = mend + 1;
288                 break;
289         }
290
291         /* If a split happend, add the split to array */
292         if (!temp_range.end)
293                 return 0;
294
295         /* Split happened */
296         if (i == CRASH_MAX_RANGES - 1) {
297                 pr_err("Too many crash ranges after split\n");
298                 return -ENOMEM;
299         }
300
301         /* Location where new range should go */
302         j = i + 1;
303         if (j < mem->nr_ranges) {
304                 /* Move over all ranges one slot towards the end */
305                 for (i = mem->nr_ranges - 1; i >= j; i--)
306                         mem->ranges[i + 1] = mem->ranges[i];
307         }
308
309         mem->ranges[j].start = temp_range.start;
310         mem->ranges[j].end = temp_range.end;
311         mem->nr_ranges++;
312         return 0;
313 }
314
315 /*
316  * Look for any unwanted ranges between mstart, mend and remove them. This
317  * might lead to split and split ranges are put in ced->mem.ranges[] array
318  */
319 static int elf_header_exclude_ranges(struct crash_elf_data *ced,
320                 unsigned long long mstart, unsigned long long mend)
321 {
322         struct crash_mem *cmem = &ced->mem;
323         int ret = 0;
324
325         memset(cmem->ranges, 0, sizeof(cmem->ranges));
326
327         cmem->ranges[0].start = mstart;
328         cmem->ranges[0].end = mend;
329         cmem->nr_ranges = 1;
330
331         /* Exclude crashkernel region */
332         ret = exclude_mem_range(cmem, crashk_res.start, crashk_res.end);
333         if (ret)
334                 return ret;
335
336         if (crashk_low_res.end) {
337                 ret = exclude_mem_range(cmem, crashk_low_res.start, crashk_low_res.end);
338                 if (ret)
339                         return ret;
340         }
341
342         /* Exclude GART region */
343         if (ced->gart_end) {
344                 ret = exclude_mem_range(cmem, ced->gart_start, ced->gart_end);
345                 if (ret)
346                         return ret;
347         }
348
349         return ret;
350 }
351
352 static int prepare_elf64_ram_headers_callback(u64 start, u64 end, void *arg)
353 {
354         struct crash_elf_data *ced = arg;
355         Elf64_Ehdr *ehdr;
356         Elf64_Phdr *phdr;
357         unsigned long mstart, mend;
358         struct kimage *image = ced->image;
359         struct crash_mem *cmem;
360         int ret, i;
361
362         ehdr = ced->ehdr;
363
364         /* Exclude unwanted mem ranges */
365         ret = elf_header_exclude_ranges(ced, start, end);
366         if (ret)
367                 return ret;
368
369         /* Go through all the ranges in ced->mem.ranges[] and prepare phdr */
370         cmem = &ced->mem;
371
372         for (i = 0; i < cmem->nr_ranges; i++) {
373                 mstart = cmem->ranges[i].start;
374                 mend = cmem->ranges[i].end;
375
376                 phdr = ced->bufp;
377                 ced->bufp += sizeof(Elf64_Phdr);
378
379                 phdr->p_type = PT_LOAD;
380                 phdr->p_flags = PF_R|PF_W|PF_X;
381                 phdr->p_offset  = mstart;
382
383                 /*
384                  * If a range matches backup region, adjust offset to backup
385                  * segment.
386                  */
387                 if (mstart == image->arch.backup_src_start &&
388                     (mend - mstart + 1) == image->arch.backup_src_sz)
389                         phdr->p_offset = image->arch.backup_load_addr;
390
391                 phdr->p_paddr = mstart;
392                 phdr->p_vaddr = (unsigned long long) __va(mstart);
393                 phdr->p_filesz = phdr->p_memsz = mend - mstart + 1;
394                 phdr->p_align = 0;
395                 ehdr->e_phnum++;
396                 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",
397                         phdr, phdr->p_vaddr, phdr->p_paddr, phdr->p_filesz,
398                         ehdr->e_phnum, phdr->p_offset);
399         }
400
401         return ret;
402 }
403
404 static int prepare_elf64_headers(struct crash_elf_data *ced,
405                 void **addr, unsigned long *sz)
406 {
407         Elf64_Ehdr *ehdr;
408         Elf64_Phdr *phdr;
409         unsigned long nr_cpus = num_possible_cpus(), nr_phdr, elf_sz;
410         unsigned char *buf, *bufp;
411         unsigned int cpu;
412         unsigned long long notes_addr;
413         int ret;
414
415         /* extra phdr for vmcoreinfo elf note */
416         nr_phdr = nr_cpus + 1;
417         nr_phdr += ced->max_nr_ranges;
418
419         /*
420          * kexec-tools creates an extra PT_LOAD phdr for kernel text mapping
421          * area on x86_64 (ffffffff80000000 - ffffffffa0000000).
422          * I think this is required by tools like gdb. So same physical
423          * memory will be mapped in two elf headers. One will contain kernel
424          * text virtual addresses and other will have __va(physical) addresses.
425          */
426
427         nr_phdr++;
428         elf_sz = sizeof(Elf64_Ehdr) + nr_phdr * sizeof(Elf64_Phdr);
429         elf_sz = ALIGN(elf_sz, ELF_CORE_HEADER_ALIGN);
430
431         buf = vzalloc(elf_sz);
432         if (!buf)
433                 return -ENOMEM;
434
435         bufp = buf;
436         ehdr = (Elf64_Ehdr *)bufp;
437         bufp += sizeof(Elf64_Ehdr);
438         memcpy(ehdr->e_ident, ELFMAG, SELFMAG);
439         ehdr->e_ident[EI_CLASS] = ELFCLASS64;
440         ehdr->e_ident[EI_DATA] = ELFDATA2LSB;
441         ehdr->e_ident[EI_VERSION] = EV_CURRENT;
442         ehdr->e_ident[EI_OSABI] = ELF_OSABI;
443         memset(ehdr->e_ident + EI_PAD, 0, EI_NIDENT - EI_PAD);
444         ehdr->e_type = ET_CORE;
445         ehdr->e_machine = ELF_ARCH;
446         ehdr->e_version = EV_CURRENT;
447         ehdr->e_phoff = sizeof(Elf64_Ehdr);
448         ehdr->e_ehsize = sizeof(Elf64_Ehdr);
449         ehdr->e_phentsize = sizeof(Elf64_Phdr);
450
451         /* Prepare one phdr of type PT_NOTE for each present cpu */
452         for_each_present_cpu(cpu) {
453                 phdr = (Elf64_Phdr *)bufp;
454                 bufp += sizeof(Elf64_Phdr);
455                 phdr->p_type = PT_NOTE;
456                 notes_addr = per_cpu_ptr_to_phys(per_cpu_ptr(crash_notes, cpu));
457                 phdr->p_offset = phdr->p_paddr = notes_addr;
458                 phdr->p_filesz = phdr->p_memsz = sizeof(note_buf_t);
459                 (ehdr->e_phnum)++;
460         }
461
462         /* Prepare one PT_NOTE header for vmcoreinfo */
463         phdr = (Elf64_Phdr *)bufp;
464         bufp += sizeof(Elf64_Phdr);
465         phdr->p_type = PT_NOTE;
466         phdr->p_offset = phdr->p_paddr = paddr_vmcoreinfo_note();
467         phdr->p_filesz = phdr->p_memsz = sizeof(vmcoreinfo_note);
468         (ehdr->e_phnum)++;
469
470 #ifdef CONFIG_X86_64
471         /* Prepare PT_LOAD type program header for kernel text region */
472         phdr = (Elf64_Phdr *)bufp;
473         bufp += sizeof(Elf64_Phdr);
474         phdr->p_type = PT_LOAD;
475         phdr->p_flags = PF_R|PF_W|PF_X;
476         phdr->p_vaddr = (Elf64_Addr)_text;
477         phdr->p_filesz = phdr->p_memsz = _end - _text;
478         phdr->p_offset = phdr->p_paddr = __pa_symbol(_text);
479         (ehdr->e_phnum)++;
480 #endif
481
482         /* Prepare PT_LOAD headers for system ram chunks. */
483         ced->ehdr = ehdr;
484         ced->bufp = bufp;
485         ret = walk_system_ram_res(0, -1, ced,
486                         prepare_elf64_ram_headers_callback);
487         if (ret < 0)
488                 return ret;
489
490         *addr = buf;
491         *sz = elf_sz;
492         return 0;
493 }
494
495 /* Prepare elf headers. Return addr and size */
496 static int prepare_elf_headers(struct kimage *image, void **addr,
497                                         unsigned long *sz)
498 {
499         struct crash_elf_data *ced;
500         int ret;
501
502         ced = kzalloc(sizeof(*ced), GFP_KERNEL);
503         if (!ced)
504                 return -ENOMEM;
505
506         fill_up_crash_elf_data(ced, image);
507
508         /* By default prepare 64bit headers */
509         ret =  prepare_elf64_headers(ced, addr, sz);
510         kfree(ced);
511         return ret;
512 }
513
514 static int add_e820_entry(struct boot_params *params, struct e820entry *entry)
515 {
516         unsigned int nr_e820_entries;
517
518         nr_e820_entries = params->e820_entries;
519         if (nr_e820_entries >= E820MAX)
520                 return 1;
521
522         memcpy(&params->e820_map[nr_e820_entries], entry,
523                         sizeof(struct e820entry));
524         params->e820_entries++;
525         return 0;
526 }
527
528 static int memmap_entry_callback(u64 start, u64 end, void *arg)
529 {
530         struct crash_memmap_data *cmd = arg;
531         struct boot_params *params = cmd->params;
532         struct e820entry ei;
533
534         ei.addr = start;
535         ei.size = end - start + 1;
536         ei.type = cmd->type;
537         add_e820_entry(params, &ei);
538
539         return 0;
540 }
541
542 static int memmap_exclude_ranges(struct kimage *image, struct crash_mem *cmem,
543                                  unsigned long long mstart,
544                                  unsigned long long mend)
545 {
546         unsigned long start, end;
547         int ret = 0;
548
549         cmem->ranges[0].start = mstart;
550         cmem->ranges[0].end = mend;
551         cmem->nr_ranges = 1;
552
553         /* Exclude Backup region */
554         start = image->arch.backup_load_addr;
555         end = start + image->arch.backup_src_sz - 1;
556         ret = exclude_mem_range(cmem, start, end);
557         if (ret)
558                 return ret;
559
560         /* Exclude elf header region */
561         start = image->arch.elf_load_addr;
562         end = start + image->arch.elf_headers_sz - 1;
563         return exclude_mem_range(cmem, start, end);
564 }
565
566 /* Prepare memory map for crash dump kernel */
567 int crash_setup_memmap_entries(struct kimage *image, struct boot_params *params)
568 {
569         int i, ret = 0;
570         unsigned long flags;
571         struct e820entry ei;
572         struct crash_memmap_data cmd;
573         struct crash_mem *cmem;
574
575         cmem = vzalloc(sizeof(struct crash_mem));
576         if (!cmem)
577                 return -ENOMEM;
578
579         memset(&cmd, 0, sizeof(struct crash_memmap_data));
580         cmd.params = params;
581
582         /* Add first 640K segment */
583         ei.addr = image->arch.backup_src_start;
584         ei.size = image->arch.backup_src_sz;
585         ei.type = E820_RAM;
586         add_e820_entry(params, &ei);
587
588         /* Add ACPI tables */
589         cmd.type = E820_ACPI;
590         flags = IORESOURCE_MEM | IORESOURCE_BUSY;
591         walk_iomem_res("ACPI Tables", flags, 0, -1, &cmd,
592                        memmap_entry_callback);
593
594         /* Add ACPI Non-volatile Storage */
595         cmd.type = E820_NVS;
596         walk_iomem_res("ACPI Non-volatile Storage", flags, 0, -1, &cmd,
597                         memmap_entry_callback);
598
599         /* Add crashk_low_res region */
600         if (crashk_low_res.end) {
601                 ei.addr = crashk_low_res.start;
602                 ei.size = crashk_low_res.end - crashk_low_res.start + 1;
603                 ei.type = E820_RAM;
604                 add_e820_entry(params, &ei);
605         }
606
607         /* Exclude some ranges from crashk_res and add rest to memmap */
608         ret = memmap_exclude_ranges(image, cmem, crashk_res.start,
609                                                 crashk_res.end);
610         if (ret)
611                 goto out;
612
613         for (i = 0; i < cmem->nr_ranges; i++) {
614                 ei.size = cmem->ranges[i].end - cmem->ranges[i].start + 1;
615
616                 /* If entry is less than a page, skip it */
617                 if (ei.size < PAGE_SIZE)
618                         continue;
619                 ei.addr = cmem->ranges[i].start;
620                 ei.type = E820_RAM;
621                 add_e820_entry(params, &ei);
622         }
623
624 out:
625         vfree(cmem);
626         return ret;
627 }
628
629 static int determine_backup_region(u64 start, u64 end, void *arg)
630 {
631         struct kimage *image = arg;
632
633         image->arch.backup_src_start = start;
634         image->arch.backup_src_sz = end - start + 1;
635
636         /* Expecting only one range for backup region */
637         return 1;
638 }
639
640 int crash_load_segments(struct kimage *image)
641 {
642         unsigned long src_start, src_sz, elf_sz;
643         void *elf_addr;
644         int ret;
645
646         /*
647          * Determine and load a segment for backup area. First 640K RAM
648          * region is backup source
649          */
650
651         ret = walk_system_ram_res(KEXEC_BACKUP_SRC_START, KEXEC_BACKUP_SRC_END,
652                                 image, determine_backup_region);
653
654         /* Zero or postive return values are ok */
655         if (ret < 0)
656                 return ret;
657
658         src_start = image->arch.backup_src_start;
659         src_sz = image->arch.backup_src_sz;
660
661         /* Add backup segment. */
662         if (src_sz) {
663                 /*
664                  * Ideally there is no source for backup segment. This is
665                  * copied in purgatory after crash. Just add a zero filled
666                  * segment for now to make sure checksum logic works fine.
667                  */
668                 ret = kexec_add_buffer(image, (char *)&crash_zero_bytes,
669                                        sizeof(crash_zero_bytes), src_sz,
670                                        PAGE_SIZE, 0, -1, 0,
671                                        &image->arch.backup_load_addr);
672                 if (ret)
673                         return ret;
674                 pr_debug("Loaded backup region at 0x%lx backup_start=0x%lx memsz=0x%lx\n",
675                          image->arch.backup_load_addr, src_start, src_sz);
676         }
677
678         /* Prepare elf headers and add a segment */
679         ret = prepare_elf_headers(image, &elf_addr, &elf_sz);
680         if (ret)
681                 return ret;
682
683         image->arch.elf_headers = elf_addr;
684         image->arch.elf_headers_sz = elf_sz;
685
686         ret = kexec_add_buffer(image, (char *)elf_addr, elf_sz, elf_sz,
687                         ELF_CORE_HEADER_ALIGN, 0, -1, 0,
688                         &image->arch.elf_load_addr);
689         if (ret) {
690                 vfree((void *)image->arch.elf_headers);
691                 return ret;
692         }
693         pr_debug("Loaded ELF headers at 0x%lx bufsz=0x%lx memsz=0x%lx\n",
694                  image->arch.elf_load_addr, elf_sz, elf_sz);
695
696         return ret;
697 }
698 #endif /* CONFIG_KEXEC_FILE */