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 "opt_pmap.h"
  31 #include "opt_watchdog.h"
  32
  33 #include <sys/param.h>
  34 #include <sys/systm.h>
  35 #include <sys/conf.h>
  36 #include <sys/cons.h>
  37 #include <sys/kernel.h>
  38 #include <sys/kerneldump.h>
  39 #include <sys/msgbuf.h>
  40 #include <sys/watchdog.h>
  41 #include <vm/vm.h>
  42 #include <vm/vm_param.h>
  43 #include <vm/vm_page.h>
  44 #include <vm/vm_phys.h>
  45 #include <vm/pmap.h>
  46 #include <machine/atomic.h>
  47 #include <machine/elf.h>
  48 #include <machine/md_var.h>
  49 #include <machine/vmparam.h>
  50 #include <machine/minidump.h>
  51
  52 CTASSERT(sizeof(struct kerneldumpheader) == 512);
  53
  54 /*
  55  * Don't touch the first SIZEOF_METADATA bytes on the dump device. This
  56  * is to protect us from metadata and to protect metadata from us.
  57  */
  58 #define SIZEOF_METADATA         (64*1024)
  59
  60 #define MD_ALIGN(x)     (((off_t)(x) + PAGE_MASK) & ~PAGE_MASK)
  61 #define DEV_ALIGN(x)    (((off_t)(x) + (DEV_BSIZE-1)) & ~(DEV_BSIZE-1))
  62
  63 uint64_t *vm_page_dump;
  64 int vm_page_dump_size;
  65
  66 static struct kerneldumpheader kdh;
  67 static off_t dumplo;
  68
  69 /* Handle chunked writes. */
  70 static size_t fragsz;
  71 static void *dump_va;
  72 static size_t counter, progress, dumpsize;
  73
  74 CTASSERT(sizeof(*vm_page_dump) == 8);
  75
  76 static int
  77 is_dumpable(vm_paddr_t pa)
  78 {
  79         vm_page_t m;
  80         int i;
  81
  82         if ((m = vm_phys_paddr_to_vm_page(pa)) != NULL)
  83                 return ((m->flags & PG_NODUMP) == 0);
  84         for (i = 0; dump_avail[i] != 0 || dump_avail[i + 1] != 0; i += 2) {
  85                 if (pa >= dump_avail[i] && pa < dump_avail[i + 1])
  86                         return (1);
  87         }
  88         return (0);
  89 }
  90
  91 #define PG2MB(pgs) (((pgs) + (1 << 8) - 1) >> 8)
  92
  93 static int
  94 blk_flush(struct dumperinfo *di)
  95 {
  96         int error;
  97
  98         if (fragsz == 0)
  99                 return (0);
 100
 101         error = dump_write(di, dump_va, 0, dumplo, fragsz);
 102         dumplo += fragsz;
 103         fragsz = 0;
 104         return (error);
 105 }
 106
 107 static struct {
 108         int min_per;
 109         int max_per;
 110         int visited;
 111 } progress_track[10] = {
 112         {  0,  10, 0},
 113         { 10,  20, 0},
 114         { 20,  30, 0},
 115         { 30,  40, 0},
 116         { 40,  50, 0},
 117         { 50,  60, 0},
 118         { 60,  70, 0},
 119         { 70,  80, 0},
 120         { 80,  90, 0},
 121         { 90, 100, 0}
 122 };
 123
 124 static void
 125 report_progress(size_t progress, size_t dumpsize)
 126 {
 127         int sofar, i;
 128
 129         sofar = 100 - ((progress * 100) / dumpsize);
 130         for (i = 0; i < 10; i++) {
 131                 if (sofar < progress_track[i].min_per || sofar > progress_track[i].max_per)
 132                         continue;
 133                 if (progress_track[i].visited)
 134                         return;
 135                 progress_track[i].visited = 1;
 136                 printf("..%d%%", sofar);
 137                 return;
 138         }
 139 }
 140
 141 static int
 142 blk_write(struct dumperinfo *di, char *ptr, vm_paddr_t pa, size_t sz)
 143 {
 144         size_t len;
 145         int error, i, c;
 146         u_int maxdumpsz;
 147
 148         maxdumpsz = min(di->maxiosize, MAXDUMPPGS * PAGE_SIZE);
 149         if (maxdumpsz == 0)     /* seatbelt */
 150                 maxdumpsz = PAGE_SIZE;
 151         error = 0;
 152         if ((sz % PAGE_SIZE) != 0) {
 153                 printf("size not page aligned\n");
 154                 return (EINVAL);
 155         }
 156         if (ptr != NULL && pa != 0) {
 157                 printf("cant have both va and pa!\n");
 158                 return (EINVAL);
 159         }
 160         if (pa != 0 && (((uintptr_t)ptr) % PAGE_SIZE) != 0) {
 161                 printf("address not page aligned\n");
 162                 return (EINVAL);
 163         }
 164         if (ptr != NULL) {
 165                 /* If we're doing a virtual dump, flush any pre-existing pa pages */
 166                 error = blk_flush(di);
 167                 if (error)
 168                         return (error);
 169         }
 170         while (sz) {
 171                 len = maxdumpsz - fragsz;
 172                 if (len > sz)
 173                         len = sz;
 174                 counter += len;
 175                 progress -= len;
 176                 if (counter >> 24) {
 177                         report_progress(progress, dumpsize);
 178                         counter &= (1<<24) - 1;
 179                 }
 180
 181                 wdog_kern_pat(WD_LASTVAL);
 182
 183                 if (ptr) {
 184                         error = dump_write(di, ptr, 0, dumplo, len);
 185                         if (error)
 186                                 return (error);
 187                         dumplo += len;
 188                         ptr += len;
 189                         sz -= len;
 190                 } else {
 191                         for (i = 0; i < len; i += PAGE_SIZE)
 192                                 dump_va = pmap_kenter_temporary(pa + i, (i + fragsz) >> PAGE_SHIFT);
 193                         fragsz += len;
 194                         pa += len;
 195                         sz -= len;
 196                         if (fragsz == maxdumpsz) {
 197                                 error = blk_flush(di);
 198                                 if (error)
 199                                         return (error);
 200                         }
 201                 }
 202
 203                 /* Check for user abort. */
 204                 c = cncheckc();
 205                 if (c == 0x03)
 206                         return (ECANCELED);
 207                 if (c != -1)
 208                         printf(" (CTRL-C to abort) ");
 209         }
 210
 211         return (0);
 212 }
 213
 214 /* A fake page table page, to avoid having to handle both 4K and 2M pages */
 215 static pd_entry_t fakepd[NPDEPG];
 216
 217 void
 218 minidumpsys(struct dumperinfo *di)
 219 {
 220         uint32_t pmapsize;
 221         vm_offset_t va;
 222         int error;
 223         uint64_t bits;
 224         uint64_t *pml4, *pdp, *pd, *pt, pa;
 225         int i, ii, j, k, n, bit;
 226         int retry_count;
 227         struct minidumphdr mdhdr;
 228
 229         retry_count = 0;
 230  retry:
 231         retry_count++;
 232         counter = 0;
 233         /* Walk page table pages, set bits in vm_page_dump */
 234         pmapsize = 0;
 235         for (va = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS; va < MAX(KERNBASE + nkpt * NBPDR,
 236             kernel_vm_end); ) {
 237                 /*
 238                  * We always write a page, even if it is zero. Each
 239                  * page written corresponds to 1GB of space
 240                  */
 241                 pmapsize += PAGE_SIZE;
 242                 ii = (va >> PML4SHIFT) & ((1ul << NPML4EPGSHIFT) - 1);
 243                 pml4 = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(KPML4phys) + ii;
 244                 pdp = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(*pml4 & PG_FRAME);
 245                 i = (va >> PDPSHIFT) & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1);
 246                 if ((pdp[i] & PG_V) == 0) {
 247                         va += NBPDP;
 248                         continue;
 249                 }
 250
 251                 /*
 252                  * 1GB page is represented as 512 2MB pages in a dump.
 253                  */
 254                 if ((pdp[i] & PG_PS) != 0) {
 255                         va += NBPDP;
 256                         pa = pdp[i] & PG_PS_FRAME;
 257                         for (n = 0; n < NPDEPG * NPTEPG; n++) {
 258                                 if (is_dumpable(pa))
 259                                         dump_add_page(pa);
 260                                 pa += PAGE_SIZE;
 261                         }
 262                         continue;
 263                 }
 264
 265                 pd = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(pdp[i] & PG_FRAME);
 266                 for (n = 0; n < NPDEPG; n++, va += NBPDR) {
 267                         j = (va >> PDRSHIFT) & ((1ul << NPDEPGSHIFT) - 1);
 268
 269                         if ((pd[j] & PG_V) == 0)
 270                                 continue;
 271
 272                         if ((pd[j] & PG_PS) != 0) {
 273                                 /* This is an entire 2M page. */
 274                                 pa = pd[j] & PG_PS_FRAME;
 275                                 for (k = 0; k < NPTEPG; k++) {
 276                                         if (is_dumpable(pa))
 277                                                 dump_add_page(pa);
 278                                         pa += PAGE_SIZE;
 279                                 }
 280                                 continue;
 281                         }
 282
 283                         pa = pd[j] & PG_FRAME;
 284                         /* set bit for this PTE page */
 285                         if (is_dumpable(pa))
 286                                 dump_add_page(pa);
 287                         /* and for each valid page in this 2MB block */
 288                         pt = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(pd[j] & PG_FRAME);
 289                         for (k = 0; k < NPTEPG; k++) {
 290                                 if ((pt[k] & PG_V) == 0)
 291                                         continue;
 292                                 pa = pt[k] & PG_FRAME;
 293                                 if (is_dumpable(pa))
 294                                         dump_add_page(pa);
 295                         }
 296                 }
 297         }
 298
 299         /* Calculate dump size. */
 300         dumpsize = pmapsize;
 301         dumpsize += round_page(msgbufp->msg_size);
 302         dumpsize += round_page(vm_page_dump_size);
 303         for (i = 0; i < vm_page_dump_size / sizeof(*vm_page_dump); i++) {
 304                 bits = vm_page_dump[i];
 305                 while (bits) {
 306                         bit = bsfq(bits);
 307                         pa = (((uint64_t)i * sizeof(*vm_page_dump) * NBBY) + bit) * PAGE_SIZE;
 308                         /* Clear out undumpable pages now if needed */
 309                         if (is_dumpable(pa)) {
 310                                 dumpsize += PAGE_SIZE;
 311                         } else {
 312                                 dump_drop_page(pa);
 313                         }
 314                         bits &= ~(1ul << bit);
 315                 }
 316         }
 317         dumpsize += PAGE_SIZE;
 318
 319         /* Determine dump offset on device. */
 320         if (di->mediasize < SIZEOF_METADATA + dumpsize + sizeof(kdh) * 2) {
 321                 error = E2BIG;
 322                 goto fail;
 323         }
 324         dumplo = di->mediaoffset + di->mediasize - dumpsize;
 325         dumplo -= sizeof(kdh) * 2;
 326         progress = dumpsize;
 327
 328         /* Initialize mdhdr */
 329         bzero(&mdhdr, sizeof(mdhdr));
 330         strcpy(mdhdr.magic, MINIDUMP_MAGIC);
 331         mdhdr.version = MINIDUMP_VERSION;
 332         mdhdr.msgbufsize = msgbufp->msg_size;
 333         mdhdr.bitmapsize = vm_page_dump_size;
 334         mdhdr.pmapsize = pmapsize;
 335         mdhdr.kernbase = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS;
 336         mdhdr.dmapbase = DMAP_MIN_ADDRESS;
 337         mdhdr.dmapend = DMAP_MAX_ADDRESS;
 338
 339         mkdumpheader(&kdh, KERNELDUMPMAGIC, KERNELDUMP_AMD64_VERSION, dumpsize, di->blocksize);
 340
 341         printf("Dumping %llu out of %ju MB:", (long long)dumpsize >> 20,
 342             ptoa((uintmax_t)physmem) / 1048576);
 343
 344         /* Dump leader */
 345         error = dump_write(di, &kdh, 0, dumplo, sizeof(kdh));
 346         if (error)
 347                 goto fail;
 348         dumplo += sizeof(kdh);
 349
 350         /* Dump my header */
 351         bzero(&fakepd, sizeof(fakepd));
 352         bcopy(&mdhdr, &fakepd, sizeof(mdhdr));
 353         error = blk_write(di, (char *)&fakepd, 0, PAGE_SIZE);
 354         if (error)
 355                 goto fail;
 356
 357         /* Dump msgbuf up front */
 358         error = blk_write(di, (char *)msgbufp->msg_ptr, 0, round_page(msgbufp->msg_size));
 359         if (error)
 360                 goto fail;
 361
 362         /* Dump bitmap */
 363         error = blk_write(di, (char *)vm_page_dump, 0, round_page(vm_page_dump_size));
 364         if (error)
 365                 goto fail;
 366
 367         /* Dump kernel page directory pages */
 368         bzero(fakepd, sizeof(fakepd));
 369         for (va = VM_MIN_KERNEL_ADDRESS; va < MAX(KERNBASE + nkpt * NBPDR,
 370             kernel_vm_end); va += NBPDP) {
 371                 ii = (va >> PML4SHIFT) & ((1ul << NPML4EPGSHIFT) - 1);
 372                 pml4 = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(KPML4phys) + ii;
 373                 pdp = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(*pml4 & PG_FRAME);
 374                 i = (va >> PDPSHIFT) & ((1ul << NPDPEPGSHIFT) - 1);
 375
 376                 /* We always write a page, even if it is zero */
 377                 if ((pdp[i] & PG_V) == 0) {
 378                         error = blk_write(di, (char *)&fakepd, 0, PAGE_SIZE);
 379                         if (error)
 380                                 goto fail;
 381                         /* flush, in case we reuse fakepd in the same block */
 382                         error = blk_flush(di);
 383                         if (error)
 384                                 goto fail;
 385                         continue;
 386                 }
 387
 388                 /* 1GB page is represented as 512 2MB pages in a dump */
 389                 if ((pdp[i] & PG_PS) != 0) {
 390                         /* PDPE and PDP have identical layout in this case */
 391                         fakepd[0] = pdp[i];
 392                         for (j = 1; j < NPDEPG; j++)
 393                                 fakepd[j] = fakepd[j - 1] + NBPDR;
 394                         error = blk_write(di, (char *)&fakepd, 0, PAGE_SIZE);
 395                         if (error)
 396                                 goto fail;
 397                         /* flush, in case we reuse fakepd in the same block */
 398                         error = blk_flush(di);
 399                         if (error)
 400                                 goto fail;
 401                         bzero(fakepd, sizeof(fakepd));
 402                         continue;
 403                 }
 404
 405                 pd = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(pdp[i] & PG_FRAME);
 406                 error = blk_write(di, (char *)pd, 0, PAGE_SIZE);
 407                 if (error)
 408                         goto fail;
 409                 error = blk_flush(di);
 410                 if (error)
 411                         goto fail;
 412         }
 413
 414         /* Dump memory chunks */
 415         /* XXX cluster it up and use blk_dump() */
 416         for (i = 0; i < vm_page_dump_size / sizeof(*vm_page_dump); i++) {
 417                 bits = vm_page_dump[i];
 418                 while (bits) {
 419                         bit = bsfq(bits);
 420                         pa = (((uint64_t)i * sizeof(*vm_page_dump) * NBBY) + bit) * PAGE_SIZE;
 421                         error = blk_write(di, 0, pa, PAGE_SIZE);
 422                         if (error)
 423                                 goto fail;
 424                         bits &= ~(1ul << bit);
 425                 }
 426         }
 427
 428         error = blk_flush(di);
 429         if (error)
 430                 goto fail;
 431
 432         /* Dump trailer */
 433         error = dump_write(di, &kdh, 0, dumplo, sizeof(kdh));
 434         if (error)
 435                 goto fail;
 436         dumplo += sizeof(kdh);
 437
 438         /* Signal completion, signoff and exit stage left. */
 439         dump_write(di, NULL, 0, 0, 0);
 440         printf("\nDump complete\n");
 441         return;
 442
 443  fail:
 444         if (error < 0)
 445                 error = -error;
 446
 447         printf("\n");
 448         if (error == ENOSPC) {
 449                 printf("Dump map grown while dumping. ");
 450                 if (retry_count < 5) {
 451                         printf("Retrying...\n");
 452                         goto retry;
 453                 }
 454                 printf("Dump failed.\n");
 455         }
 456         else if (error == ECANCELED)
 457                 printf("Dump aborted\n");
 458         else if (error == E2BIG)
 459                 printf("Dump failed. Partition too small.\n");
 460         else
 461                 printf("** DUMP FAILED (ERROR %d) **\n", error);
 462 }
 463
 464 void
 465 dump_add_page(vm_paddr_t pa)
 466 {
 467         int idx, bit;
 468
 469         pa >>= PAGE_SHIFT;
 470         idx = pa >> 6;          /* 2^6 = 64 */
 471         bit = pa & 63;
 472         atomic_set_long(&vm_page_dump[idx], 1ul << bit);
 473 }
 474
 475 void
 476 dump_drop_page(vm_paddr_t pa)
 477 {
 478         int idx, bit;
 479
 480         pa >>= PAGE_SHIFT;
 481         idx = pa >> 6;          /* 2^6 = 64 */
 482         bit = pa & 63;
 483         atomic_clear_long(&vm_page_dump[idx], 1ul << bit);
 484 }