sys/platform/pc64/x86_64/minidump_machdep.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2006 Peter Wemm
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  *
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  16  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  17  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  19  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  20  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  21  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  22  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  23  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  24  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  * $FreeBSD: src/sys/amd64/amd64/minidump_machdep.c,v 1.10 2009/05/29 21:27:12 jamie Exp $
  27  */
  28
  29 #include <sys/param.h>
  30 #include <sys/systm.h>
  31 #include <sys/conf.h>
  32 #include <sys/cons.h>
  33 #include <sys/device.h>
  34 #include <sys/globaldata.h>
  35 #include <sys/kernel.h>
  36 #include <sys/kerneldump.h>
  37 #include <sys/msgbuf.h>
  38 #include <vm/vm.h>
  39 #include <vm/vm_kern.h>
  40 #include <vm/pmap.h>
  41 #include <machine/atomic.h>
  42 #include <machine/elf.h>
  43 #include <machine/globaldata.h>
  44 #include <machine/md_var.h>
  45 #include <machine/vmparam.h>
  46 #include <machine/minidump.h>
  47
  48 CTASSERT(sizeof(struct kerneldumpheader) == 512);
  49
  50 /*
  51  * Don't touch the first SIZEOF_METADATA bytes on the dump device. This
  52  * is to protect us from metadata and to protect metadata from us.
  53  */
  54 #define SIZEOF_METADATA         (64*1024)
  55
  56 #define MD_ALIGN(x)     (((off_t)(x) + PAGE_MASK) & ~PAGE_MASK)
  57 #define DEV_ALIGN(x)    (((off_t)(x) + (DEV_BSIZE-1)) & ~(DEV_BSIZE-1))
  58
  59 extern uint64_t KPDPphys;
  60
  61 uint64_t *vm_page_dump;
  62 int vm_page_dump_size;
  63
  64 static struct kerneldumpheader kdh;
  65 static off_t dumplo;
  66
  67 /* Handle chunked writes. */
  68 static size_t fragsz;
  69 static void *dump_va;
  70 static size_t counter, progress;
  71
  72 CTASSERT(sizeof(*vm_page_dump) == 8);
  73
  74 static int
  75 is_dumpable(vm_paddr_t pa)
  76 {
  77         int i;
  78
  79         for (i = 0; dump_avail[i] != 0 || dump_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
  80                 if (pa >= dump_avail[i] && pa < dump_avail[i + 1])
  81                         return (1);
  82         }
  83         return (0);
  84 }
  85
  86 #define PG2MB(pgs) (((pgs) + (1 << 8) - 1) >> 8)
  87
  88 static int
  89 blk_flush(struct dumperinfo *di)
  90 {
  91         int error;
  92
  93         if (fragsz == 0)
  94                 return (0);
  95
  96         error = dev_ddump(di->priv, dump_va, 0, dumplo, fragsz);
  97         dumplo += fragsz;
  98         fragsz = 0;
  99         return (error);
 100 }
 101
 102 static int
 103 blk_write(struct dumperinfo *di, char *ptr, vm_paddr_t pa, size_t sz)
 104 {
 105         size_t len;
 106         int error, i, c;
 107         int max_iosize;
 108
 109         error = 0;
 110         if ((sz & PAGE_MASK)) {
 111                 kprintf("size not page aligned\n");
 112                 return (EINVAL);
 113         }
 114         if (ptr != NULL && pa != 0) {
 115                 kprintf("can't have both va and pa!\n");
 116                 return (EINVAL);
 117         }
 118         if (pa != 0 && (((uintptr_t)pa) & PAGE_MASK) != 0) {
 119                 kprintf("address not page aligned\n");
 120                 return (EINVAL);
 121         }
 122         if (ptr != NULL) {
 123                 /*
 124                  * If we're doing a virtual dump, flush any
 125                  * pre-existing pa pages
 126                  */
 127                 error = blk_flush(di);
 128                 if (error)
 129                         return (error);
 130         }
 131         max_iosize = min(MAXPHYS, di->maxiosize);
 132         while (sz) {
 133                 len = max_iosize - fragsz;
 134                 if (len > sz)
 135                         len = sz;
 136                 counter += len;
 137                 progress -= len;
 138                 if (counter >> 24) {
 139                         kprintf(" %ld", PG2MB(progress >> PAGE_SHIFT));
 140                         counter &= (1<<24) - 1;
 141                 }
 142                 if (ptr) {
 143                         /*kprintf("s");*/
 144                         error = dev_ddump(di->priv, ptr, 0, dumplo, len);
 145                         /* kprintf("t");*/
 146                         if (error)
 147                                 return (error);
 148                         dumplo += len;
 149                         ptr += len;
 150                         sz -= len;
 151                 } else {
 152                         for (i = 0; i < len; i += PAGE_SIZE) {
 153                                 dump_va = pmap_kenter_temporary(pa + i,
 154                                                 (i + fragsz) >> PAGE_SHIFT);
 155                         }
 156                         smp_invltlb();
 157                         fragsz += len;
 158                         pa += len;
 159                         sz -= len;
 160                         if (fragsz == max_iosize) {
 161                                 error = blk_flush(di);
 162                                 if (error)
 163                                         return (error);
 164                         }
 165                 }
 166         }
 167
 168         /* Check for user abort. */
 169         c = cncheckc();
 170         if (c == 0x03)
 171                 return (ECANCELED);
 172         if (c != -1)
 173                 kprintf(" (CTRL-C to abort) ");
 174
 175         return (0);
 176 }
 177
 178 /* A fake page table page, to avoid having to handle both 4K and 2M pages */
 179 static pt_entry_t fakept[NPTEPG];
 180
 181 void
 182 minidumpsys(struct dumperinfo *di)
 183 {
 184         uint64_t dumpsize;
 185         uint32_t ptesize;
 186         vm_offset_t va;
 187         vm_offset_t kern_end;
 188         int error;
 189         uint64_t bits;
 190         uint64_t *pdp, *pd, *pt, pa;
 191         int i, j, k, bit;
 192         struct minidumphdr mdhdr;
 193         struct mdglobaldata *md;
 194
 195         counter = 0;
 196         /*
 197          * Walk page table pages, set bits in vm_page_dump.
 198          *
 199          * NOTE: kernel_vm_end can actually be below KERNBASE.
 200          *       Just use KvaEnd.  Also note that loops which go
 201          *       all the way to the end of the address space might
 202          *       overflow the loop variable.
 203          */
 204         ptesize = 0;
 205
 206         md = (struct mdglobaldata *)globaldata_find(0);
 207
 208         kern_end = KvaEnd;
 209         if (kern_end < (vm_offset_t)&(md[ncpus]))
 210                 kern_end = (vm_offset_t)&(md[ncpus]);
 211
 212         pdp = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(KPDPphys);
 213         for (va = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS; va < kern_end; va += NBPDR) {
 214                 /*
 215                  * The loop probably overflows a 64-bit int due to NBPDR.
 216                  */
 217                 if (va < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS)
 218                         break;
 219
 220                 /*
 221                  * We always write a page, even if it is zero. Each
 222                  * page written corresponds to 2MB of space
 223                  */
 224                 i = (va >> PDPSHIFT) & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1);
 225                 ptesize += PAGE_SIZE;
 226                 if ((pdp[i] & kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX]) == 0)
 227                         continue;
 228                 pd = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(pdp[i] & PG_FRAME);
 229                 j = ((va >> PDRSHIFT) & ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1));
 230                 if ((pd[j] & (kernel_pmap.pmap_bits[PG_PS_IDX] | kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX])) ==
 231                     (kernel_pmap.pmap_bits[PG_PS_IDX] | kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX]))  {
 232                         /* This is an entire 2M page. */
 233                         pa = pd[j] & PG_PS_FRAME;
 234                         for (k = 0; k < NPTEPG; k++) {
 235                                 if (is_dumpable(pa))
 236                                         dump_add_page(pa);
 237                                 pa += PAGE_SIZE;
 238                         }
 239                         continue;
 240                 }
 241                 if ((pd[j] & kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX]) == kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX]) {
 242                         /* set bit for each valid page in this 2MB block */
 243                         pt = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(pd[j] & PG_FRAME);
 244                         for (k = 0; k < NPTEPG; k++) {
 245                                 if ((pt[k] & kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX]) == kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX]) {
 246                                         pa = pt[k] & PG_FRAME;
 247                                         if (is_dumpable(pa))
 248                                                 dump_add_page(pa);
 249                                 }
 250                         }
 251                 } else {
 252                         /* nothing, we're going to dump a null page */
 253                 }
 254         }
 255
 256         /* Calculate dump size. */
 257         dumpsize = ptesize;
 258         dumpsize += round_page(msgbufp->msg_size);
 259         dumpsize += round_page(vm_page_dump_size);
 260         for (i = 0; i < vm_page_dump_size / sizeof(*vm_page_dump); i++) {
 261                 bits = vm_page_dump[i];
 262                 while (bits) {
 263                         bit = bsfq(bits);
 264                         pa = (((uint64_t)i * sizeof(*vm_page_dump) * NBBY) + bit) * PAGE_SIZE;
 265                         /* Clear out undumpable pages now if needed */
 266                         if (is_dumpable(pa)) {
 267                                 dumpsize += PAGE_SIZE;
 268                         } else {
 269                                 dump_drop_page(pa);
 270                         }
 271                         bits &= ~(1ul << bit);
 272                 }
 273         }
 274         dumpsize += PAGE_SIZE;
 275
 276         /* Determine dump offset on device. */
 277         if (di->mediasize < SIZEOF_METADATA + dumpsize + sizeof(kdh) * 2) {
 278                 error = ENOSPC;
 279                 goto fail;
 280         }
 281         dumplo = di->mediaoffset + di->mediasize - dumpsize;
 282         dumplo -= sizeof(kdh) * 2;
 283         progress = dumpsize;
 284
 285         /* Initialize mdhdr */
 286         bzero(&mdhdr, sizeof(mdhdr));
 287         strcpy(mdhdr.magic, MINIDUMP_MAGIC);
 288         mdhdr.version = MINIDUMP_VERSION;
 289         mdhdr.msgbufsize = msgbufp->msg_size;
 290         mdhdr.bitmapsize = vm_page_dump_size;
 291         mdhdr.ptesize = ptesize;
 292         mdhdr.kernbase = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 293         mdhdr.dmapbase = DMAP_MIN_ADDRESS;
 294         mdhdr.dmapend = DMAP_MAX_ADDRESS;
 295
 296         mkdumpheader(&kdh, KERNELDUMPMAGIC, KERNELDUMP_AMD64_VERSION,
 297             dumpsize, di->blocksize);
 298
 299         kprintf("Physical memory: %jd MB\n", (intmax_t)ptoa(physmem) / 1048576);
 300         kprintf("Dumping %jd MB:", (intmax_t)dumpsize >> 20);
 301
 302         /* Dump leader */
 303         error = dev_ddump(di->priv, &kdh, 0, dumplo, sizeof(kdh));
 304         if (error)
 305                 goto fail;
 306         dumplo += sizeof(kdh);
 307
 308         /* Dump my header */
 309         bzero(&fakept, sizeof(fakept));
 310         bcopy(&mdhdr, &fakept, sizeof(mdhdr));
 311         error = blk_write(di, (char *)&fakept, 0, PAGE_SIZE);
 312         if (error)
 313                 goto fail;
 314
 315         /* Dump msgbuf up front */
 316         error = blk_write(di, (char *)msgbufp->msg_ptr, 0, round_page(msgbufp->msg_size));
 317         if (error)
 318                 goto fail;
 319
 320         /* Dump bitmap */
 321         error = blk_write(di, (char *)vm_page_dump, 0, round_page(vm_page_dump_size));
 322         if (error)
 323                 goto fail;
 324
 325         /* Dump kernel page table pages */
 326         pdp = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(KPDPphys);
 327         for (va = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS; va < kern_end; va += NBPDR) {
 328                 /*
 329                  * The loop probably overflows a 64-bit int due to NBPDR.
 330                  */
 331                 if (va < VM_MIN_KERNEL_ADDRESS)
 332                         break;
 333
 334                 /*
 335                  * We always write a page, even if it is zero
 336                  */
 337                 i = (va >> PDPSHIFT) & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1);
 338                 if ((pdp[i] & kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX]) == 0) {
 339                         bzero(fakept, sizeof(fakept));
 340                         error = blk_write(di, (char *)&fakept, 0, PAGE_SIZE);
 341                         if (error)
 342                                 goto fail;
 343                         /* flush, in case we reuse fakept in the same block */
 344                         error = blk_flush(di);
 345                         if (error)
 346                                 goto fail;
 347                         continue;
 348                 }
 349                 pd = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(pdp[i] & PG_FRAME);
 350                 j = ((va >> PDRSHIFT) & ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1));
 351                 if ((pd[j] & (kernel_pmap.pmap_bits[PG_PS_IDX] | kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX])) ==
 352                     (kernel_pmap.pmap_bits[PG_PS_IDX] | kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX]))  {
 353                         /* This is a single 2M block. Generate a fake PTP */
 354                         pa = pd[j] & PG_PS_FRAME;
 355                         for (k = 0; k < NPTEPG; k++) {
 356                                 fakept[k] = (pa + (k * PAGE_SIZE)) |
 357                                     kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX] |
 358                                     kernel_pmap.pmap_bits[PG_RW_IDX] |
 359                                     kernel_pmap.pmap_bits[PG_A_IDX] |
 360                                     kernel_pmap.pmap_bits[PG_M_IDX];
 361                         }
 362                         error = blk_write(di, (char *)&fakept, 0, PAGE_SIZE);
 363                         if (error)
 364                                 goto fail;
 365                         /* flush, in case we reuse fakept in the same block */
 366                         error = blk_flush(di);
 367                         if (error)
 368                                 goto fail;
 369                         continue;
 370                 }
 371                 if ((pd[j] & kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX]) == kernel_pmap.pmap_bits[PG_V_IDX]) {
 372                         pt = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(pd[j] & PG_FRAME);
 373                         error = blk_write(di, (char *)pt, 0, PAGE_SIZE);
 374                         if (error)
 375                                 goto fail;
 376                 } else {
 377                         bzero(fakept, sizeof(fakept));
 378                         error = blk_write(di, (char *)&fakept, 0, PAGE_SIZE);
 379                         if (error)
 380                                 goto fail;
 381                         /* flush, in case we reuse fakept in the same block */
 382                         error = blk_flush(di);
 383                         if (error)
 384                                 goto fail;
 385                 }
 386         }
 387
 388         /* Dump memory chunks */
 389         /* XXX cluster it up and use blk_dump() */
 390         for (i = 0; i < vm_page_dump_size / sizeof(*vm_page_dump); i++) {
 391                 bits = vm_page_dump[i];
 392                 while (bits) {
 393                         bit = bsfq(bits);
 394                         pa = (((uint64_t)i * sizeof(*vm_page_dump) * NBBY) + bit) * PAGE_SIZE;
 395                         error = blk_write(di, 0, pa, PAGE_SIZE);
 396                         if (error)
 397                                 goto fail;
 398                         bits &= ~(1ul << bit);
 399                 }
 400         }
 401
 402         error = blk_flush(di);
 403         if (error)
 404                 goto fail;
 405
 406         /* Dump trailer */
 407         error = dev_ddump(di->priv, &kdh, 0, dumplo, sizeof(kdh));
 408         if (error)
 409                 goto fail;
 410         dumplo += sizeof(kdh);
 411
 412         /* Signal completion, signoff and exit stage left. */
 413         dev_ddump(di->priv, NULL, 0, 0, 0);
 414         kprintf("\nDump complete\n");
 415         return;
 416
 417  fail:
 418         if (error < 0)
 419                 error = -error;
 420
 421         if (error == ECANCELED)
 422                 kprintf("\nDump aborted\n");
 423         else if (error == ENOSPC)
 424                 kprintf("\nDump failed. Partition too small.\n");
 425         else
 426                 kprintf("\n** DUMP FAILED (ERROR %d) **\n", error);
 427 }
 428
 429 void
 430 dump_add_page(vm_paddr_t pa)
 431 {
 432         int idx, bit;
 433
 434         pa >>= PAGE_SHIFT;
 435         idx = pa >> 6;          /* 2^6 = 64 */
 436         bit = pa & 63;
 437         atomic_set_long(&vm_page_dump[idx], 1ul << bit);
 438 }
 439
 440 void
 441 dump_drop_page(vm_paddr_t pa)
 442 {
 443         int idx, bit;
 444
 445         pa >>= PAGE_SHIFT;
 446         idx = pa >> 6;          /* 2^6 = 64 */
 447         bit = pa & 63;
 448         atomic_clear_long(&vm_page_dump[idx], 1ul << bit);
 449 }