These changes are the raw update to linux-4.4.6-rt14. Kernel sources
[kvmfornfv.git] / kernel / arch / s390 / kernel / crash_dump.c
1 /*
2  * S390 kdump implementation
3  *
4  * Copyright IBM Corp. 2011
5  * Author(s): Michael Holzheu <holzheu@linux.vnet.ibm.com>
6  */
7
8 #include <linux/crash_dump.h>
9 #include <asm/lowcore.h>
10 #include <linux/kernel.h>
11 #include <linux/module.h>
12 #include <linux/gfp.h>
13 #include <linux/slab.h>
14 #include <linux/bootmem.h>
15 #include <linux/elf.h>
16 #include <linux/memblock.h>
17 #include <asm/os_info.h>
18 #include <asm/elf.h>
19 #include <asm/ipl.h>
20 #include <asm/sclp.h>
21
22 #define PTR_ADD(x, y) (((char *) (x)) + ((unsigned long) (y)))
23 #define PTR_SUB(x, y) (((char *) (x)) - ((unsigned long) (y)))
24 #define PTR_DIFF(x, y) ((unsigned long)(((char *) (x)) - ((unsigned long) (y))))
25
26 static struct memblock_region oldmem_region;
27
28 static struct memblock_type oldmem_type = {
29         .cnt = 1,
30         .max = 1,
31         .total_size = 0,
32         .regions = &oldmem_region,
33 };
34
35 struct dump_save_areas dump_save_areas;
36
37 /*
38  * Return physical address for virtual address
39  */
40 static inline void *load_real_addr(void *addr)
41 {
42         unsigned long real_addr;
43
44         asm volatile(
45                    "    lra     %0,0(%1)\n"
46                    "    jz      0f\n"
47                    "    la      %0,0\n"
48                    "0:"
49                    : "=a" (real_addr) : "a" (addr) : "cc");
50         return (void *)real_addr;
51 }
52
53 /*
54  * Copy real to virtual or real memory
55  */
56 static int copy_from_realmem(void *dest, void *src, size_t count)
57 {
58         unsigned long size;
59
60         if (!count)
61                 return 0;
62         if (!is_vmalloc_or_module_addr(dest))
63                 return memcpy_real(dest, src, count);
64         do {
65                 size = min(count, PAGE_SIZE - (__pa(dest) & ~PAGE_MASK));
66                 if (memcpy_real(load_real_addr(dest), src, size))
67                         return -EFAULT;
68                 count -= size;
69                 dest += size;
70                 src += size;
71         } while (count);
72         return 0;
73 }
74
75 /*
76  * Pointer to ELF header in new kernel
77  */
78 static void *elfcorehdr_newmem;
79
80 /*
81  * Copy one page from zfcpdump "oldmem"
82  *
83  * For pages below HSA size memory from the HSA is copied. Otherwise
84  * real memory copy is used.
85  */
86 static ssize_t copy_oldmem_page_zfcpdump(char *buf, size_t csize,
87                                          unsigned long src, int userbuf)
88 {
89         int rc;
90
91         if (src < sclp.hsa_size) {
92                 rc = memcpy_hsa(buf, src, csize, userbuf);
93         } else {
94                 if (userbuf)
95                         rc = copy_to_user_real((void __force __user *) buf,
96                                                (void *) src, csize);
97                 else
98                         rc = memcpy_real(buf, (void *) src, csize);
99         }
100         return rc ? rc : csize;
101 }
102
103 /*
104  * Copy one page from kdump "oldmem"
105  *
106  * For the kdump reserved memory this functions performs a swap operation:
107  *  - [OLDMEM_BASE - OLDMEM_BASE + OLDMEM_SIZE] is mapped to [0 - OLDMEM_SIZE].
108  *  - [0 - OLDMEM_SIZE] is mapped to [OLDMEM_BASE - OLDMEM_BASE + OLDMEM_SIZE]
109  */
110 static ssize_t copy_oldmem_page_kdump(char *buf, size_t csize,
111                                       unsigned long src, int userbuf)
112
113 {
114         int rc;
115
116         if (src < OLDMEM_SIZE)
117                 src += OLDMEM_BASE;
118         else if (src > OLDMEM_BASE &&
119                  src < OLDMEM_BASE + OLDMEM_SIZE)
120                 src -= OLDMEM_BASE;
121         if (userbuf)
122                 rc = copy_to_user_real((void __force __user *) buf,
123                                        (void *) src, csize);
124         else
125                 rc = copy_from_realmem(buf, (void *) src, csize);
126         return (rc == 0) ? rc : csize;
127 }
128
129 /*
130  * Copy one page from "oldmem"
131  */
132 ssize_t copy_oldmem_page(unsigned long pfn, char *buf, size_t csize,
133                          unsigned long offset, int userbuf)
134 {
135         unsigned long src;
136
137         if (!csize)
138                 return 0;
139         src = (pfn << PAGE_SHIFT) + offset;
140         if (OLDMEM_BASE)
141                 return copy_oldmem_page_kdump(buf, csize, src, userbuf);
142         else
143                 return copy_oldmem_page_zfcpdump(buf, csize, src, userbuf);
144 }
145
146 /*
147  * Remap "oldmem" for kdump
148  *
149  * For the kdump reserved memory this functions performs a swap operation:
150  * [0 - OLDMEM_SIZE] is mapped to [OLDMEM_BASE - OLDMEM_BASE + OLDMEM_SIZE]
151  */
152 static int remap_oldmem_pfn_range_kdump(struct vm_area_struct *vma,
153                                         unsigned long from, unsigned long pfn,
154                                         unsigned long size, pgprot_t prot)
155 {
156         unsigned long size_old;
157         int rc;
158
159         if (pfn < OLDMEM_SIZE >> PAGE_SHIFT) {
160                 size_old = min(size, OLDMEM_SIZE - (pfn << PAGE_SHIFT));
161                 rc = remap_pfn_range(vma, from,
162                                      pfn + (OLDMEM_BASE >> PAGE_SHIFT),
163                                      size_old, prot);
164                 if (rc || size == size_old)
165                         return rc;
166                 size -= size_old;
167                 from += size_old;
168                 pfn += size_old >> PAGE_SHIFT;
169         }
170         return remap_pfn_range(vma, from, pfn, size, prot);
171 }
172
173 /*
174  * Remap "oldmem" for zfcpdump
175  *
176  * We only map available memory above HSA size. Memory below HSA size
177  * is read on demand using the copy_oldmem_page() function.
178  */
179 static int remap_oldmem_pfn_range_zfcpdump(struct vm_area_struct *vma,
180                                            unsigned long from,
181                                            unsigned long pfn,
182                                            unsigned long size, pgprot_t prot)
183 {
184         unsigned long hsa_end = sclp.hsa_size;
185         unsigned long size_hsa;
186
187         if (pfn < hsa_end >> PAGE_SHIFT) {
188                 size_hsa = min(size, hsa_end - (pfn << PAGE_SHIFT));
189                 if (size == size_hsa)
190                         return 0;
191                 size -= size_hsa;
192                 from += size_hsa;
193                 pfn += size_hsa >> PAGE_SHIFT;
194         }
195         return remap_pfn_range(vma, from, pfn, size, prot);
196 }
197
198 /*
199  * Remap "oldmem" for kdump or zfcpdump
200  */
201 int remap_oldmem_pfn_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long from,
202                            unsigned long pfn, unsigned long size, pgprot_t prot)
203 {
204         if (OLDMEM_BASE)
205                 return remap_oldmem_pfn_range_kdump(vma, from, pfn, size, prot);
206         else
207                 return remap_oldmem_pfn_range_zfcpdump(vma, from, pfn, size,
208                                                        prot);
209 }
210
211 /*
212  * Copy memory from old kernel
213  */
214 int copy_from_oldmem(void *dest, void *src, size_t count)
215 {
216         unsigned long copied = 0;
217         int rc;
218
219         if (OLDMEM_BASE) {
220                 if ((unsigned long) src < OLDMEM_SIZE) {
221                         copied = min(count, OLDMEM_SIZE - (unsigned long) src);
222                         rc = copy_from_realmem(dest, src + OLDMEM_BASE, copied);
223                         if (rc)
224                                 return rc;
225                 }
226         } else {
227                 unsigned long hsa_end = sclp.hsa_size;
228                 if ((unsigned long) src < hsa_end) {
229                         copied = min(count, hsa_end - (unsigned long) src);
230                         rc = memcpy_hsa(dest, (unsigned long) src, copied, 0);
231                         if (rc)
232                                 return rc;
233                 }
234         }
235         return copy_from_realmem(dest + copied, src + copied, count - copied);
236 }
237
238 /*
239  * Alloc memory and panic in case of ENOMEM
240  */
241 static void *kzalloc_panic(int len)
242 {
243         void *rc;
244
245         rc = kzalloc(len, GFP_KERNEL);
246         if (!rc)
247                 panic("s390 kdump kzalloc (%d) failed", len);
248         return rc;
249 }
250
251 /*
252  * Initialize ELF note
253  */
254 static void *nt_init(void *buf, Elf64_Word type, void *desc, int d_len,
255                      const char *name)
256 {
257         Elf64_Nhdr *note;
258         u64 len;
259
260         note = (Elf64_Nhdr *)buf;
261         note->n_namesz = strlen(name) + 1;
262         note->n_descsz = d_len;
263         note->n_type = type;
264         len = sizeof(Elf64_Nhdr);
265
266         memcpy(buf + len, name, note->n_namesz);
267         len = roundup(len + note->n_namesz, 4);
268
269         memcpy(buf + len, desc, note->n_descsz);
270         len = roundup(len + note->n_descsz, 4);
271
272         return PTR_ADD(buf, len);
273 }
274
275 /*
276  * Initialize prstatus note
277  */
278 static void *nt_prstatus(void *ptr, struct save_area *sa)
279 {
280         struct elf_prstatus nt_prstatus;
281         static int cpu_nr = 1;
282
283         memset(&nt_prstatus, 0, sizeof(nt_prstatus));
284         memcpy(&nt_prstatus.pr_reg.gprs, sa->gp_regs, sizeof(sa->gp_regs));
285         memcpy(&nt_prstatus.pr_reg.psw, sa->psw, sizeof(sa->psw));
286         memcpy(&nt_prstatus.pr_reg.acrs, sa->acc_regs, sizeof(sa->acc_regs));
287         nt_prstatus.pr_pid = cpu_nr;
288         cpu_nr++;
289
290         return nt_init(ptr, NT_PRSTATUS, &nt_prstatus, sizeof(nt_prstatus),
291                          "CORE");
292 }
293
294 /*
295  * Initialize fpregset (floating point) note
296  */
297 static void *nt_fpregset(void *ptr, struct save_area *sa)
298 {
299         elf_fpregset_t nt_fpregset;
300
301         memset(&nt_fpregset, 0, sizeof(nt_fpregset));
302         memcpy(&nt_fpregset.fpc, &sa->fp_ctrl_reg, sizeof(sa->fp_ctrl_reg));
303         memcpy(&nt_fpregset.fprs, &sa->fp_regs, sizeof(sa->fp_regs));
304
305         return nt_init(ptr, NT_PRFPREG, &nt_fpregset, sizeof(nt_fpregset),
306                        "CORE");
307 }
308
309 /*
310  * Initialize timer note
311  */
312 static void *nt_s390_timer(void *ptr, struct save_area *sa)
313 {
314         return nt_init(ptr, NT_S390_TIMER, &sa->timer, sizeof(sa->timer),
315                          KEXEC_CORE_NOTE_NAME);
316 }
317
318 /*
319  * Initialize TOD clock comparator note
320  */
321 static void *nt_s390_tod_cmp(void *ptr, struct save_area *sa)
322 {
323         return nt_init(ptr, NT_S390_TODCMP, &sa->clk_cmp,
324                        sizeof(sa->clk_cmp), KEXEC_CORE_NOTE_NAME);
325 }
326
327 /*
328  * Initialize TOD programmable register note
329  */
330 static void *nt_s390_tod_preg(void *ptr, struct save_area *sa)
331 {
332         return nt_init(ptr, NT_S390_TODPREG, &sa->tod_reg,
333                        sizeof(sa->tod_reg), KEXEC_CORE_NOTE_NAME);
334 }
335
336 /*
337  * Initialize control register note
338  */
339 static void *nt_s390_ctrs(void *ptr, struct save_area *sa)
340 {
341         return nt_init(ptr, NT_S390_CTRS, &sa->ctrl_regs,
342                        sizeof(sa->ctrl_regs), KEXEC_CORE_NOTE_NAME);
343 }
344
345 /*
346  * Initialize prefix register note
347  */
348 static void *nt_s390_prefix(void *ptr, struct save_area *sa)
349 {
350         return nt_init(ptr, NT_S390_PREFIX, &sa->pref_reg,
351                          sizeof(sa->pref_reg), KEXEC_CORE_NOTE_NAME);
352 }
353
354 /*
355  * Initialize vxrs high note (full 128 bit VX registers 16-31)
356  */
357 static void *nt_s390_vx_high(void *ptr, __vector128 *vx_regs)
358 {
359         return nt_init(ptr, NT_S390_VXRS_HIGH, &vx_regs[16],
360                        16 * sizeof(__vector128), KEXEC_CORE_NOTE_NAME);
361 }
362
363 /*
364  * Initialize vxrs low note (lower halves of VX registers 0-15)
365  */
366 static void *nt_s390_vx_low(void *ptr, __vector128 *vx_regs)
367 {
368         Elf64_Nhdr *note;
369         u64 len;
370         int i;
371
372         note = (Elf64_Nhdr *)ptr;
373         note->n_namesz = strlen(KEXEC_CORE_NOTE_NAME) + 1;
374         note->n_descsz = 16 * 8;
375         note->n_type = NT_S390_VXRS_LOW;
376         len = sizeof(Elf64_Nhdr);
377
378         memcpy(ptr + len, KEXEC_CORE_NOTE_NAME, note->n_namesz);
379         len = roundup(len + note->n_namesz, 4);
380
381         ptr += len;
382         /* Copy lower halves of SIMD registers 0-15 */
383         for (i = 0; i < 16; i++) {
384                 memcpy(ptr, &vx_regs[i].u[2], 8);
385                 ptr += 8;
386         }
387         return ptr;
388 }
389
390 /*
391  * Fill ELF notes for one CPU with save area registers
392  */
393 void *fill_cpu_elf_notes(void *ptr, struct save_area *sa, __vector128 *vx_regs)
394 {
395         ptr = nt_prstatus(ptr, sa);
396         ptr = nt_fpregset(ptr, sa);
397         ptr = nt_s390_timer(ptr, sa);
398         ptr = nt_s390_tod_cmp(ptr, sa);
399         ptr = nt_s390_tod_preg(ptr, sa);
400         ptr = nt_s390_ctrs(ptr, sa);
401         ptr = nt_s390_prefix(ptr, sa);
402         if (MACHINE_HAS_VX && vx_regs) {
403                 ptr = nt_s390_vx_low(ptr, vx_regs);
404                 ptr = nt_s390_vx_high(ptr, vx_regs);
405         }
406         return ptr;
407 }
408
409 /*
410  * Initialize prpsinfo note (new kernel)
411  */
412 static void *nt_prpsinfo(void *ptr)
413 {
414         struct elf_prpsinfo prpsinfo;
415
416         memset(&prpsinfo, 0, sizeof(prpsinfo));
417         prpsinfo.pr_sname = 'R';
418         strcpy(prpsinfo.pr_fname, "vmlinux");
419         return nt_init(ptr, NT_PRPSINFO, &prpsinfo, sizeof(prpsinfo),
420                        KEXEC_CORE_NOTE_NAME);
421 }
422
423 /*
424  * Get vmcoreinfo using lowcore->vmcore_info (new kernel)
425  */
426 static void *get_vmcoreinfo_old(unsigned long *size)
427 {
428         char nt_name[11], *vmcoreinfo;
429         Elf64_Nhdr note;
430         void *addr;
431
432         if (copy_from_oldmem(&addr, &S390_lowcore.vmcore_info, sizeof(addr)))
433                 return NULL;
434         memset(nt_name, 0, sizeof(nt_name));
435         if (copy_from_oldmem(&note, addr, sizeof(note)))
436                 return NULL;
437         if (copy_from_oldmem(nt_name, addr + sizeof(note), sizeof(nt_name) - 1))
438                 return NULL;
439         if (strcmp(nt_name, "VMCOREINFO") != 0)
440                 return NULL;
441         vmcoreinfo = kzalloc_panic(note.n_descsz);
442         if (copy_from_oldmem(vmcoreinfo, addr + 24, note.n_descsz))
443                 return NULL;
444         *size = note.n_descsz;
445         return vmcoreinfo;
446 }
447
448 /*
449  * Initialize vmcoreinfo note (new kernel)
450  */
451 static void *nt_vmcoreinfo(void *ptr)
452 {
453         unsigned long size;
454         void *vmcoreinfo;
455
456         vmcoreinfo = os_info_old_entry(OS_INFO_VMCOREINFO, &size);
457         if (!vmcoreinfo)
458                 vmcoreinfo = get_vmcoreinfo_old(&size);
459         if (!vmcoreinfo)
460                 return ptr;
461         return nt_init(ptr, 0, vmcoreinfo, size, "VMCOREINFO");
462 }
463
464 /*
465  * Initialize ELF header (new kernel)
466  */
467 static void *ehdr_init(Elf64_Ehdr *ehdr, int mem_chunk_cnt)
468 {
469         memset(ehdr, 0, sizeof(*ehdr));
470         memcpy(ehdr->e_ident, ELFMAG, SELFMAG);
471         ehdr->e_ident[EI_CLASS] = ELFCLASS64;
472         ehdr->e_ident[EI_DATA] = ELFDATA2MSB;
473         ehdr->e_ident[EI_VERSION] = EV_CURRENT;
474         memset(ehdr->e_ident + EI_PAD, 0, EI_NIDENT - EI_PAD);
475         ehdr->e_type = ET_CORE;
476         ehdr->e_machine = EM_S390;
477         ehdr->e_version = EV_CURRENT;
478         ehdr->e_phoff = sizeof(Elf64_Ehdr);
479         ehdr->e_ehsize = sizeof(Elf64_Ehdr);
480         ehdr->e_phentsize = sizeof(Elf64_Phdr);
481         ehdr->e_phnum = mem_chunk_cnt + 1;
482         return ehdr + 1;
483 }
484
485 /*
486  * Return CPU count for ELF header (new kernel)
487  */
488 static int get_cpu_cnt(void)
489 {
490         int i, cpus = 0;
491
492         for (i = 0; i < dump_save_areas.count; i++) {
493                 if (dump_save_areas.areas[i]->sa.pref_reg == 0)
494                         continue;
495                 cpus++;
496         }
497         return cpus;
498 }
499
500 /*
501  * Return memory chunk count for ELF header (new kernel)
502  */
503 static int get_mem_chunk_cnt(void)
504 {
505         int cnt = 0;
506         u64 idx;
507
508         for_each_mem_range(idx, &memblock.physmem, &oldmem_type, NUMA_NO_NODE,
509                            MEMBLOCK_NONE, NULL, NULL, NULL)
510                 cnt++;
511         return cnt;
512 }
513
514 /*
515  * Initialize ELF loads (new kernel)
516  */
517 static void loads_init(Elf64_Phdr *phdr, u64 loads_offset)
518 {
519         phys_addr_t start, end;
520         u64 idx;
521
522         for_each_mem_range(idx, &memblock.physmem, &oldmem_type, NUMA_NO_NODE,
523                            MEMBLOCK_NONE, &start, &end, NULL) {
524                 phdr->p_filesz = end - start;
525                 phdr->p_type = PT_LOAD;
526                 phdr->p_offset = start;
527                 phdr->p_vaddr = start;
528                 phdr->p_paddr = start;
529                 phdr->p_memsz = end - start;
530                 phdr->p_flags = PF_R | PF_W | PF_X;
531                 phdr->p_align = PAGE_SIZE;
532                 phdr++;
533         }
534 }
535
536 /*
537  * Initialize notes (new kernel)
538  */
539 static void *notes_init(Elf64_Phdr *phdr, void *ptr, u64 notes_offset)
540 {
541         struct save_area_ext *sa_ext;
542         void *ptr_start = ptr;
543         int i;
544
545         ptr = nt_prpsinfo(ptr);
546
547         for (i = 0; i < dump_save_areas.count; i++) {
548                 sa_ext = dump_save_areas.areas[i];
549                 if (sa_ext->sa.pref_reg == 0)
550                         continue;
551                 ptr = fill_cpu_elf_notes(ptr, &sa_ext->sa, sa_ext->vx_regs);
552         }
553         ptr = nt_vmcoreinfo(ptr);
554         memset(phdr, 0, sizeof(*phdr));
555         phdr->p_type = PT_NOTE;
556         phdr->p_offset = notes_offset;
557         phdr->p_filesz = (unsigned long) PTR_SUB(ptr, ptr_start);
558         phdr->p_memsz = phdr->p_filesz;
559         return ptr;
560 }
561
562 /*
563  * Create ELF core header (new kernel)
564  */
565 int elfcorehdr_alloc(unsigned long long *addr, unsigned long long *size)
566 {
567         Elf64_Phdr *phdr_notes, *phdr_loads;
568         int mem_chunk_cnt;
569         void *ptr, *hdr;
570         u32 alloc_size;
571         u64 hdr_off;
572
573         /* If we are not in kdump or zfcpdump mode return */
574         if (!OLDMEM_BASE && ipl_info.type != IPL_TYPE_FCP_DUMP)
575                 return 0;
576         /* If elfcorehdr= has been passed via cmdline, we use that one */
577         if (elfcorehdr_addr != ELFCORE_ADDR_MAX)
578                 return 0;
579         /* If we cannot get HSA size for zfcpdump return error */
580         if (ipl_info.type == IPL_TYPE_FCP_DUMP && !sclp.hsa_size)
581                 return -ENODEV;
582
583         /* For kdump, exclude previous crashkernel memory */
584         if (OLDMEM_BASE) {
585                 oldmem_region.base = OLDMEM_BASE;
586                 oldmem_region.size = OLDMEM_SIZE;
587                 oldmem_type.total_size = OLDMEM_SIZE;
588         }
589
590         mem_chunk_cnt = get_mem_chunk_cnt();
591
592         alloc_size = 0x1000 + get_cpu_cnt() * 0x4a0 +
593                 mem_chunk_cnt * sizeof(Elf64_Phdr);
594         hdr = kzalloc_panic(alloc_size);
595         /* Init elf header */
596         ptr = ehdr_init(hdr, mem_chunk_cnt);
597         /* Init program headers */
598         phdr_notes = ptr;
599         ptr = PTR_ADD(ptr, sizeof(Elf64_Phdr));
600         phdr_loads = ptr;
601         ptr = PTR_ADD(ptr, sizeof(Elf64_Phdr) * mem_chunk_cnt);
602         /* Init notes */
603         hdr_off = PTR_DIFF(ptr, hdr);
604         ptr = notes_init(phdr_notes, ptr, ((unsigned long) hdr) + hdr_off);
605         /* Init loads */
606         hdr_off = PTR_DIFF(ptr, hdr);
607         loads_init(phdr_loads, hdr_off);
608         *addr = (unsigned long long) hdr;
609         elfcorehdr_newmem = hdr;
610         *size = (unsigned long long) hdr_off;
611         BUG_ON(elfcorehdr_size > alloc_size);
612         return 0;
613 }
614
615 /*
616  * Free ELF core header (new kernel)
617  */
618 void elfcorehdr_free(unsigned long long addr)
619 {
620         if (!elfcorehdr_newmem)
621                 return;
622         kfree((void *)(unsigned long)addr);
623 }
624
625 /*
626  * Read from ELF header
627  */
628 ssize_t elfcorehdr_read(char *buf, size_t count, u64 *ppos)
629 {
630         void *src = (void *)(unsigned long)*ppos;
631
632         src = elfcorehdr_newmem ? src : src - OLDMEM_BASE;
633         memcpy(buf, src, count);
634         *ppos += count;
635         return count;
636 }
637
638 /*
639  * Read from ELF notes data
640  */
641 ssize_t elfcorehdr_read_notes(char *buf, size_t count, u64 *ppos)
642 {
643         void *src = (void *)(unsigned long)*ppos;
644         int rc;
645
646         if (elfcorehdr_newmem) {
647                 memcpy(buf, src, count);
648         } else {
649                 rc = copy_from_oldmem(buf, src, count);
650                 if (rc)
651                         return rc;
652         }
653         *ppos += count;
654         return count;
655 }