include/bootstage.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ */
   2 /*
   3  * This file implements recording of each stage of the boot process. It is
   4  * intended to implement timing of each stage, reporting this information
   5  * to the user and passing it to the OS for logging / further analysis.
   6  * Note that it requires timer_get_boot_us() to be defined by the board
   7  *
   8  * Copyright (c) 2011 The Chromium OS Authors.
   9  */
  10
  11 #ifndef _BOOTSTAGE_H
  12 #define _BOOTSTAGE_H
  13
  14 /* Flags for each bootstage record */
  15 enum bootstage_flags {
  16         BOOTSTAGEF_ERROR        = 1 << 0,       /* Error record */
  17         BOOTSTAGEF_ALLOC        = 1 << 1,       /* Allocate an id */
  18 };
  19
  20 /* bootstate sub-IDs used for kernel and ramdisk ranges */
  21 enum {
  22         BOOTSTAGE_SUB_FORMAT,
  23         BOOTSTAGE_SUB_FORMAT_OK,
  24         BOOTSTAGE_SUB_NO_UNIT_NAME,
  25         BOOTSTAGE_SUB_UNIT_NAME,
  26         BOOTSTAGE_SUB_SUBNODE,
  27
  28         BOOTSTAGE_SUB_CHECK,
  29         BOOTSTAGE_SUB_HASH = 5,
  30         BOOTSTAGE_SUB_CHECK_ARCH = 5,
  31         BOOTSTAGE_SUB_CHECK_ALL,
  32         BOOTSTAGE_SUB_GET_DATA,
  33         BOOTSTAGE_SUB_CHECK_ALL_OK = 7,
  34         BOOTSTAGE_SUB_GET_DATA_OK,
  35         BOOTSTAGE_SUB_LOAD,
  36 };
  37
  38 /*
  39  * A list of boot stages that we know about. Each of these indicates the
  40  * state that we are at, and the action that we are about to perform. For
  41  * errors, we issue an error for an item when it fails. Therefore the
  42  * normal sequence is:
  43  *
  44  * progress action1
  45  * progress action2
  46  * progress action3
  47  *
  48  * and an error condition where action 3 failed would be:
  49  *
  50  * progress action1
  51  * progress action2
  52  * progress action3
  53  * error on action3
  54  */
  55 enum bootstage_id {
  56         BOOTSTAGE_ID_START = 0,
  57         BOOTSTAGE_ID_CHECK_MAGIC,       /* Checking image magic */
  58         BOOTSTAGE_ID_CHECK_HEADER,      /* Checking image header */
  59         BOOTSTAGE_ID_CHECK_CHECKSUM,    /* Checking image checksum */
  60         BOOTSTAGE_ID_CHECK_ARCH,        /* Checking architecture */
  61
  62         BOOTSTAGE_ID_CHECK_IMAGETYPE = 5,/* Checking image type */
  63         BOOTSTAGE_ID_DECOMP_IMAGE,      /* Decompressing image */
  64         BOOTSTAGE_ID_KERNEL_LOADED,     /* Kernel has been loaded */
  65         BOOTSTAGE_ID_DECOMP_UNIMPL = 7, /* Odd decompression algorithm */
  66         BOOTSTAGE_ID_CHECK_BOOT_OS,     /* Calling OS-specific boot function */
  67         BOOTSTAGE_ID_BOOT_OS_RETURNED,  /* Tried to boot OS, but it returned */
  68         BOOTSTAGE_ID_CHECK_RAMDISK = 9, /* Checking ram disk */
  69
  70         BOOTSTAGE_ID_RD_MAGIC,          /* Checking ram disk magic */
  71         BOOTSTAGE_ID_RD_HDR_CHECKSUM,   /* Checking ram disk heder checksum */
  72         BOOTSTAGE_ID_RD_CHECKSUM,       /* Checking ram disk checksum */
  73         BOOTSTAGE_ID_COPY_RAMDISK = 12, /* Copying ram disk into place */
  74         BOOTSTAGE_ID_RAMDISK,           /* Checking for valid ramdisk */
  75         BOOTSTAGE_ID_NO_RAMDISK,        /* No ram disk found (not an error) */
  76
  77         BOOTSTAGE_ID_RUN_OS     = 15,   /* Exiting U-Boot, entering OS */
  78
  79         BOOTSTAGE_ID_NEED_RESET = 30,
  80         BOOTSTAGE_ID_POST_FAIL,         /* Post failure */
  81         BOOTSTAGE_ID_POST_FAIL_R,       /* Post failure reported after reloc */
  82
  83         /*
  84          * This set is reported only by x86, and the meaning is different. In
  85          * this case we are reporting completion of a particular stage.
  86          * This should probably change in the x86 code (which doesn't report
  87          * errors in any case), but discussion this can perhaps wait until we
  88          * have a generic board implementation.
  89          */
  90         BOOTSTAGE_ID_BOARD_INIT_R,      /* We have relocated */
  91         BOOTSTAGE_ID_BOARD_GLOBAL_DATA, /* Global data is set up */
  92
  93         BOOTSTAGE_ID_BOARD_INIT_SEQ,    /* We completed the init sequence */
  94         BOOTSTAGE_ID_BOARD_FLASH,       /* We have configured flash banks */
  95         BOOTSTAGE_ID_BOARD_FLASH_37,    /* In case you didn't hear... */
  96         BOOTSTAGE_ID_BOARD_ENV,         /* Environment is relocated & ready */
  97         BOOTSTAGE_ID_BOARD_PCI,         /* PCI is up */
  98
  99         BOOTSTAGE_ID_BOARD_INTERRUPTS,  /* Exceptions / interrupts ready */
 100         BOOTSTAGE_ID_BOARD_DONE,        /* Board init done, off to main loop */
 101         /* ^^^ here ends the x86 sequence */
 102
 103         /* Boot stages related to loading a kernel from an IDE device */
 104         BOOTSTAGE_ID_IDE_START = 41,
 105         BOOTSTAGE_ID_IDE_ADDR,
 106         BOOTSTAGE_ID_IDE_BOOT_DEVICE,
 107         BOOTSTAGE_ID_IDE_TYPE,
 108
 109         BOOTSTAGE_ID_IDE_PART,
 110         BOOTSTAGE_ID_IDE_PART_INFO,
 111         BOOTSTAGE_ID_IDE_PART_TYPE,
 112         BOOTSTAGE_ID_IDE_PART_READ,
 113         BOOTSTAGE_ID_IDE_FORMAT,
 114
 115         BOOTSTAGE_ID_IDE_CHECKSUM,      /* 50 */
 116         BOOTSTAGE_ID_IDE_READ,
 117
 118         /* Boot stages related to loading a kernel from an NAND device */
 119         BOOTSTAGE_ID_NAND_PART,
 120         BOOTSTAGE_ID_NAND_SUFFIX,
 121         BOOTSTAGE_ID_NAND_BOOT_DEVICE,
 122         BOOTSTAGE_ID_NAND_HDR_READ = 55,
 123         BOOTSTAGE_ID_NAND_AVAILABLE = 55,
 124         BOOTSTAGE_ID_NAND_TYPE = 57,
 125         BOOTSTAGE_ID_NAND_READ,
 126
 127         /* Boot stages related to loading a kernel from an network device */
 128         BOOTSTAGE_ID_NET_CHECKSUM = 60,
 129         BOOTSTAGE_ID_NET_ETH_START = 64,
 130         BOOTSTAGE_ID_NET_ETH_INIT,
 131
 132         BOOTSTAGE_ID_NET_START = 80,
 133         BOOTSTAGE_ID_NET_NETLOOP_OK,
 134         BOOTSTAGE_ID_NET_LOADED,
 135         BOOTSTAGE_ID_NET_DONE_ERR,
 136         BOOTSTAGE_ID_NET_DONE,
 137
 138         BOOTSTAGE_ID_FIT_FDT_START = 90,
 139         /*
 140          * Boot stages related to loading a FIT image. Some of these are a
 141          * bit wonky.
 142          */
 143         BOOTSTAGE_ID_FIT_KERNEL_START = 100,
 144
 145         BOOTSTAGE_ID_FIT_CONFIG = 110,
 146         BOOTSTAGE_ID_FIT_TYPE,
 147         BOOTSTAGE_ID_FIT_KERNEL_INFO,
 148
 149         BOOTSTAGE_ID_FIT_COMPRESSION,
 150         BOOTSTAGE_ID_FIT_OS,
 151         BOOTSTAGE_ID_FIT_LOADADDR,
 152         BOOTSTAGE_ID_OVERWRITTEN,
 153
 154         /* Next 10 IDs used by BOOTSTAGE_SUB_... */
 155         BOOTSTAGE_ID_FIT_RD_START = 120,        /* Ramdisk stages */
 156
 157         /* Next 10 IDs used by BOOTSTAGE_SUB_... */
 158         BOOTSTAGE_ID_FIT_SETUP_START = 130,     /* x86 setup stages */
 159
 160         BOOTSTAGE_ID_IDE_FIT_READ = 140,
 161         BOOTSTAGE_ID_IDE_FIT_READ_OK,
 162
 163         BOOTSTAGE_ID_NAND_FIT_READ = 150,
 164         BOOTSTAGE_ID_NAND_FIT_READ_OK,
 165
 166         BOOTSTAGE_ID_FIT_LOADABLE_START = 160,  /* for Loadable Images */
 167         /*
 168          * These boot stages are new, higher level, and not directly related
 169          * to the old boot progress numbers. They are useful for recording
 170          * rough boot timing information.
 171          */
 172         BOOTSTAGE_ID_AWAKE,
 173         BOOTSTAGE_ID_START_TPL,
 174         BOOTSTAGE_ID_END_TPL,
 175         BOOTSTAGE_ID_START_SPL,
 176         BOOTSTAGE_ID_END_SPL,
 177         BOOTSTAGE_ID_START_UBOOT_F,
 178         BOOTSTAGE_ID_START_UBOOT_R,
 179         BOOTSTAGE_ID_USB_START,
 180         BOOTSTAGE_ID_ETH_START,
 181         BOOTSTAGE_ID_BOOTP_START,
 182         BOOTSTAGE_ID_BOOTP_STOP,
 183         BOOTSTAGE_ID_BOOTM_START,
 184         BOOTSTAGE_ID_BOOTM_HANDOFF,
 185         BOOTSTAGE_ID_MAIN_LOOP,
 186         BOOTSTAGE_ID_ENTER_CLI_LOOP,
 187         BOOTSTAGE_KERNELREAD_START,
 188         BOOTSTAGE_KERNELREAD_STOP,
 189         BOOTSTAGE_ID_BOARD_INIT,
 190         BOOTSTAGE_ID_BOARD_INIT_DONE,
 191
 192         BOOTSTAGE_ID_CPU_AWAKE,
 193         BOOTSTAGE_ID_MAIN_CPU_AWAKE,
 194         BOOTSTAGE_ID_MAIN_CPU_READY,
 195
 196         BOOTSTAGE_ID_ACCUM_LCD,
 197         BOOTSTAGE_ID_ACCUM_SCSI,
 198         BOOTSTAGE_ID_ACCUM_SPI,
 199         BOOTSTAGE_ID_ACCUM_DECOMP,
 200         BOOTSTAGE_ID_ACCUM_OF_LIVE,
 201         BOOTSTAGE_ID_FPGA_INIT,
 202         BOOTSTATE_ID_ACCUM_DM_SPL,
 203         BOOTSTATE_ID_ACCUM_DM_F,
 204         BOOTSTATE_ID_ACCUM_DM_R,
 205
 206         /* a few spare for the user, from here */
 207         BOOTSTAGE_ID_USER,
 208         BOOTSTAGE_ID_ALLOC,
 209 };
 210
 211 /*
 212  * Return the time since boot in microseconds, This is needed for bootstage
 213  * and should be defined in CPU- or board-specific code. If undefined then
 214  * you will get a link error.
 215  */
 216 ulong timer_get_boot_us(void);
 217
 218 #if defined(USE_HOSTCC)
 219 #define show_boot_progress(val) do {} while (0)
 220 #else
 221 /**
 222  * Board code can implement show_boot_progress() if needed.
 223  *
 224  * @param val   Progress state (enum bootstage_id), or -id if an error
 225  *              has occurred.
 226  */
 227 void show_boot_progress(int val);
 228 #endif
 229
 230 #if !defined(USE_HOSTCC)
 231 #if CONFIG_IS_ENABLED(BOOTSTAGE)
 232 #define ENABLE_BOOTSTAGE
 233 #endif
 234 #endif
 235
 236 #ifdef ENABLE_BOOTSTAGE
 237
 238 /* This is the full bootstage implementation */
 239
 240 /**
 241  * Relocate existing bootstage records
 242  *
 243  * Call this after relocation has happened and after malloc has been initted.
 244  * We need to copy any pointers in bootstage records that were added pre-
 245  * relocation, since memory can be overwritten later.
 246  * @return Always returns 0, to indicate success
 247  */
 248 int bootstage_relocate(void);
 249
 250 /**
 251  * Add a new bootstage record
 252  *
 253  * @param id    Bootstage ID to use (ignored if flags & BOOTSTAGEF_ALLOC)
 254  * @param name  Name of record, or NULL for none
 255  * @param flags Flags (BOOTSTAGEF_...)
 256  * @param mark  Time to record in this record, in microseconds
 257  */
 258 ulong bootstage_add_record(enum bootstage_id id, const char *name,
 259                            int flags, ulong mark);
 260
 261 /**
 262  * Mark a time stamp for the current boot stage.
 263  */
 264 ulong bootstage_mark(enum bootstage_id id);
 265
 266 ulong bootstage_error(enum bootstage_id id);
 267
 268 ulong bootstage_mark_name(enum bootstage_id id, const char *name);
 269
 270 /**
 271  * Mark a time stamp in the given function and line number
 272  *
 273  * See BOOTSTAGE_MARKER() for a convenient macro.
 274  *
 275  * @param file          Filename to record (NULL if none)
 276  * @param func          Function name to record
 277  * @param linenum       Line number to record
 278  * @return recorded time stamp
 279  */
 280 ulong bootstage_mark_code(const char *file, const char *func,
 281                           int linenum);
 282
 283 /**
 284  * Mark the start of a bootstage activity. The end will be marked later with
 285  * bootstage_accum() and at that point we accumulate the time taken. Calling
 286  * this function turns the given id into a accumulator rather than and
 287  * absolute mark in time. Accumulators record the total amount of time spent
 288  * in an activty during boot.
 289  *
 290  * @param id    Bootstage id to record this timestamp against
 291  * @param name  Textual name to display for this id in the report (maybe NULL)
 292  * @return start timestamp in microseconds
 293  */
 294 uint32_t bootstage_start(enum bootstage_id id, const char *name);
 295
 296 /**
 297  * Mark the end of a bootstage activity
 298  *
 299  * After previously marking the start of an activity with bootstage_start(),
 300  * call this function to mark the end. You can call these functions in pairs
 301  * as many times as you like.
 302  *
 303  * @param id    Bootstage id to record this timestamp against
 304  * @return time spent in this iteration of the activity (i.e. the time now
 305  *              less the start time recorded in the last bootstage_start() call
 306  *              with this id.
 307  */
 308 uint32_t bootstage_accum(enum bootstage_id id);
 309
 310 /* Print a report about boot time */
 311 void bootstage_report(void);
 312
 313 /**
 314  * Add bootstage information to the device tree
 315  *
 316  * @return 0 if ok, -ve on error
 317  */
 318 int bootstage_fdt_add_report(void);
 319
 320 /**
 321  * Stash bootstage data into memory
 322  *
 323  * @param base  Base address of memory buffer
 324  * @param size  Size of memory buffer
 325  * @return 0 if stashed ok, -1 if out of space
 326  */
 327 int bootstage_stash(void *base, int size);
 328
 329 /**
 330  * Read bootstage data from memory
 331  *
 332  * Bootstage data is read from memory and placed in the bootstage table
 333  * in the user records.
 334  *
 335  * @param base  Base address of memory buffer
 336  * @param size  Size of memory buffer (-1 if unknown)
 337  * @return 0 if unstashed ok, -ENOENT if bootstage info not found, -ENOSPC if
 338  *      there is not space for read the stacked data, or other error if
 339  *      something else went wrong
 340  */
 341 int bootstage_unstash(const void *base, int size);
 342
 343 /**
 344  * bootstage_get_size() - Get the size of the bootstage data
 345  *
 346  * @return size of boostage data in bytes
 347  */
 348 int bootstage_get_size(void);
 349
 350 /**
 351  * bootstage_init() - Prepare bootstage for use
 352  *
 353  * @first: true if this is the first time bootstage is set up. This causes it
 354  *      to add a 'reset' record with a time of 0.
 355  */
 356 int bootstage_init(bool first);
 357
 358 #else
 359 static inline ulong bootstage_add_record(enum bootstage_id id,
 360                 const char *name, int flags, ulong mark)
 361 {
 362         return 0;
 363 }
 364
 365 /*
 366  * This is a dummy implementation which just calls show_boot_progress(),
 367  * and won't even do that unless CONFIG_SHOW_BOOT_PROGRESS is defined
 368  */
 369
 370 static inline int bootstage_relocate(void)
 371 {
 372         return 0;
 373 }
 374
 375 static inline ulong bootstage_mark(enum bootstage_id id)
 376 {
 377         show_boot_progress(id);
 378         return 0;
 379 }
 380
 381 static inline ulong bootstage_error(enum bootstage_id id)
 382 {
 383         show_boot_progress(-id);
 384         return 0;
 385 }
 386
 387 static inline ulong bootstage_mark_name(enum bootstage_id id, const char *name)
 388 {
 389         show_boot_progress(id);
 390         return 0;
 391 }
 392
 393 static inline ulong bootstage_mark_code(const char *file, const char *func,
 394                                         int linenum)
 395 {
 396         return 0;
 397 }
 398
 399 static inline uint32_t bootstage_start(enum bootstage_id id, const char *name)
 400 {
 401         return 0;
 402 }
 403
 404 static inline uint32_t bootstage_accum(enum bootstage_id id)
 405 {
 406         return 0;
 407 }
 408
 409 static inline int bootstage_stash(void *base, int size)
 410 {
 411         return 0;       /* Pretend to succeed */
 412 }
 413
 414 static inline int bootstage_unstash(const void *base, int size)
 415 {
 416         return 0;       /* Pretend to succeed */
 417 }
 418
 419 static inline int bootstage_get_size(void)
 420 {
 421         return 0;
 422 }
 423
 424 static inline int bootstage_init(bool first)
 425 {
 426         return 0;
 427 }
 428
 429 #endif /* ENABLE_BOOTSTAGE */
 430
 431 /* Helper macro for adding a bootstage to a line of code */
 432 #define BOOTSTAGE_MARKER()      \
 433                 bootstage_mark_code(__FILE__, __func__, __LINE__)
 434
 435 #endif