kernel/kexec_core.c

   1 /*
   2  * kexec.c - kexec system call core code.
   3  * Copyright (C) 2002-2004 Eric Biederman  <ebiederm@xmission.com>
   4  *
   5  * This source code is licensed under the GNU General Public License,
   6  * Version 2.  See the file COPYING for more details.
   7  */
   8
   9 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  10
  11 #include <linux/capability.h>
  12 #include <linux/mm.h>
  13 #include <linux/file.h>
  14 #include <linux/slab.h>
  15 #include <linux/fs.h>
  16 #include <linux/kexec.h>
  17 #include <linux/mutex.h>
  18 #include <linux/list.h>
  19 #include <linux/highmem.h>
  20 #include <linux/syscalls.h>
  21 #include <linux/reboot.h>
  22 #include <linux/ioport.h>
  23 #include <linux/hardirq.h>
  24 #include <linux/elf.h>
  25 #include <linux/elfcore.h>
  26 #include <linux/utsname.h>
  27 #include <linux/numa.h>
  28 #include <linux/suspend.h>
  29 #include <linux/device.h>
  30 #include <linux/freezer.h>
  31 #include <linux/pm.h>
  32 #include <linux/cpu.h>
  33 #include <linux/uaccess.h>
  34 #include <linux/io.h>
  35 #include <linux/console.h>
  36 #include <linux/vmalloc.h>
  37 #include <linux/swap.h>
  38 #include <linux/syscore_ops.h>
  39 #include <linux/compiler.h>
  40 #include <linux/hugetlb.h>
  41 #include <linux/frame.h>
  42
  43 #include <asm/page.h>
  44 #include <asm/sections.h>
  45
  46 #include <crypto/hash.h>
  47 #include <crypto/sha.h>
  48 #include "kexec_internal.h"
  49
  50 DEFINE_MUTEX(kexec_mutex);
  51
  52 /* Per cpu memory for storing cpu states in case of system crash. */
  53 note_buf_t __percpu *crash_notes;
  54
  55 /* Flag to indicate we are going to kexec a new kernel */
  56 bool kexec_in_progress = false;
  57
  58
  59 /* Location of the reserved area for the crash kernel */
  60 struct resource crashk_res = {
  61         .name  = "Crash kernel",
  62         .start = 0,
  63         .end   = 0,
  64         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
  65         .desc  = IORES_DESC_CRASH_KERNEL
  66 };
  67 struct resource crashk_low_res = {
  68         .name  = "Crash kernel",
  69         .start = 0,
  70         .end   = 0,
  71         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
  72         .desc  = IORES_DESC_CRASH_KERNEL
  73 };
  74
  75 int kexec_should_crash(struct task_struct *p)
  76 {
  77         /*
  78          * If crash_kexec_post_notifiers is enabled, don't run
  79          * crash_kexec() here yet, which must be run after panic
  80          * notifiers in panic().
  81          */
  82         if (crash_kexec_post_notifiers)
  83                 return 0;
  84         /*
  85          * There are 4 panic() calls in do_exit() path, each of which
  86          * corresponds to each of these 4 conditions.
  87          */
  88         if (in_interrupt() || !p->pid || is_global_init(p) || panic_on_oops)
  89                 return 1;
  90         return 0;
  91 }
  92
  93 int kexec_crash_loaded(void)
  94 {
  95         return !!kexec_crash_image;
  96 }
  97 EXPORT_SYMBOL_GPL(kexec_crash_loaded);
  98
  99 /*
 100  * When kexec transitions to the new kernel there is a one-to-one
 101  * mapping between physical and virtual addresses.  On processors
 102  * where you can disable the MMU this is trivial, and easy.  For
 103  * others it is still a simple predictable page table to setup.
 104  *
 105  * In that environment kexec copies the new kernel to its final
 106  * resting place.  This means I can only support memory whose
 107  * physical address can fit in an unsigned long.  In particular
 108  * addresses where (pfn << PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX cannot be handled.
 109  * If the assembly stub has more restrictive requirements
 110  * KEXEC_SOURCE_MEMORY_LIMIT and KEXEC_DEST_MEMORY_LIMIT can be
 111  * defined more restrictively in <asm/kexec.h>.
 112  *
 113  * The code for the transition from the current kernel to the
 114  * the new kernel is placed in the control_code_buffer, whose size
 115  * is given by KEXEC_CONTROL_PAGE_SIZE.  In the best case only a single
 116  * page of memory is necessary, but some architectures require more.
 117  * Because this memory must be identity mapped in the transition from
 118  * virtual to physical addresses it must live in the range
 119  * 0 - TASK_SIZE, as only the user space mappings are arbitrarily
 120  * modifiable.
 121  *
 122  * The assembly stub in the control code buffer is passed a linked list
 123  * of descriptor pages detailing the source pages of the new kernel,
 124  * and the destination addresses of those source pages.  As this data
 125  * structure is not used in the context of the current OS, it must
 126  * be self-contained.
 127  *
 128  * The code has been made to work with highmem pages and will use a
 129  * destination page in its final resting place (if it happens
 130  * to allocate it).  The end product of this is that most of the
 131  * physical address space, and most of RAM can be used.
 132  *
 133  * Future directions include:
 134  *  - allocating a page table with the control code buffer identity
 135  *    mapped, to simplify machine_kexec and make kexec_on_panic more
 136  *    reliable.
 137  */
 138
 139 /*
 140  * KIMAGE_NO_DEST is an impossible destination address..., for
 141  * allocating pages whose destination address we do not care about.
 142  */
 143 #define KIMAGE_NO_DEST (-1UL)
 144 #define PAGE_COUNT(x) (((x) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT)
 145
 146 static struct page *kimage_alloc_page(struct kimage *image,
 147                                        gfp_t gfp_mask,
 148                                        unsigned long dest);
 149
 150 int sanity_check_segment_list(struct kimage *image)
 151 {
 152         int i;
 153         unsigned long nr_segments = image->nr_segments;
 154         unsigned long total_pages = 0;
 155
 156         /*
 157          * Verify we have good destination addresses.  The caller is
 158          * responsible for making certain we don't attempt to load
 159          * the new image into invalid or reserved areas of RAM.  This
 160          * just verifies it is an address we can use.
 161          *
 162          * Since the kernel does everything in page size chunks ensure
 163          * the destination addresses are page aligned.  Too many
 164          * special cases crop of when we don't do this.  The most
 165          * insidious is getting overlapping destination addresses
 166          * simply because addresses are changed to page size
 167          * granularity.
 168          */
 169         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 170                 unsigned long mstart, mend;
 171
 172                 mstart = image->segment[i].mem;
 173                 mend   = mstart + image->segment[i].memsz;
 174                 if (mstart > mend)
 175                         return -EADDRNOTAVAIL;
 176                 if ((mstart & ~PAGE_MASK) || (mend & ~PAGE_MASK))
 177                         return -EADDRNOTAVAIL;
 178                 if (mend >= KEXEC_DESTINATION_MEMORY_LIMIT)
 179                         return -EADDRNOTAVAIL;
 180         }
 181
 182         /* Verify our destination addresses do not overlap.
 183          * If we alloed overlapping destination addresses
 184          * through very weird things can happen with no
 185          * easy explanation as one segment stops on another.
 186          */
 187         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 188                 unsigned long mstart, mend;
 189                 unsigned long j;
 190
 191                 mstart = image->segment[i].mem;
 192                 mend   = mstart + image->segment[i].memsz;
 193                 for (j = 0; j < i; j++) {
 194                         unsigned long pstart, pend;
 195
 196                         pstart = image->segment[j].mem;
 197                         pend   = pstart + image->segment[j].memsz;
 198                         /* Do the segments overlap ? */
 199                         if ((mend > pstart) && (mstart < pend))
 200                                 return -EINVAL;
 201                 }
 202         }
 203
 204         /* Ensure our buffer sizes are strictly less than
 205          * our memory sizes.  This should always be the case,
 206          * and it is easier to check up front than to be surprised
 207          * later on.
 208          */
 209         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 210                 if (image->segment[i].bufsz > image->segment[i].memsz)
 211                         return -EINVAL;
 212         }
 213
 214         /*
 215          * Verify that no more than half of memory will be consumed. If the
 216          * request from userspace is too large, a large amount of time will be
 217          * wasted allocating pages, which can cause a soft lockup.
 218          */
 219         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 220                 if (PAGE_COUNT(image->segment[i].memsz) > totalram_pages / 2)
 221                         return -EINVAL;
 222
 223                 total_pages += PAGE_COUNT(image->segment[i].memsz);
 224         }
 225
 226         if (total_pages > totalram_pages / 2)
 227                 return -EINVAL;
 228
 229         /*
 230          * Verify we have good destination addresses.  Normally
 231          * the caller is responsible for making certain we don't
 232          * attempt to load the new image into invalid or reserved
 233          * areas of RAM.  But crash kernels are preloaded into a
 234          * reserved area of ram.  We must ensure the addresses
 235          * are in the reserved area otherwise preloading the
 236          * kernel could corrupt things.
 237          */
 238
 239         if (image->type == KEXEC_TYPE_CRASH) {
 240                 for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 241                         unsigned long mstart, mend;
 242
 243                         mstart = image->segment[i].mem;
 244                         mend = mstart + image->segment[i].memsz - 1;
 245                         /* Ensure we are within the crash kernel limits */
 246                         if ((mstart < phys_to_boot_phys(crashk_res.start)) ||
 247                             (mend > phys_to_boot_phys(crashk_res.end)))
 248                                 return -EADDRNOTAVAIL;
 249                 }
 250         }
 251
 252         return 0;
 253 }
 254
 255 struct kimage *do_kimage_alloc_init(void)
 256 {
 257         struct kimage *image;
 258
 259         /* Allocate a controlling structure */
 260         image = kzalloc(sizeof(*image), GFP_KERNEL);
 261         if (!image)
 262                 return NULL;
 263
 264         image->head = 0;
 265         image->entry = &image->head;
 266         image->last_entry = &image->head;
 267         image->control_page = ~0; /* By default this does not apply */
 268         image->type = KEXEC_TYPE_DEFAULT;
 269
 270         /* Initialize the list of control pages */
 271         INIT_LIST_HEAD(&image->control_pages);
 272
 273         /* Initialize the list of destination pages */
 274         INIT_LIST_HEAD(&image->dest_pages);
 275
 276         /* Initialize the list of unusable pages */
 277         INIT_LIST_HEAD(&image->unusable_pages);
 278
 279         return image;
 280 }
 281
 282 int kimage_is_destination_range(struct kimage *image,
 283                                         unsigned long start,
 284                                         unsigned long end)
 285 {
 286         unsigned long i;
 287
 288         for (i = 0; i < image->nr_segments; i++) {
 289                 unsigned long mstart, mend;
 290
 291                 mstart = image->segment[i].mem;
 292                 mend = mstart + image->segment[i].memsz;
 293                 if ((end > mstart) && (start < mend))
 294                         return 1;
 295         }
 296
 297         return 0;
 298 }
 299
 300 static struct page *kimage_alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
 301 {
 302         struct page *pages;
 303
 304         pages = alloc_pages(gfp_mask, order);
 305         if (pages) {
 306                 unsigned int count, i;
 307
 308                 pages->mapping = NULL;
 309                 set_page_private(pages, order);
 310                 count = 1 << order;
 311                 for (i = 0; i < count; i++)
 312                         SetPageReserved(pages + i);
 313         }
 314
 315         return pages;
 316 }
 317
 318 static void kimage_free_pages(struct page *page)
 319 {
 320         unsigned int order, count, i;
 321
 322         order = page_private(page);
 323         count = 1 << order;
 324         for (i = 0; i < count; i++)
 325                 ClearPageReserved(page + i);
 326         __free_pages(page, order);
 327 }
 328
 329 void kimage_free_page_list(struct list_head *list)
 330 {
 331         struct page *page, *next;
 332
 333         list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
 334                 list_del(&page->lru);
 335                 kimage_free_pages(page);
 336         }
 337 }
 338
 339 static struct page *kimage_alloc_normal_control_pages(struct kimage *image,
 340                                                         unsigned int order)
 341 {
 342         /* Control pages are special, they are the intermediaries
 343          * that are needed while we copy the rest of the pages
 344          * to their final resting place.  As such they must
 345          * not conflict with either the destination addresses
 346          * or memory the kernel is already using.
 347          *
 348          * The only case where we really need more than one of
 349          * these are for architectures where we cannot disable
 350          * the MMU and must instead generate an identity mapped
 351          * page table for all of the memory.
 352          *
 353          * At worst this runs in O(N) of the image size.
 354          */
 355         struct list_head extra_pages;
 356         struct page *pages;
 357         unsigned int count;
 358
 359         count = 1 << order;
 360         INIT_LIST_HEAD(&extra_pages);
 361
 362         /* Loop while I can allocate a page and the page allocated
 363          * is a destination page.
 364          */
 365         do {
 366                 unsigned long pfn, epfn, addr, eaddr;
 367
 368                 pages = kimage_alloc_pages(KEXEC_CONTROL_MEMORY_GFP, order);
 369                 if (!pages)
 370                         break;
 371                 pfn   = page_to_boot_pfn(pages);
 372                 epfn  = pfn + count;
 373                 addr  = pfn << PAGE_SHIFT;
 374                 eaddr = epfn << PAGE_SHIFT;
 375                 if ((epfn >= (KEXEC_CONTROL_MEMORY_LIMIT >> PAGE_SHIFT)) ||
 376                               kimage_is_destination_range(image, addr, eaddr)) {
 377                         list_add(&pages->lru, &extra_pages);
 378                         pages = NULL;
 379                 }
 380         } while (!pages);
 381
 382         if (pages) {
 383                 /* Remember the allocated page... */
 384                 list_add(&pages->lru, &image->control_pages);
 385
 386                 /* Because the page is already in it's destination
 387                  * location we will never allocate another page at
 388                  * that address.  Therefore kimage_alloc_pages
 389                  * will not return it (again) and we don't need
 390                  * to give it an entry in image->segment[].
 391                  */
 392         }
 393         /* Deal with the destination pages I have inadvertently allocated.
 394          *
 395          * Ideally I would convert multi-page allocations into single
 396          * page allocations, and add everything to image->dest_pages.
 397          *
 398          * For now it is simpler to just free the pages.
 399          */
 400         kimage_free_page_list(&extra_pages);
 401
 402         return pages;
 403 }
 404
 405 static struct page *kimage_alloc_crash_control_pages(struct kimage *image,
 406                                                       unsigned int order)
 407 {
 408         /* Control pages are special, they are the intermediaries
 409          * that are needed while we copy the rest of the pages
 410          * to their final resting place.  As such they must
 411          * not conflict with either the destination addresses
 412          * or memory the kernel is already using.
 413          *
 414          * Control pages are also the only pags we must allocate
 415          * when loading a crash kernel.  All of the other pages
 416          * are specified by the segments and we just memcpy
 417          * into them directly.
 418          *
 419          * The only case where we really need more than one of
 420          * these are for architectures where we cannot disable
 421          * the MMU and must instead generate an identity mapped
 422          * page table for all of the memory.
 423          *
 424          * Given the low demand this implements a very simple
 425          * allocator that finds the first hole of the appropriate
 426          * size in the reserved memory region, and allocates all
 427          * of the memory up to and including the hole.
 428          */
 429         unsigned long hole_start, hole_end, size;
 430         struct page *pages;
 431
 432         pages = NULL;
 433         size = (1 << order) << PAGE_SHIFT;
 434         hole_start = (image->control_page + (size - 1)) & ~(size - 1);
 435         hole_end   = hole_start + size - 1;
 436         while (hole_end <= crashk_res.end) {
 437                 unsigned long i;
 438
 439                 cond_resched();
 440
 441                 if (hole_end > KEXEC_CRASH_CONTROL_MEMORY_LIMIT)
 442                         break;
 443                 /* See if I overlap any of the segments */
 444                 for (i = 0; i < image->nr_segments; i++) {
 445                         unsigned long mstart, mend;
 446
 447                         mstart = image->segment[i].mem;
 448                         mend   = mstart + image->segment[i].memsz - 1;
 449                         if ((hole_end >= mstart) && (hole_start <= mend)) {
 450                                 /* Advance the hole to the end of the segment */
 451                                 hole_start = (mend + (size - 1)) & ~(size - 1);
 452                                 hole_end   = hole_start + size - 1;
 453                                 break;
 454                         }
 455                 }
 456                 /* If I don't overlap any segments I have found my hole! */
 457                 if (i == image->nr_segments) {
 458                         pages = pfn_to_page(hole_start >> PAGE_SHIFT);
 459                         image->control_page = hole_end;
 460                         break;
 461                 }
 462         }
 463
 464         return pages;
 465 }
 466
 467
 468 struct page *kimage_alloc_control_pages(struct kimage *image,
 469                                          unsigned int order)
 470 {
 471         struct page *pages = NULL;
 472
 473         switch (image->type) {
 474         case KEXEC_TYPE_DEFAULT:
 475                 pages = kimage_alloc_normal_control_pages(image, order);
 476                 break;
 477         case KEXEC_TYPE_CRASH:
 478                 pages = kimage_alloc_crash_control_pages(image, order);
 479                 break;
 480         }
 481
 482         return pages;
 483 }
 484
 485 static int kimage_add_entry(struct kimage *image, kimage_entry_t entry)
 486 {
 487         if (*image->entry != 0)
 488                 image->entry++;
 489
 490         if (image->entry == image->last_entry) {
 491                 kimage_entry_t *ind_page;
 492                 struct page *page;
 493
 494                 page = kimage_alloc_page(image, GFP_KERNEL, KIMAGE_NO_DEST);
 495                 if (!page)
 496                         return -ENOMEM;
 497
 498                 ind_page = page_address(page);
 499                 *image->entry = virt_to_boot_phys(ind_page) | IND_INDIRECTION;
 500                 image->entry = ind_page;
 501                 image->last_entry = ind_page +
 502                                       ((PAGE_SIZE/sizeof(kimage_entry_t)) - 1);
 503         }
 504         *image->entry = entry;
 505         image->entry++;
 506         *image->entry = 0;
 507
 508         return 0;
 509 }
 510
 511 static int kimage_set_destination(struct kimage *image,
 512                                    unsigned long destination)
 513 {
 514         int result;
 515
 516         destination &= PAGE_MASK;
 517         result = kimage_add_entry(image, destination | IND_DESTINATION);
 518
 519         return result;
 520 }
 521
 522
 523 static int kimage_add_page(struct kimage *image, unsigned long page)
 524 {
 525         int result;
 526
 527         page &= PAGE_MASK;
 528         result = kimage_add_entry(image, page | IND_SOURCE);
 529
 530         return result;
 531 }
 532
 533
 534 static void kimage_free_extra_pages(struct kimage *image)
 535 {
 536         /* Walk through and free any extra destination pages I may have */
 537         kimage_free_page_list(&image->dest_pages);
 538
 539         /* Walk through and free any unusable pages I have cached */
 540         kimage_free_page_list(&image->unusable_pages);
 541
 542 }
 543 void kimage_terminate(struct kimage *image)
 544 {
 545         if (*image->entry != 0)
 546                 image->entry++;
 547
 548         *image->entry = IND_DONE;
 549 }
 550
 551 #define for_each_kimage_entry(image, ptr, entry) \
 552         for (ptr = &image->head; (entry = *ptr) && !(entry & IND_DONE); \
 553                 ptr = (entry & IND_INDIRECTION) ? \
 554                         boot_phys_to_virt((entry & PAGE_MASK)) : ptr + 1)
 555
 556 static void kimage_free_entry(kimage_entry_t entry)
 557 {
 558         struct page *page;
 559
 560         page = boot_pfn_to_page(entry >> PAGE_SHIFT);
 561         kimage_free_pages(page);
 562 }
 563
 564 void kimage_free(struct kimage *image)
 565 {
 566         kimage_entry_t *ptr, entry;
 567         kimage_entry_t ind = 0;
 568
 569         if (!image)
 570                 return;
 571
 572         kimage_free_extra_pages(image);
 573         for_each_kimage_entry(image, ptr, entry) {
 574                 if (entry & IND_INDIRECTION) {
 575                         /* Free the previous indirection page */
 576                         if (ind & IND_INDIRECTION)
 577                                 kimage_free_entry(ind);
 578                         /* Save this indirection page until we are
 579                          * done with it.
 580                          */
 581                         ind = entry;
 582                 } else if (entry & IND_SOURCE)
 583                         kimage_free_entry(entry);
 584         }
 585         /* Free the final indirection page */
 586         if (ind & IND_INDIRECTION)
 587                 kimage_free_entry(ind);
 588
 589         /* Handle any machine specific cleanup */
 590         machine_kexec_cleanup(image);
 591
 592         /* Free the kexec control pages... */
 593         kimage_free_page_list(&image->control_pages);
 594
 595         /*
 596          * Free up any temporary buffers allocated. This might hit if
 597          * error occurred much later after buffer allocation.
 598          */
 599         if (image->file_mode)
 600                 kimage_file_post_load_cleanup(image);
 601
 602         kfree(image);
 603 }
 604
 605 static kimage_entry_t *kimage_dst_used(struct kimage *image,
 606                                         unsigned long page)
 607 {
 608         kimage_entry_t *ptr, entry;
 609         unsigned long destination = 0;
 610
 611         for_each_kimage_entry(image, ptr, entry) {
 612                 if (entry & IND_DESTINATION)
 613                         destination = entry & PAGE_MASK;
 614                 else if (entry & IND_SOURCE) {
 615                         if (page == destination)
 616                                 return ptr;
 617                         destination += PAGE_SIZE;
 618                 }
 619         }
 620
 621         return NULL;
 622 }
 623
 624 static struct page *kimage_alloc_page(struct kimage *image,
 625                                         gfp_t gfp_mask,
 626                                         unsigned long destination)
 627 {
 628         /*
 629          * Here we implement safeguards to ensure that a source page
 630          * is not copied to its destination page before the data on
 631          * the destination page is no longer useful.
 632          *
 633          * To do this we maintain the invariant that a source page is
 634          * either its own destination page, or it is not a
 635          * destination page at all.
 636          *
 637          * That is slightly stronger than required, but the proof
 638          * that no problems will not occur is trivial, and the
 639          * implementation is simply to verify.
 640          *
 641          * When allocating all pages normally this algorithm will run
 642          * in O(N) time, but in the worst case it will run in O(N^2)
 643          * time.   If the runtime is a problem the data structures can
 644          * be fixed.
 645          */
 646         struct page *page;
 647         unsigned long addr;
 648
 649         /*
 650          * Walk through the list of destination pages, and see if I
 651          * have a match.
 652          */
 653         list_for_each_entry(page, &image->dest_pages, lru) {
 654                 addr = page_to_boot_pfn(page) << PAGE_SHIFT;
 655                 if (addr == destination) {
 656                         list_del(&page->lru);
 657                         return page;
 658                 }
 659         }
 660         page = NULL;
 661         while (1) {
 662                 kimage_entry_t *old;
 663
 664                 /* Allocate a page, if we run out of memory give up */
 665                 page = kimage_alloc_pages(gfp_mask, 0);
 666                 if (!page)
 667                         return NULL;
 668                 /* If the page cannot be used file it away */
 669                 if (page_to_boot_pfn(page) >
 670                                 (KEXEC_SOURCE_MEMORY_LIMIT >> PAGE_SHIFT)) {
 671                         list_add(&page->lru, &image->unusable_pages);
 672                         continue;
 673                 }
 674                 addr = page_to_boot_pfn(page) << PAGE_SHIFT;
 675
 676                 /* If it is the destination page we want use it */
 677                 if (addr == destination)
 678                         break;
 679
 680                 /* If the page is not a destination page use it */
 681                 if (!kimage_is_destination_range(image, addr,
 682                                                   addr + PAGE_SIZE))
 683                         break;
 684
 685                 /*
 686                  * I know that the page is someones destination page.
 687                  * See if there is already a source page for this
 688                  * destination page.  And if so swap the source pages.
 689                  */
 690                 old = kimage_dst_used(image, addr);
 691                 if (old) {
 692                         /* If so move it */
 693                         unsigned long old_addr;
 694                         struct page *old_page;
 695
 696                         old_addr = *old & PAGE_MASK;
 697                         old_page = boot_pfn_to_page(old_addr >> PAGE_SHIFT);
 698                         copy_highpage(page, old_page);
 699                         *old = addr | (*old & ~PAGE_MASK);
 700
 701                         /* The old page I have found cannot be a
 702                          * destination page, so return it if it's
 703                          * gfp_flags honor the ones passed in.
 704                          */
 705                         if (!(gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) &&
 706                             PageHighMem(old_page)) {
 707                                 kimage_free_pages(old_page);
 708                                 continue;
 709                         }
 710                         addr = old_addr;
 711                         page = old_page;
 712                         break;
 713                 }
 714                 /* Place the page on the destination list, to be used later */
 715                 list_add(&page->lru, &image->dest_pages);
 716         }
 717
 718         return page;
 719 }
 720
 721 static int kimage_load_normal_segment(struct kimage *image,
 722                                          struct kexec_segment *segment)
 723 {
 724         unsigned long maddr;
 725         size_t ubytes, mbytes;
 726         int result;
 727         unsigned char __user *buf = NULL;
 728         unsigned char *kbuf = NULL;
 729
 730         result = 0;
 731         if (image->file_mode)
 732                 kbuf = segment->kbuf;
 733         else
 734                 buf = segment->buf;
 735         ubytes = segment->bufsz;
 736         mbytes = segment->memsz;
 737         maddr = segment->mem;
 738
 739         result = kimage_set_destination(image, maddr);
 740         if (result < 0)
 741                 goto out;
 742
 743         while (mbytes) {
 744                 struct page *page;
 745                 char *ptr;
 746                 size_t uchunk, mchunk;
 747
 748                 page = kimage_alloc_page(image, GFP_HIGHUSER, maddr);
 749                 if (!page) {
 750                         result  = -ENOMEM;
 751                         goto out;
 752                 }
 753                 result = kimage_add_page(image, page_to_boot_pfn(page)
 754                                                                 << PAGE_SHIFT);
 755                 if (result < 0)
 756                         goto out;
 757
 758                 ptr = kmap(page);
 759                 /* Start with a clear page */
 760                 clear_page(ptr);
 761                 ptr += maddr & ~PAGE_MASK;
 762                 mchunk = min_t(size_t, mbytes,
 763                                 PAGE_SIZE - (maddr & ~PAGE_MASK));
 764                 uchunk = min(ubytes, mchunk);
 765
 766                 /* For file based kexec, source pages are in kernel memory */
 767                 if (image->file_mode)
 768                         memcpy(ptr, kbuf, uchunk);
 769                 else
 770                         result = copy_from_user(ptr, buf, uchunk);
 771                 kunmap(page);
 772                 if (result) {
 773                         result = -EFAULT;
 774                         goto out;
 775                 }
 776                 ubytes -= uchunk;
 777                 maddr  += mchunk;
 778                 if (image->file_mode)
 779                         kbuf += mchunk;
 780                 else
 781                         buf += mchunk;
 782                 mbytes -= mchunk;
 783         }
 784 out:
 785         return result;
 786 }
 787
 788 static int kimage_load_crash_segment(struct kimage *image,
 789                                         struct kexec_segment *segment)
 790 {
 791         /* For crash dumps kernels we simply copy the data from
 792          * user space to it's destination.
 793          * We do things a page at a time for the sake of kmap.
 794          */
 795         unsigned long maddr;
 796         size_t ubytes, mbytes;
 797         int result;
 798         unsigned char __user *buf = NULL;
 799         unsigned char *kbuf = NULL;
 800
 801         result = 0;
 802         if (image->file_mode)
 803                 kbuf = segment->kbuf;
 804         else
 805                 buf = segment->buf;
 806         ubytes = segment->bufsz;
 807         mbytes = segment->memsz;
 808         maddr = segment->mem;
 809         while (mbytes) {
 810                 struct page *page;
 811                 char *ptr;
 812                 size_t uchunk, mchunk;
 813
 814                 page = boot_pfn_to_page(maddr >> PAGE_SHIFT);
 815                 if (!page) {
 816                         result  = -ENOMEM;
 817                         goto out;
 818                 }
 819                 ptr = kmap(page);
 820                 ptr += maddr & ~PAGE_MASK;
 821                 mchunk = min_t(size_t, mbytes,
 822                                 PAGE_SIZE - (maddr & ~PAGE_MASK));
 823                 uchunk = min(ubytes, mchunk);
 824                 if (mchunk > uchunk) {
 825                         /* Zero the trailing part of the page */
 826                         memset(ptr + uchunk, 0, mchunk - uchunk);
 827                 }
 828
 829                 /* For file based kexec, source pages are in kernel memory */
 830                 if (image->file_mode)
 831                         memcpy(ptr, kbuf, uchunk);
 832                 else
 833                         result = copy_from_user(ptr, buf, uchunk);
 834                 kexec_flush_icache_page(page);
 835                 kunmap(page);
 836                 if (result) {
 837                         result = -EFAULT;
 838                         goto out;
 839                 }
 840                 ubytes -= uchunk;
 841                 maddr  += mchunk;
 842                 if (image->file_mode)
 843                         kbuf += mchunk;
 844                 else
 845                         buf += mchunk;
 846                 mbytes -= mchunk;
 847         }
 848 out:
 849         return result;
 850 }
 851
 852 int kimage_load_segment(struct kimage *image,
 853                                 struct kexec_segment *segment)
 854 {
 855         int result = -ENOMEM;
 856
 857         switch (image->type) {
 858         case KEXEC_TYPE_DEFAULT:
 859                 result = kimage_load_normal_segment(image, segment);
 860                 break;
 861         case KEXEC_TYPE_CRASH:
 862                 result = kimage_load_crash_segment(image, segment);
 863                 break;
 864         }
 865
 866         return result;
 867 }
 868
 869 struct kimage *kexec_image;
 870 struct kimage *kexec_crash_image;
 871 int kexec_load_disabled;
 872
 873 /*
 874  * No panic_cpu check version of crash_kexec().  This function is called
 875  * only when panic_cpu holds the current CPU number; this is the only CPU
 876  * which processes crash_kexec routines.
 877  */
 878 void __noclone __crash_kexec(struct pt_regs *regs)
 879 {
 880         /* Take the kexec_mutex here to prevent sys_kexec_load
 881          * running on one cpu from replacing the crash kernel
 882          * we are using after a panic on a different cpu.
 883          *
 884          * If the crash kernel was not located in a fixed area
 885          * of memory the xchg(&kexec_crash_image) would be
 886          * sufficient.  But since I reuse the memory...
 887          */
 888         if (mutex_trylock(&kexec_mutex)) {
 889                 if (kexec_crash_image) {
 890                         struct pt_regs fixed_regs;
 891
 892                         crash_setup_regs(&fixed_regs, regs);
 893                         crash_save_vmcoreinfo();
 894                         machine_crash_shutdown(&fixed_regs);
 895                         machine_kexec(kexec_crash_image);
 896                 }
 897                 mutex_unlock(&kexec_mutex);
 898         }
 899 }
 900 STACK_FRAME_NON_STANDARD(__crash_kexec);
 901
 902 void crash_kexec(struct pt_regs *regs)
 903 {
 904         int old_cpu, this_cpu;
 905
 906         /*
 907          * Only one CPU is allowed to execute the crash_kexec() code as with
 908          * panic().  Otherwise parallel calls of panic() and crash_kexec()
 909          * may stop each other.  To exclude them, we use panic_cpu here too.
 910          */
 911         this_cpu = raw_smp_processor_id();
 912         old_cpu = atomic_cmpxchg(&panic_cpu, PANIC_CPU_INVALID, this_cpu);
 913         if (old_cpu == PANIC_CPU_INVALID) {
 914                 /* This is the 1st CPU which comes here, so go ahead. */
 915                 printk_safe_flush_on_panic();
 916                 __crash_kexec(regs);
 917
 918                 /*
 919                  * Reset panic_cpu to allow another panic()/crash_kexec()
 920                  * call.
 921                  */
 922                 atomic_set(&panic_cpu, PANIC_CPU_INVALID);
 923         }
 924 }
 925
 926 size_t crash_get_memory_size(void)
 927 {
 928         size_t size = 0;
 929
 930         mutex_lock(&kexec_mutex);
 931         if (crashk_res.end != crashk_res.start)
 932                 size = resource_size(&crashk_res);
 933         mutex_unlock(&kexec_mutex);
 934         return size;
 935 }
 936
 937 void __weak crash_free_reserved_phys_range(unsigned long begin,
 938                                            unsigned long end)
 939 {
 940         unsigned long addr;
 941
 942         for (addr = begin; addr < end; addr += PAGE_SIZE)
 943                 free_reserved_page(boot_pfn_to_page(addr >> PAGE_SHIFT));
 944 }
 945
 946 int crash_shrink_memory(unsigned long new_size)
 947 {
 948         int ret = 0;
 949         unsigned long start, end;
 950         unsigned long old_size;
 951         struct resource *ram_res;
 952
 953         mutex_lock(&kexec_mutex);
 954
 955         if (kexec_crash_image) {
 956                 ret = -ENOENT;
 957                 goto unlock;
 958         }
 959         start = crashk_res.start;
 960         end = crashk_res.end;
 961         old_size = (end == 0) ? 0 : end - start + 1;
 962         if (new_size >= old_size) {
 963                 ret = (new_size == old_size) ? 0 : -EINVAL;
 964                 goto unlock;
 965         }
 966
 967         ram_res = kzalloc(sizeof(*ram_res), GFP_KERNEL);
 968         if (!ram_res) {
 969                 ret = -ENOMEM;
 970                 goto unlock;
 971         }
 972
 973         start = roundup(start, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 974         end = roundup(start + new_size, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
 975
 976         crash_free_reserved_phys_range(end, crashk_res.end);
 977
 978         if ((start == end) && (crashk_res.parent != NULL))
 979                 release_resource(&crashk_res);
 980
 981         ram_res->start = end;
 982         ram_res->end = crashk_res.end;
 983         ram_res->flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
 984         ram_res->name = "System RAM";
 985
 986         crashk_res.end = end - 1;
 987
 988         insert_resource(&iomem_resource, ram_res);
 989
 990 unlock:
 991         mutex_unlock(&kexec_mutex);
 992         return ret;
 993 }
 994
 995 void crash_save_cpu(struct pt_regs *regs, int cpu)
 996 {
 997         struct elf_prstatus prstatus;
 998         u32 *buf;
 999
1000         if ((cpu < 0) || (cpu >= nr_cpu_ids))
1001                 return;
1002
1003         /* Using ELF notes here is opportunistic.
1004          * I need a well defined structure format
1005          * for the data I pass, and I need tags
1006          * on the data to indicate what information I have
1007          * squirrelled away.  ELF notes happen to provide
1008          * all of that, so there is no need to invent something new.
1009          */
1010         buf = (u32 *)per_cpu_ptr(crash_notes, cpu);
1011         if (!buf)
1012                 return;
1013         memset(&prstatus, 0, sizeof(prstatus));
1014         prstatus.pr_pid = current->pid;
1015         elf_core_copy_kernel_regs(&prstatus.pr_reg, regs);
1016         buf = append_elf_note(buf, KEXEC_CORE_NOTE_NAME, NT_PRSTATUS,
1017                               &prstatus, sizeof(prstatus));
1018         final_note(buf);
1019 }
1020
1021 static int __init crash_notes_memory_init(void)
1022 {
1023         /* Allocate memory for saving cpu registers. */
1024         size_t size, align;
1025
1026         /*
1027          * crash_notes could be allocated across 2 vmalloc pages when percpu
1028          * is vmalloc based . vmalloc doesn't guarantee 2 continuous vmalloc
1029          * pages are also on 2 continuous physical pages. In this case the
1030          * 2nd part of crash_notes in 2nd page could be lost since only the
1031          * starting address and size of crash_notes are exported through sysfs.
1032          * Here round up the size of crash_notes to the nearest power of two
1033          * and pass it to __alloc_percpu as align value. This can make sure
1034          * crash_notes is allocated inside one physical page.
1035          */
1036         size = sizeof(note_buf_t);
1037         align = min(roundup_pow_of_two(sizeof(note_buf_t)), PAGE_SIZE);
1038
1039         /*
1040          * Break compile if size is bigger than PAGE_SIZE since crash_notes
1041          * definitely will be in 2 pages with that.
1042          */
1043         BUILD_BUG_ON(size > PAGE_SIZE);
1044
1045         crash_notes = __alloc_percpu(size, align);
1046         if (!crash_notes) {
1047                 pr_warn("Memory allocation for saving cpu register states failed\n");
1048                 return -ENOMEM;
1049         }
1050         return 0;
1051 }
1052 subsys_initcall(crash_notes_memory_init);
1053
1054
1055 /*
1056  * Move into place and start executing a preloaded standalone
1057  * executable.  If nothing was preloaded return an error.
1058  */
1059 int kernel_kexec(void)
1060 {
1061         int error = 0;
1062
1063         if (!mutex_trylock(&kexec_mutex))
1064                 return -EBUSY;
1065         if (!kexec_image) {
1066                 error = -EINVAL;
1067                 goto Unlock;
1068         }
1069
1070 #ifdef CONFIG_KEXEC_JUMP
1071         if (kexec_image->preserve_context) {
1072                 lock_system_sleep();
1073                 pm_prepare_console();
1074                 error = freeze_processes();
1075                 if (error) {
1076                         error = -EBUSY;
1077                         goto Restore_console;
1078                 }
1079                 suspend_console();
1080                 error = dpm_suspend_start(PMSG_FREEZE);
1081                 if (error)
1082                         goto Resume_console;
1083                 /* At this point, dpm_suspend_start() has been called,
1084                  * but *not* dpm_suspend_end(). We *must* call
1085                  * dpm_suspend_end() now.  Otherwise, drivers for
1086                  * some devices (e.g. interrupt controllers) become
1087                  * desynchronized with the actual state of the
1088                  * hardware at resume time, and evil weirdness ensues.
1089                  */
1090                 error = dpm_suspend_end(PMSG_FREEZE);
1091                 if (error)
1092                         goto Resume_devices;
1093                 error = disable_nonboot_cpus();
1094                 if (error)
1095                         goto Enable_cpus;
1096                 local_irq_disable();
1097                 error = syscore_suspend();
1098                 if (error)
1099                         goto Enable_irqs;
1100         } else
1101 #endif
1102         {
1103                 kexec_in_progress = true;
1104                 kernel_restart_prepare(NULL);
1105                 migrate_to_reboot_cpu();
1106
1107                 /*
1108                  * migrate_to_reboot_cpu() disables CPU hotplug assuming that
1109                  * no further code needs to use CPU hotplug (which is true in
1110                  * the reboot case). However, the kexec path depends on using
1111                  * CPU hotplug again; so re-enable it here.
1112                  */
1113                 cpu_hotplug_enable();
1114                 pr_emerg("Starting new kernel\n");
1115                 machine_shutdown();
1116         }
1117
1118         machine_kexec(kexec_image);
1119
1120 #ifdef CONFIG_KEXEC_JUMP
1121         if (kexec_image->preserve_context) {
1122                 syscore_resume();
1123  Enable_irqs:
1124                 local_irq_enable();
1125  Enable_cpus:
1126                 enable_nonboot_cpus();
1127                 dpm_resume_start(PMSG_RESTORE);
1128  Resume_devices:
1129                 dpm_resume_end(PMSG_RESTORE);
1130  Resume_console:
1131                 resume_console();
1132                 thaw_processes();
1133  Restore_console:
1134                 pm_restore_console();
1135                 unlock_system_sleep();
1136         }
1137 #endif
1138
1139  Unlock:
1140         mutex_unlock(&kexec_mutex);
1141         return error;
1142 }
1143
1144 /*
1145  * Protection mechanism for crashkernel reserved memory after
1146  * the kdump kernel is loaded.
1147  *
1148  * Provide an empty default implementation here -- architecture
1149  * code may override this
1150  */
1151 void __weak arch_kexec_protect_crashkres(void)
1152 {}
1153
1154 void __weak arch_kexec_unprotect_crashkres(void)
1155 {}