sys/amd64/amd64/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
  27 #include <sys/cdefs.h>
  28 __FBSDID("$FreeBSD$");
  29
  30 #include <sys/param.h>
  31 #include <sys/systm.h>
  32 #include <sys/conf.h>
  33 #include <sys/cons.h>
  34 #include <sys/kernel.h>
  35 #include <sys/kerneldump.h>
  36 #include <sys/msgbuf.h>
  37 #include <vm/vm.h>
  38 #include <vm/pmap.h>
  39 #include <machine/atomic.h>
  40 #include <machine/elf.h>
  41 #include <machine/md_var.h>
  42 #include <machine/vmparam.h>
  43 #include <machine/minidump.h>
  44
  45 CTASSERT(sizeof(struct kerneldumpheader) == 512);
  46
  47 /*
  48  * Don't touch the first SIZEOF_METADATA bytes on the dump device. This
  49  * is to protect us from metadata and to protect metadata from us.
  50  */
  51 #define SIZEOF_METADATA         (64*1024)
  52
  53 #define MD_ALIGN(x)     (((off_t)(x) + PAGE_MASK) & ~PAGE_MASK)
  54 #define DEV_ALIGN(x)    (((off_t)(x) + (DEV_BSIZE-1)) & ~(DEV_BSIZE-1))
  55
  56 extern uint64_t KPDPphys;
  57
  58 uint64_t *vm_page_dump;
  59 int vm_page_dump_size;
  60
  61 static struct kerneldumpheader kdh;
  62 static off_t dumplo;
  63
  64 /* Handle chunked writes. */
  65 static size_t fragsz;
  66 static void *dump_va;
  67 static size_t counter, progress;
  68
  69 CTASSERT(sizeof(*vm_page_dump) == 8);
  70
  71 static int
  72 is_dumpable(vm_paddr_t pa)
  73 {
  74         int i;
  75
  76         for (i = 0; dump_avail[i] != 0 || dump_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
  77                 if (pa >= dump_avail[i] && pa < dump_avail[i + 1])
  78                         return (1);
  79         }
  80         return (0);
  81 }
  82
  83 /* XXX should be MI */
  84 static void
  85 mkdumpheader(struct kerneldumpheader *kdh, uint32_t archver, uint64_t dumplen,
  86     uint32_t blksz)
  87 {
  88
  89         bzero(kdh, sizeof(*kdh));
  90         strncpy(kdh->magic, KERNELDUMPMAGIC, sizeof(kdh->magic));
  91         strncpy(kdh->architecture, MACHINE_ARCH, sizeof(kdh->architecture));
  92         kdh->version = htod32(KERNELDUMPVERSION);
  93         kdh->architectureversion = htod32(archver);
  94         kdh->dumplength = htod64(dumplen);
  95         kdh->dumptime = htod64(time_second);
  96         kdh->blocksize = htod32(blksz);
  97         strncpy(kdh->hostname, hostname, sizeof(kdh->hostname));
  98         strncpy(kdh->versionstring, version, sizeof(kdh->versionstring));
  99         if (panicstr != NULL)
 100                 strncpy(kdh->panicstring, panicstr, sizeof(kdh->panicstring));
 101         kdh->parity = kerneldump_parity(kdh);
 102 }
 103
 104 #define PG2MB(pgs) (((pgs) + (1 << 8) - 1) >> 8)
 105
 106 static int
 107 blk_flush(struct dumperinfo *di)
 108 {
 109         int error;
 110
 111         if (fragsz == 0)
 112                 return (0);
 113
 114         error = dump_write(di, dump_va, 0, dumplo, fragsz);
 115         dumplo += fragsz;
 116         fragsz = 0;
 117         return (error);
 118 }
 119
 120 static int
 121 blk_write(struct dumperinfo *di, char *ptr, vm_paddr_t pa, size_t sz)
 122 {
 123         size_t len;
 124         int error, i, c;
 125
 126         error = 0;
 127         if ((sz % PAGE_SIZE) != 0) {
 128                 printf("size not page aligned\n");
 129                 return (EINVAL);
 130         }
 131         if (ptr != NULL && pa != 0) {
 132                 printf("cant have both va and pa!\n");
 133                 return (EINVAL);
 134         }
 135         if (pa != 0 && (((uintptr_t)ptr) % PAGE_SIZE) != 0) {
 136                 printf("address not page aligned\n");
 137                 return (EINVAL);
 138         }
 139         if (ptr != NULL) {
 140                 /* If we're doing a virtual dump, flush any pre-existing pa pages */
 141                 error = blk_flush(di);
 142                 if (error)
 143                         return (error);
 144         }
 145         while (sz) {
 146                 len = (MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE) - fragsz;
 147                 if (len > sz)
 148                         len = sz;
 149                 counter += len;
 150                 progress -= len;
 151                 if (counter >> 24) {
 152                         printf(" %ld", PG2MB(progress >> PAGE_SHIFT));
 153                         counter &= (1<<24) - 1;
 154                 }
 155                 if (ptr) {
 156                         error = dump_write(di, ptr, 0, dumplo, len);
 157                         if (error)
 158                                 return (error);
 159                         dumplo += len;
 160                         ptr += len;
 161                         sz -= len;
 162                 } else {
 163                         for (i = 0; i < len; i += PAGE_SIZE)
 164                                 dump_va = pmap_kenter_temporary(pa + i, (i + fragsz) >> PAGE_SHIFT);
 165                         fragsz += len;
 166                         pa += len;
 167                         sz -= len;
 168                         if (fragsz == (MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE)) {
 169                                 error = blk_flush(di);
 170                                 if (error)
 171                                         return (error);
 172                         }
 173                 }
 174
 175                 /* Check for user abort. */
 176                 c = cncheckc();
 177                 if (c == 0x03)
 178                         return (ECANCELED);
 179                 if (c != -1)
 180                         printf(" (CTRL-C to abort) ");
 181         }
 182
 183         return (0);
 184 }
 185
 186 /* A fake page table page, to avoid having to handle both 4K and 2M pages */
 187 static pt_entry_t fakept[NPTEPG];
 188
 189 void
 190 minidumpsys(struct dumperinfo *di)
 191 {
 192         uint64_t dumpsize;
 193         uint32_t ptesize;
 194         vm_offset_t va;
 195         int error;
 196         uint64_t bits;
 197         uint64_t *pdp, *pd, *pt, pa;
 198         int i, j, k, bit;
 199         struct minidumphdr mdhdr;
 200
 201         counter = 0;
 202         /* Walk page table pages, set bits in vm_page_dump */
 203         ptesize = 0;
 204         pdp = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(KPDPphys);
 205         for (va = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS; va < MAX(KERNBASE + NKPT * NBPDR,
 206             kernel_vm_end); va += NBPDR) {
 207                 i = (va >> PDPSHIFT) & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1);
 208                 /*
 209                  * We always write a page, even if it is zero. Each
 210                  * page written corresponds to 2MB of space
 211                  */
 212                 ptesize += PAGE_SIZE;
 213                 if ((pdp[i] & PG_V) == 0)
 214                         continue;
 215                 pd = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(pdp[i] & PG_FRAME);
 216                 j = ((va >> PDRSHIFT) & ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1));
 217                 if ((pd[j] & (PG_PS | PG_V)) == (PG_PS | PG_V))  {
 218                         /* This is an entire 2M page. */
 219                         pa = pd[j] & PG_PS_FRAME;
 220                         for (k = 0; k < NPTEPG; k++) {
 221                                 if (is_dumpable(pa))
 222                                         dump_add_page(pa);
 223                                 pa += PAGE_SIZE;
 224                         }
 225                         continue;
 226                 }
 227                 if ((pd[j] & PG_V) == PG_V) {
 228                         /* set bit for each valid page in this 2MB block */
 229                         pt = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(pd[j] & PG_FRAME);
 230                         for (k = 0; k < NPTEPG; k++) {
 231                                 if ((pt[k] & PG_V) == PG_V) {
 232                                         pa = pt[k] & PG_FRAME;
 233                                         if (is_dumpable(pa))
 234                                                 dump_add_page(pa);
 235                                 }
 236                         }
 237                 } else {
 238                         /* nothing, we're going to dump a null page */
 239                 }
 240         }
 241
 242         /* Calculate dump size. */
 243         dumpsize = ptesize;
 244         dumpsize += round_page(msgbufp->msg_size);
 245         dumpsize += round_page(vm_page_dump_size);
 246         for (i = 0; i < vm_page_dump_size / sizeof(*vm_page_dump); i++) {
 247                 bits = vm_page_dump[i];
 248                 while (bits) {
 249                         bit = bsfq(bits);
 250                         pa = (((uint64_t)i * sizeof(*vm_page_dump) * NBBY) + bit) * PAGE_SIZE;
 251                         /* Clear out undumpable pages now if needed */
 252                         if (is_dumpable(pa)) {
 253                                 dumpsize += PAGE_SIZE;
 254                         } else {
 255                                 dump_drop_page(pa);
 256                         }
 257                         bits &= ~(1ul << bit);
 258                 }
 259         }
 260         dumpsize += PAGE_SIZE;
 261
 262         /* Determine dump offset on device. */
 263         if (di->mediasize < SIZEOF_METADATA + dumpsize + sizeof(kdh) * 2) {
 264                 error = ENOSPC;
 265                 goto fail;
 266         }
 267         dumplo = di->mediaoffset + di->mediasize - dumpsize;
 268         dumplo -= sizeof(kdh) * 2;
 269         progress = dumpsize;
 270
 271         /* Initialize mdhdr */
 272         bzero(&mdhdr, sizeof(mdhdr));
 273         strcpy(mdhdr.magic, MINIDUMP_MAGIC);
 274         mdhdr.version = MINIDUMP_VERSION;
 275         mdhdr.msgbufsize = msgbufp->msg_size;
 276         mdhdr.bitmapsize = vm_page_dump_size;
 277         mdhdr.ptesize = ptesize;
 278         mdhdr.kernbase = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 279         mdhdr.dmapbase = DMAP_MIN_ADDRESS;
 280         mdhdr.dmapend = DMAP_MAX_ADDRESS;
 281
 282         mkdumpheader(&kdh, KERNELDUMP_AMD64_VERSION, dumpsize, di->blocksize);
 283
 284         printf("Physical memory: %ju MB\n", ptoa((uintmax_t)physmem) / 1048576);
 285         printf("Dumping %llu MB:", (long long)dumpsize >> 20);
 286
 287         /* Dump leader */
 288         error = dump_write(di, &kdh, 0, dumplo, sizeof(kdh));
 289         if (error)
 290                 goto fail;
 291         dumplo += sizeof(kdh);
 292
 293         /* Dump my header */
 294         bzero(&fakept, sizeof(fakept));
 295         bcopy(&mdhdr, &fakept, sizeof(mdhdr));
 296         error = blk_write(di, (char *)&fakept, 0, PAGE_SIZE);
 297         if (error)
 298                 goto fail;
 299
 300         /* Dump msgbuf up front */
 301         error = blk_write(di, (char *)msgbufp->msg_ptr, 0, round_page(msgbufp->msg_size));
 302         if (error)
 303                 goto fail;
 304
 305         /* Dump bitmap */
 306         error = blk_write(di, (char *)vm_page_dump, 0, round_page(vm_page_dump_size));
 307         if (error)
 308                 goto fail;
 309
 310         /* Dump kernel page table pages */
 311         pdp = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(KPDPphys);
 312         for (va = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS; va < MAX(KERNBASE + NKPT * NBPDR,
 313             kernel_vm_end); va += NBPDR) {
 314                 i = (va >> PDPSHIFT) & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1);
 315                 /* We always write a page, even if it is zero */
 316                 if ((pdp[i] & PG_V) == 0) {
 317                         bzero(fakept, sizeof(fakept));
 318                         error = blk_write(di, (char *)&fakept, 0, PAGE_SIZE);
 319                         if (error)
 320                                 goto fail;
 321                         /* flush, in case we reuse fakept in the same block */
 322                         error = blk_flush(di);
 323                         if (error)
 324                                 goto fail;
 325                         continue;
 326                 }
 327                 pd = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(pdp[i] & PG_FRAME);
 328                 j = ((va >> PDRSHIFT) & ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1));
 329                 if ((pd[j] & (PG_PS | PG_V)) == (PG_PS | PG_V))  {
 330                         /* This is a single 2M block. Generate a fake PTP */
 331                         pa = pd[j] & PG_PS_FRAME;
 332                         for (k = 0; k < NPTEPG; k++) {
 333                                 fakept[k] = (pa + (k * PAGE_SIZE)) | PG_V | PG_RW | PG_A | PG_M;
 334                         }
 335                         error = blk_write(di, (char *)&fakept, 0, PAGE_SIZE);
 336                         if (error)
 337                                 goto fail;
 338                         /* flush, in case we reuse fakept in the same block */
 339                         error = blk_flush(di);
 340                         if (error)
 341                                 goto fail;
 342                         continue;
 343                 }
 344                 if ((pd[j] & PG_V) == PG_V) {
 345                         pt = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(pd[j] & PG_FRAME);
 346                         error = blk_write(di, (char *)pt, 0, PAGE_SIZE);
 347                         if (error)
 348                                 goto fail;
 349                 } else {
 350                         bzero(fakept, sizeof(fakept));
 351                         error = blk_write(di, (char *)&fakept, 0, PAGE_SIZE);
 352                         if (error)
 353                                 goto fail;
 354                         /* flush, in case we reuse fakept in the same block */
 355                         error = blk_flush(di);
 356                         if (error)
 357                                 goto fail;
 358                 }
 359         }
 360
 361         /* Dump memory chunks */
 362         /* XXX cluster it up and use blk_dump() */
 363         for (i = 0; i < vm_page_dump_size / sizeof(*vm_page_dump); i++) {
 364                 bits = vm_page_dump[i];
 365                 while (bits) {
 366                         bit = bsfq(bits);
 367                         pa = (((uint64_t)i * sizeof(*vm_page_dump) * NBBY) + bit) * PAGE_SIZE;
 368                         error = blk_write(di, 0, pa, PAGE_SIZE);
 369                         if (error)
 370                                 goto fail;
 371                         bits &= ~(1ul << bit);
 372                 }
 373         }
 374
 375         error = blk_flush(di);
 376         if (error)
 377                 goto fail;
 378
 379         /* Dump trailer */
 380         error = dump_write(di, &kdh, 0, dumplo, sizeof(kdh));
 381         if (error)
 382                 goto fail;
 383         dumplo += sizeof(kdh);
 384
 385         /* Signal completion, signoff and exit stage left. */
 386         dump_write(di, NULL, 0, 0, 0);
 387         printf("\nDump complete\n");
 388         return;
 389
 390  fail:
 391         if (error < 0)
 392                 error = -error;
 393
 394         if (error == ECANCELED)
 395                 printf("\nDump aborted\n");
 396         else if (error == ENOSPC)
 397                 printf("\nDump failed. Partition too small.\n");
 398         else
 399                 printf("\n** DUMP FAILED (ERROR %d) **\n", error);
 400 }
 401
 402 void
 403 dump_add_page(vm_paddr_t pa)
 404 {
 405         int idx, bit;
 406
 407         pa >>= PAGE_SHIFT;
 408         idx = pa >> 6;          /* 2^6 = 64 */
 409         bit = pa & 63;
 410         atomic_set_long(&vm_page_dump[idx], 1ul << bit);
 411 }
 412
 413 void
 414 dump_drop_page(vm_paddr_t pa)
 415 {
 416         int idx, bit;
 417
 418         pa >>= PAGE_SHIFT;
 419         idx = pa >> 6;          /* 2^6 = 64 */
 420         bit = pa & 63;
 421         atomic_clear_long(&vm_page_dump[idx], 1ul << bit);
 422 }