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