kernel/kexec_core.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * kexec.c - kexec system call core code.
   4  * Copyright (C) 2002-2004 Eric Biederman  <ebiederm@xmission.com>
   5  */
   6
   7 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
   8
   9 #include <linux/capability.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/file.h>
  12 #include <linux/slab.h>
  13 #include <linux/fs.h>
  14 #include <linux/kexec.h>
  15 #include <linux/mutex.h>
  16 #include <linux/list.h>
  17 #include <linux/highmem.h>
  18 #include <linux/syscalls.h>
  19 #include <linux/reboot.h>
  20 #include <linux/ioport.h>
  21 #include <linux/hardirq.h>
  22 #include <linux/elf.h>
  23 #include <linux/elfcore.h>
  24 #include <linux/utsname.h>
  25 #include <linux/numa.h>
  26 #include <linux/suspend.h>
  27 #include <linux/device.h>
  28 #include <linux/freezer.h>
  29 #include <linux/pm.h>
  30 #include <linux/cpu.h>
  31 #include <linux/uaccess.h>
  32 #include <linux/io.h>
  33 #include <linux/console.h>
  34 #include <linux/vmalloc.h>
  35 #include <linux/swap.h>
  36 #include <linux/syscore_ops.h>
  37 #include <linux/compiler.h>
  38 #include <linux/hugetlb.h>
  39 #include <linux/objtool.h>
  40 #include <linux/kmsg_dump.h>
  41
  42 #include <asm/page.h>
  43 #include <asm/sections.h>
  44
  45 #include <crypto/hash.h>
  46 #include "kexec_internal.h"
  47
  48 DEFINE_MUTEX(kexec_mutex);
  49
  50 /* Per cpu memory for storing cpu states in case of system crash. */
  51 note_buf_t __percpu *crash_notes;
  52
  53 /* Flag to indicate we are going to kexec a new kernel */
  54 bool kexec_in_progress = false;
  55
  56
  57 /* Location of the reserved area for the crash kernel */
  58 struct resource crashk_res = {
  59         .name  = "Crash kernel",
  60         .start = 0,
  61         .end   = 0,
  62         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
  63         .desc  = IORES_DESC_CRASH_KERNEL
  64 };
  65 struct resource crashk_low_res = {
  66         .name  = "Crash kernel",
  67         .start = 0,
  68         .end   = 0,
  69         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM,
  70         .desc  = IORES_DESC_CRASH_KERNEL
  71 };
  72
  73 int kexec_should_crash(struct task_struct *p)
  74 {
  75         /*
  76          * If crash_kexec_post_notifiers is enabled, don't run
  77          * crash_kexec() here yet, which must be run after panic
  78          * notifiers in panic().
  79          */
  80         if (crash_kexec_post_notifiers)
  81                 return 0;
  82         /*
  83          * There are 4 panic() calls in do_exit() path, each of which
  84          * corresponds to each of these 4 conditions.
  85          */
  86         if (in_interrupt() || !p->pid || is_global_init(p) || panic_on_oops)
  87                 return 1;
  88         return 0;
  89 }
  90
  91 int kexec_crash_loaded(void)
  92 {
  93         return !!kexec_crash_image;
  94 }
  95 EXPORT_SYMBOL_GPL(kexec_crash_loaded);
  96
  97 /*
  98  * When kexec transitions to the new kernel there is a one-to-one
  99  * mapping between physical and virtual addresses.  On processors
 100  * where you can disable the MMU this is trivial, and easy.  For
 101  * others it is still a simple predictable page table to setup.
 102  *
 103  * In that environment kexec copies the new kernel to its final
 104  * resting place.  This means I can only support memory whose
 105  * physical address can fit in an unsigned long.  In particular
 106  * addresses where (pfn << PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX cannot be handled.
 107  * If the assembly stub has more restrictive requirements
 108  * KEXEC_SOURCE_MEMORY_LIMIT and KEXEC_DEST_MEMORY_LIMIT can be
 109  * defined more restrictively in <asm/kexec.h>.
 110  *
 111  * The code for the transition from the current kernel to the
 112  * new kernel is placed in the control_code_buffer, whose size
 113  * is given by KEXEC_CONTROL_PAGE_SIZE.  In the best case only a single
 114  * page of memory is necessary, but some architectures require more.
 115  * Because this memory must be identity mapped in the transition from
 116  * virtual to physical addresses it must live in the range
 117  * 0 - TASK_SIZE, as only the user space mappings are arbitrarily
 118  * modifiable.
 119  *
 120  * The assembly stub in the control code buffer is passed a linked list
 121  * of descriptor pages detailing the source pages of the new kernel,
 122  * and the destination addresses of those source pages.  As this data
 123  * structure is not used in the context of the current OS, it must
 124  * be self-contained.
 125  *
 126  * The code has been made to work with highmem pages and will use a
 127  * destination page in its final resting place (if it happens
 128  * to allocate it).  The end product of this is that most of the
 129  * physical address space, and most of RAM can be used.
 130  *
 131  * Future directions include:
 132  *  - allocating a page table with the control code buffer identity
 133  *    mapped, to simplify machine_kexec and make kexec_on_panic more
 134  *    reliable.
 135  */
 136
 137 /*
 138  * KIMAGE_NO_DEST is an impossible destination address..., for
 139  * allocating pages whose destination address we do not care about.
 140  */
 141 #define KIMAGE_NO_DEST (-1UL)
 142 #define PAGE_COUNT(x) (((x) + PAGE_SIZE - 1) >> PAGE_SHIFT)
 143
 144 static struct page *kimage_alloc_page(struct kimage *image,
 145                                        gfp_t gfp_mask,
 146                                        unsigned long dest);
 147
 148 int sanity_check_segment_list(struct kimage *image)
 149 {
 150         int i;
 151         unsigned long nr_segments = image->nr_segments;
 152         unsigned long total_pages = 0;
 153         unsigned long nr_pages = totalram_pages();
 154
 155         /*
 156          * Verify we have good destination addresses.  The caller is
 157          * responsible for making certain we don't attempt to load
 158          * the new image into invalid or reserved areas of RAM.  This
 159          * just verifies it is an address we can use.
 160          *
 161          * Since the kernel does everything in page size chunks ensure
 162          * the destination addresses are page aligned.  Too many
 163          * special cases crop of when we don't do this.  The most
 164          * insidious is getting overlapping destination addresses
 165          * simply because addresses are changed to page size
 166          * granularity.
 167          */
 168         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 169                 unsigned long mstart, mend;
 170
 171                 mstart = image->segment[i].mem;
 172                 mend   = mstart + image->segment[i].memsz;
 173                 if (mstart > mend)
 174                         return -EADDRNOTAVAIL;
 175                 if ((mstart & ~PAGE_MASK) || (mend & ~PAGE_MASK))
 176                         return -EADDRNOTAVAIL;
 177                 if (mend >= KEXEC_DESTINATION_MEMORY_LIMIT)
 178                         return -EADDRNOTAVAIL;
 179         }
 180
 181         /* Verify our destination addresses do not overlap.
 182          * If we alloed overlapping destination addresses
 183          * through very weird things can happen with no
 184          * easy explanation as one segment stops on another.
 185          */
 186         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 187                 unsigned long mstart, mend;
 188                 unsigned long j;
 189
 190                 mstart = image->segment[i].mem;
 191                 mend   = mstart + image->segment[i].memsz;
 192                 for (j = 0; j < i; j++) {
 193                         unsigned long pstart, pend;
 194
 195                         pstart = image->segment[j].mem;
 196                         pend   = pstart + image->segment[j].memsz;
 197                         /* Do the segments overlap ? */
 198                         if ((mend > pstart) && (mstart < pend))
 199                                 return -EINVAL;
 200                 }
 201         }
 202
 203         /* Ensure our buffer sizes are strictly less than
 204          * our memory sizes.  This should always be the case,
 205          * and it is easier to check up front than to be surprised
 206          * later on.
 207          */
 208         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 209                 if (image->segment[i].bufsz > image->segment[i].memsz)
 210                         return -EINVAL;
 211         }
 212
 213         /*
 214          * Verify that no more than half of memory will be consumed. If the
 215          * request from userspace is too large, a large amount of time will be
 216          * wasted allocating pages, which can cause a soft lockup.
 217          */
 218         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 219                 if (PAGE_COUNT(image->segment[i].memsz) > nr_pages / 2)
 220                         return -EINVAL;
 221
 222                 total_pages += PAGE_COUNT(image->segment[i].memsz);
 223         }
 224
 225         if (total_pages > nr_pages / 2)
 226                 return -EINVAL;
 227
 228         /*
 229          * Verify we have good destination addresses.  Normally
 230          * the caller is responsible for making certain we don't
 231          * attempt to load the new image into invalid or reserved
 232          * areas of RAM.  But crash kernels are preloaded into a
 233          * reserved area of ram.  We must ensure the addresses
 234          * are in the reserved area otherwise preloading the
 235          * kernel could corrupt things.
 236          */
 237
 238         if (image->type == KEXEC_TYPE_CRASH) {
 239                 for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 240                         unsigned long mstart, mend;
 241
 242                         mstart = image->segment[i].mem;
 243                         mend = mstart + image->segment[i].memsz - 1;
 244                         /* Ensure we are within the crash kernel limits */
 245                         if ((mstart < phys_to_boot_phys(crashk_res.start)) ||
 246                             (mend > phys_to_boot_phys(crashk_res.end)))
 247                                 return -EADDRNOTAVAIL;
 248                 }
 249         }
 250
 251         return 0;
 252 }
 253
 254 struct kimage *do_kimage_alloc_init(void)
 255 {
 256         struct kimage *image;
 257
 258         /* Allocate a controlling structure */
 259         image = kzalloc(sizeof(*image), GFP_KERNEL);
 260         if (!image)
 261                 return NULL;
 262
 263         image->head = 0;
 264         image->entry = &image->head;
 265         image->last_entry = &image->head;
 266         image->control_page = ~0; /* By default this does not apply */
 267         image->type = KEXEC_TYPE_DEFAULT;
 268
 269         /* Initialize the list of control pages */
 270         INIT_LIST_HEAD(&image->control_pages);
 271
 272         /* Initialize the list of destination pages */
 273         INIT_LIST_HEAD(&image->dest_pages);
 274
 275         /* Initialize the list of unusable pages */
 276         INIT_LIST_HEAD(&image->unusable_pages);
 277
 278         return image;
 279 }
 280
 281 int kimage_is_destination_range(struct kimage *image,
 282                                         unsigned long start,
 283                                         unsigned long end)
 284 {
 285         unsigned long i;
 286
 287         for (i = 0; i < image->nr_segments; i++) {
 288                 unsigned long mstart, mend;
 289
 290                 mstart = image->segment[i].mem;
 291                 mend = mstart + image->segment[i].memsz;
 292                 if ((end > mstart) && (start < mend))
 293                         return 1;
 294         }
 295
 296         return 0;
 297 }
 298
 299 static struct page *kimage_alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
 300 {
 301         struct page *pages;
 302
 303         if (fatal_signal_pending(current))
 304                 return NULL;
 305         pages = alloc_pages(gfp_mask & ~__GFP_ZERO, order);
 306         if (pages) {
 307                 unsigned int count, i;
 308
 309                 pages->mapping = NULL;
 310                 set_page_private(pages, order);
 311                 count = 1 << order;
 312                 for (i = 0; i < count; i++)
 313                         SetPageReserved(pages + i);
 314
 315                 arch_kexec_post_alloc_pages(page_address(pages), count,
 316                                             gfp_mask);
 317
 318                 if (gfp_mask & __GFP_ZERO)
 319                         for (i = 0; i < count; i++)
 320                                 clear_highpage(pages + i);
 321         }
 322
 323         return pages;
 324 }
 325
 326 static void kimage_free_pages(struct page *page)
 327 {
 328         unsigned int order, count, i;
 329
 330         order = page_private(page);
 331         count = 1 << order;
 332
 333         arch_kexec_pre_free_pages(page_address(page), count);
 334
 335         for (i = 0; i < count; i++)
 336                 ClearPageReserved(page + i);
 337         __free_pages(page, order);
 338 }
 339
 340 void kimage_free_page_list(struct list_head *list)
 341 {
 342         struct page *page, *next;
 343
 344         list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
 345                 list_del(&page->lru);
 346                 kimage_free_pages(page);
 347         }
 348 }
 349
 350 static struct page *kimage_alloc_normal_control_pages(struct kimage *image,
 351                                                         unsigned int order)
 352 {
 353         /* Control pages are special, they are the intermediaries
 354          * that are needed while we copy the rest of the pages
 355          * to their final resting place.  As such they must
 356          * not conflict with either the destination addresses
 357          * or memory the kernel is already using.
 358          *
 359          * The only case where we really need more than one of
 360          * these are for architectures where we cannot disable
 361          * the MMU and must instead generate an identity mapped
 362          * page table for all of the memory.
 363          *
 364          * At worst this runs in O(N) of the image size.
 365          */
 366         struct list_head extra_pages;
 367         struct page *pages;
 368         unsigned int count;
 369
 370         count = 1 << order;
 371         INIT_LIST_HEAD(&extra_pages);
 372
 373         /* Loop while I can allocate a page and the page allocated
 374          * is a destination page.
 375          */
 376         do {
 377                 unsigned long pfn, epfn, addr, eaddr;
 378
 379                 pages = kimage_alloc_pages(KEXEC_CONTROL_MEMORY_GFP, order);
 380                 if (!pages)
 381                         break;
 382                 pfn   = page_to_boot_pfn(pages);
 383                 epfn  = pfn + count;
 384                 addr  = pfn << PAGE_SHIFT;
 385                 eaddr = epfn << PAGE_SHIFT;
 386                 if ((epfn >= (KEXEC_CONTROL_MEMORY_LIMIT >> PAGE_SHIFT)) ||
 387                               kimage_is_destination_range(image, addr, eaddr)) {
 388                         list_add(&pages->lru, &extra_pages);
 389                         pages = NULL;
 390                 }
 391         } while (!pages);
 392
 393         if (pages) {
 394                 /* Remember the allocated page... */
 395                 list_add(&pages->lru, &image->control_pages);
 396
 397                 /* Because the page is already in it's destination
 398                  * location we will never allocate another page at
 399                  * that address.  Therefore kimage_alloc_pages
 400                  * will not return it (again) and we don't need
 401                  * to give it an entry in image->segment[].
 402                  */
 403         }
 404         /* Deal with the destination pages I have inadvertently allocated.
 405          *
 406          * Ideally I would convert multi-page allocations into single
 407          * page allocations, and add everything to image->dest_pages.
 408          *
 409          * For now it is simpler to just free the pages.
 410          */
 411         kimage_free_page_list(&extra_pages);
 412
 413         return pages;
 414 }
 415
 416 static struct page *kimage_alloc_crash_control_pages(struct kimage *image,
 417                                                       unsigned int order)
 418 {
 419         /* Control pages are special, they are the intermediaries
 420          * that are needed while we copy the rest of the pages
 421          * to their final resting place.  As such they must
 422          * not conflict with either the destination addresses
 423          * or memory the kernel is already using.
 424          *
 425          * Control pages are also the only pags we must allocate
 426          * when loading a crash kernel.  All of the other pages
 427          * are specified by the segments and we just memcpy
 428          * into them directly.
 429          *
 430          * The only case where we really need more than one of
 431          * these are for architectures where we cannot disable
 432          * the MMU and must instead generate an identity mapped
 433          * page table for all of the memory.
 434          *
 435          * Given the low demand this implements a very simple
 436          * allocator that finds the first hole of the appropriate
 437          * size in the reserved memory region, and allocates all
 438          * of the memory up to and including the hole.
 439          */
 440         unsigned long hole_start, hole_end, size;
 441         struct page *pages;
 442
 443         pages = NULL;
 444         size = (1 << order) << PAGE_SHIFT;
 445         hole_start = (image->control_page + (size - 1)) & ~(size - 1);
 446         hole_end   = hole_start + size - 1;
 447         while (hole_end <= crashk_res.end) {
 448                 unsigned long i;
 449
 450                 cond_resched();
 451
 452                 if (hole_end > KEXEC_CRASH_CONTROL_MEMORY_LIMIT)
 453                         break;
 454                 /* See if I overlap any of the segments */
 455                 for (i = 0; i < image->nr_segments; i++) {
 456                         unsigned long mstart, mend;
 457
 458                         mstart = image->segment[i].mem;
 459                         mend   = mstart + image->segment[i].memsz - 1;
 460                         if ((hole_end >= mstart) && (hole_start <= mend)) {
 461                                 /* Advance the hole to the end of the segment */
 462                                 hole_start = (mend + (size - 1)) & ~(size - 1);
 463                                 hole_end   = hole_start + size - 1;
 464                                 break;
 465                         }
 466                 }
 467                 /* If I don't overlap any segments I have found my hole! */
 468                 if (i == image->nr_segments) {
 469                         pages = pfn_to_page(hole_start >> PAGE_SHIFT);
 470                         image->control_page = hole_end;
 471                         break;
 472                 }
 473         }
 474
 475         /* Ensure that these pages are decrypted if SME is enabled. */
 476         if (pages)
 477                 arch_kexec_post_alloc_pages(page_address(pages), 1 << order, 0);
 478
 479         return pages;
 480 }
 481
 482
 483 struct page *kimage_alloc_control_pages(struct kimage *image,
 484                                          unsigned int order)
 485 {
 486         struct page *pages = NULL;
 487
 488         switch (image->type) {
 489         case KEXEC_TYPE_DEFAULT:
 490                 pages = kimage_alloc_normal_control_pages(image, order);
 491                 break;
 492         case KEXEC_TYPE_CRASH:
 493                 pages = kimage_alloc_crash_control_pages(image, order);
 494                 break;
 495         }
 496
 497         return pages;
 498 }
 499
 500 int kimage_crash_copy_vmcoreinfo(struct kimage *image)
 501 {
 502         struct page *vmcoreinfo_page;
 503         void *safecopy;
 504
 505         if (image->type != KEXEC_TYPE_CRASH)
 506                 return 0;
 507
 508         /*
 509          * For kdump, allocate one vmcoreinfo safe copy from the
 510          * crash memory. as we have arch_kexec_protect_crashkres()
 511          * after kexec syscall, we naturally protect it from write
 512          * (even read) access under kernel direct mapping. But on
 513          * the other hand, we still need to operate it when crash
 514          * happens to generate vmcoreinfo note, hereby we rely on
 515          * vmap for this purpose.
 516          */
 517         vmcoreinfo_page = kimage_alloc_control_pages(image, 0);
 518         if (!vmcoreinfo_page) {
 519                 pr_warn("Could not allocate vmcoreinfo buffer\n");
 520                 return -ENOMEM;
 521         }
 522         safecopy = vmap(&vmcoreinfo_page, 1, VM_MAP, PAGE_KERNEL);
 523         if (!safecopy) {
 524                 pr_warn("Could not vmap vmcoreinfo buffer\n");
 525                 return -ENOMEM;
 526         }
 527
 528         image->vmcoreinfo_data_copy = safecopy;
 529         crash_update_vmcoreinfo_safecopy(safecopy);
 530
 531         return 0;
 532 }
 533
 534 static int kimage_add_entry(struct kimage *image, kimage_entry_t entry)
 535 {
 536         if (*image->entry != 0)
 537                 image->entry++;
 538
 539         if (image->entry == image->last_entry) {
 540                 kimage_entry_t *ind_page;
 541                 struct page *page;
 542
 543                 page = kimage_alloc_page(image, GFP_KERNEL, KIMAGE_NO_DEST);
 544                 if (!page)
 545                         return -ENOMEM;
 546
 547                 ind_page = page_address(page);
 548                 *image->entry = virt_to_boot_phys(ind_page) | IND_INDIRECTION;
 549                 image->entry = ind_page;
 550                 image->last_entry = ind_page +
 551                                       ((PAGE_SIZE/sizeof(kimage_entry_t)) - 1);
 552         }
 553         *image->entry = entry;
 554         image->entry++;
 555         *image->entry = 0;
 556
 557         return 0;
 558 }
 559
 560 static int kimage_set_destination(struct kimage *image,
 561                                    unsigned long destination)
 562 {
 563         int result;
 564
 565         destination &= PAGE_MASK;
 566         result = kimage_add_entry(image, destination | IND_DESTINATION);
 567
 568         return result;
 569 }
 570
 571
 572 static int kimage_add_page(struct kimage *image, unsigned long page)
 573 {
 574         int result;
 575
 576         page &= PAGE_MASK;
 577         result = kimage_add_entry(image, page | IND_SOURCE);
 578
 579         return result;
 580 }
 581
 582
 583 static void kimage_free_extra_pages(struct kimage *image)
 584 {
 585         /* Walk through and free any extra destination pages I may have */
 586         kimage_free_page_list(&image->dest_pages);
 587
 588         /* Walk through and free any unusable pages I have cached */
 589         kimage_free_page_list(&image->unusable_pages);
 590
 591 }
 592
 593 int __weak machine_kexec_post_load(struct kimage *image)
 594 {
 595         return 0;
 596 }
 597
 598 void kimage_terminate(struct kimage *image)
 599 {
 600         if (*image->entry != 0)
 601                 image->entry++;
 602
 603         *image->entry = IND_DONE;
 604 }
 605
 606 #define for_each_kimage_entry(image, ptr, entry) \
 607         for (ptr = &image->head; (entry = *ptr) && !(entry & IND_DONE); \
 608                 ptr = (entry & IND_INDIRECTION) ? \
 609                         boot_phys_to_virt((entry & PAGE_MASK)) : ptr + 1)
 610
 611 static void kimage_free_entry(kimage_entry_t entry)
 612 {
 613         struct page *page;
 614
 615         page = boot_pfn_to_page(entry >> PAGE_SHIFT);
 616         kimage_free_pages(page);
 617 }
 618
 619 void kimage_free(struct kimage *image)
 620 {
 621         kimage_entry_t *ptr, entry;
 622         kimage_entry_t ind = 0;
 623
 624         if (!image)
 625                 return;
 626
 627         if (image->vmcoreinfo_data_copy) {
 628                 crash_update_vmcoreinfo_safecopy(NULL);
 629                 vunmap(image->vmcoreinfo_data_copy);
 630         }
 631
 632         kimage_free_extra_pages(image);
 633         for_each_kimage_entry(image, ptr, entry) {
 634                 if (entry & IND_INDIRECTION) {
 635                         /* Free the previous indirection page */
 636                         if (ind & IND_INDIRECTION)
 637                                 kimage_free_entry(ind);
 638                         /* Save this indirection page until we are
 639                          * done with it.
 640                          */
 641                         ind = entry;
 642                 } else if (entry & IND_SOURCE)
 643                         kimage_free_entry(entry);
 644         }
 645         /* Free the final indirection page */
 646         if (ind & IND_INDIRECTION)
 647                 kimage_free_entry(ind);
 648
 649         /* Handle any machine specific cleanup */
 650         machine_kexec_cleanup(image);
 651
 652         /* Free the kexec control pages... */
 653         kimage_free_page_list(&image->control_pages);
 654
 655         /*
 656          * Free up any temporary buffers allocated. This might hit if
 657          * error occurred much later after buffer allocation.
 658          */
 659         if (image->file_mode)
 660                 kimage_file_post_load_cleanup(image);
 661
 662         kfree(image);
 663 }
 664
 665 static kimage_entry_t *kimage_dst_used(struct kimage *image,
 666                                         unsigned long page)
 667 {
 668         kimage_entry_t *ptr, entry;
 669         unsigned long destination = 0;
 670
 671         for_each_kimage_entry(image, ptr, entry) {
 672                 if (entry & IND_DESTINATION)
 673                         destination = entry & PAGE_MASK;
 674                 else if (entry & IND_SOURCE) {
 675                         if (page == destination)
 676                                 return ptr;
 677                         destination += PAGE_SIZE;
 678                 }
 679         }
 680
 681         return NULL;
 682 }
 683
 684 static struct page *kimage_alloc_page(struct kimage *image,
 685                                         gfp_t gfp_mask,
 686                                         unsigned long destination)
 687 {
 688         /*
 689          * Here we implement safeguards to ensure that a source page
 690          * is not copied to its destination page before the data on
 691          * the destination page is no longer useful.
 692          *
 693          * To do this we maintain the invariant that a source page is
 694          * either its own destination page, or it is not a
 695          * destination page at all.
 696          *
 697          * That is slightly stronger than required, but the proof
 698          * that no problems will not occur is trivial, and the
 699          * implementation is simply to verify.
 700          *
 701          * When allocating all pages normally this algorithm will run
 702          * in O(N) time, but in the worst case it will run in O(N^2)
 703          * time.   If the runtime is a problem the data structures can
 704          * be fixed.
 705          */
 706         struct page *page;
 707         unsigned long addr;
 708
 709         /*
 710          * Walk through the list of destination pages, and see if I
 711          * have a match.
 712          */
 713         list_for_each_entry(page, &image->dest_pages, lru) {
 714                 addr = page_to_boot_pfn(page) << PAGE_SHIFT;
 715                 if (addr == destination) {
 716                         list_del(&page->lru);
 717                         return page;
 718                 }
 719         }
 720         page = NULL;
 721         while (1) {
 722                 kimage_entry_t *old;
 723
 724                 /* Allocate a page, if we run out of memory give up */
 725                 page = kimage_alloc_pages(gfp_mask, 0);
 726                 if (!page)
 727                         return NULL;
 728                 /* If the page cannot be used file it away */
 729                 if (page_to_boot_pfn(page) >
 730                                 (KEXEC_SOURCE_MEMORY_LIMIT >> PAGE_SHIFT)) {
 731                         list_add(&page->lru, &image->unusable_pages);
 732                         continue;
 733                 }
 734                 addr = page_to_boot_pfn(page) << PAGE_SHIFT;
 735
 736                 /* If it is the destination page we want use it */
 737                 if (addr == destination)
 738                         break;
 739
 740                 /* If the page is not a destination page use it */
 741                 if (!kimage_is_destination_range(image, addr,
 742                                                   addr + PAGE_SIZE))
 743                         break;
 744
 745                 /*
 746                  * I know that the page is someones destination page.
 747                  * See if there is already a source page for this
 748                  * destination page.  And if so swap the source pages.
 749                  */
 750                 old = kimage_dst_used(image, addr);
 751                 if (old) {
 752                         /* If so move it */
 753                         unsigned long old_addr;
 754                         struct page *old_page;
 755
 756                         old_addr = *old & PAGE_MASK;
 757                         old_page = boot_pfn_to_page(old_addr >> PAGE_SHIFT);
 758                         copy_highpage(page, old_page);
 759                         *old = addr | (*old & ~PAGE_MASK);
 760
 761                         /* The old page I have found cannot be a
 762                          * destination page, so return it if it's
 763                          * gfp_flags honor the ones passed in.
 764                          */
 765                         if (!(gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) &&
 766                             PageHighMem(old_page)) {
 767                                 kimage_free_pages(old_page);
 768                                 continue;
 769                         }
 770                         addr = old_addr;
 771                         page = old_page;
 772                         break;
 773                 }
 774                 /* Place the page on the destination list, to be used later */
 775                 list_add(&page->lru, &image->dest_pages);
 776         }
 777
 778         return page;
 779 }
 780
 781 static int kimage_load_normal_segment(struct kimage *image,
 782                                          struct kexec_segment *segment)
 783 {
 784         unsigned long maddr;
 785         size_t ubytes, mbytes;
 786         int result;
 787         unsigned char __user *buf = NULL;
 788         unsigned char *kbuf = NULL;
 789
 790         result = 0;
 791         if (image->file_mode)
 792                 kbuf = segment->kbuf;
 793         else
 794                 buf = segment->buf;
 795         ubytes = segment->bufsz;
 796         mbytes = segment->memsz;
 797         maddr = segment->mem;
 798
 799         result = kimage_set_destination(image, maddr);
 800         if (result < 0)
 801                 goto out;
 802
 803         while (mbytes) {
 804                 struct page *page;
 805                 char *ptr;
 806                 size_t uchunk, mchunk;
 807
 808                 page = kimage_alloc_page(image, GFP_HIGHUSER, maddr);
 809                 if (!page) {
 810                         result  = -ENOMEM;
 811                         goto out;
 812                 }
 813                 result = kimage_add_page(image, page_to_boot_pfn(page)
 814                                                                 << PAGE_SHIFT);
 815                 if (result < 0)
 816                         goto out;
 817
 818                 ptr = kmap(page);
 819                 /* Start with a clear page */
 820                 clear_page(ptr);
 821                 ptr += maddr & ~PAGE_MASK;
 822                 mchunk = min_t(size_t, mbytes,
 823                                 PAGE_SIZE - (maddr & ~PAGE_MASK));
 824                 uchunk = min(ubytes, mchunk);
 825
 826                 /* For file based kexec, source pages are in kernel memory */
 827                 if (image->file_mode)
 828                         memcpy(ptr, kbuf, uchunk);
 829                 else
 830                         result = copy_from_user(ptr, buf, uchunk);
 831                 kunmap(page);
 832                 if (result) {
 833                         result = -EFAULT;
 834                         goto out;
 835                 }
 836                 ubytes -= uchunk;
 837                 maddr  += mchunk;
 838                 if (image->file_mode)
 839                         kbuf += mchunk;
 840                 else
 841                         buf += mchunk;
 842                 mbytes -= mchunk;
 843
 844                 cond_resched();
 845         }
 846 out:
 847         return result;
 848 }
 849
 850 static int kimage_load_crash_segment(struct kimage *image,
 851                                         struct kexec_segment *segment)
 852 {
 853         /* For crash dumps kernels we simply copy the data from
 854          * user space to it's destination.
 855          * We do things a page at a time for the sake of kmap.
 856          */
 857         unsigned long maddr;
 858         size_t ubytes, mbytes;
 859         int result;
 860         unsigned char __user *buf = NULL;
 861         unsigned char *kbuf = NULL;
 862
 863         result = 0;
 864         if (image->file_mode)
 865                 kbuf = segment->kbuf;
 866         else
 867                 buf = segment->buf;
 868         ubytes = segment->bufsz;
 869         mbytes = segment->memsz;
 870         maddr = segment->mem;
 871         while (mbytes) {
 872                 struct page *page;
 873                 char *ptr;
 874                 size_t uchunk, mchunk;
 875
 876                 page = boot_pfn_to_page(maddr >> PAGE_SHIFT);
 877                 if (!page) {
 878                         result  = -ENOMEM;
 879                         goto out;
 880                 }
 881                 arch_kexec_post_alloc_pages(page_address(page), 1, 0);
 882                 ptr = kmap(page);
 883                 ptr += maddr & ~PAGE_MASK;
 884                 mchunk = min_t(size_t, mbytes,
 885                                 PAGE_SIZE - (maddr & ~PAGE_MASK));
 886                 uchunk = min(ubytes, mchunk);
 887                 if (mchunk > uchunk) {
 888                         /* Zero the trailing part of the page */
 889                         memset(ptr + uchunk, 0, mchunk - uchunk);
 890                 }
 891
 892                 /* For file based kexec, source pages are in kernel memory */
 893                 if (image->file_mode)
 894                         memcpy(ptr, kbuf, uchunk);
 895                 else
 896                         result = copy_from_user(ptr, buf, uchunk);
 897                 kexec_flush_icache_page(page);
 898                 kunmap(page);
 899                 arch_kexec_pre_free_pages(page_address(page), 1);
 900                 if (result) {
 901                         result = -EFAULT;
 902                         goto out;
 903                 }
 904                 ubytes -= uchunk;
 905                 maddr  += mchunk;
 906                 if (image->file_mode)
 907                         kbuf += mchunk;
 908                 else
 909                         buf += mchunk;
 910                 mbytes -= mchunk;
 911
 912                 cond_resched();
 913         }
 914 out:
 915         return result;
 916 }
 917
 918 int kimage_load_segment(struct kimage *image,
 919                                 struct kexec_segment *segment)
 920 {
 921         int result = -ENOMEM;
 922
 923         switch (image->type) {
 924         case KEXEC_TYPE_DEFAULT:
 925                 result = kimage_load_normal_segment(image, segment);
 926                 break;
 927         case KEXEC_TYPE_CRASH:
 928                 result = kimage_load_crash_segment(image, segment);
 929                 break;
 930         }
 931
 932         return result;
 933 }
 934
 935 struct kimage *kexec_image;
 936 struct kimage *kexec_crash_image;
 937 int kexec_load_disabled;
 938
 939 /*
 940  * No panic_cpu check version of crash_kexec().  This function is called
 941  * only when panic_cpu holds the current CPU number; this is the only CPU
 942  * which processes crash_kexec routines.
 943  */
 944 void __noclone __crash_kexec(struct pt_regs *regs)
 945 {
 946         /* Take the kexec_mutex here to prevent sys_kexec_load
 947          * running on one cpu from replacing the crash kernel
 948          * we are using after a panic on a different cpu.
 949          *
 950          * If the crash kernel was not located in a fixed area
 951          * of memory the xchg(&kexec_crash_image) would be
 952          * sufficient.  But since I reuse the memory...
 953          */
 954         if (mutex_trylock(&kexec_mutex)) {
 955                 if (kexec_crash_image) {
 956                         struct pt_regs fixed_regs;
 957
 958                         crash_setup_regs(&fixed_regs, regs);
 959                         crash_save_vmcoreinfo();
 960                         machine_crash_shutdown(&fixed_regs);
 961                         machine_kexec(kexec_crash_image);
 962                 }
 963                 mutex_unlock(&kexec_mutex);
 964         }
 965 }
 966 STACK_FRAME_NON_STANDARD(__crash_kexec);
 967
 968 void crash_kexec(struct pt_regs *regs)
 969 {
 970         int old_cpu, this_cpu;
 971
 972         /*
 973          * Only one CPU is allowed to execute the crash_kexec() code as with
 974          * panic().  Otherwise parallel calls of panic() and crash_kexec()
 975          * may stop each other.  To exclude them, we use panic_cpu here too.
 976          */
 977         this_cpu = raw_smp_processor_id();
 978         old_cpu = atomic_cmpxchg(&panic_cpu, PANIC_CPU_INVALID, this_cpu);
 979         if (old_cpu == PANIC_CPU_INVALID) {
 980                 /* This is the 1st CPU which comes here, so go ahead. */
 981                 printk_safe_flush_on_panic();
 982                 __crash_kexec(regs);
 983
 984                 /*
 985                  * Reset panic_cpu to allow another panic()/crash_kexec()
 986                  * call.
 987                  */
 988                 atomic_set(&panic_cpu, PANIC_CPU_INVALID);
 989         }
 990 }
 991
 992 size_t crash_get_memory_size(void)
 993 {
 994         size_t size = 0;
 995
 996         mutex_lock(&kexec_mutex);
 997         if (crashk_res.end != crashk_res.start)
 998                 size = resource_size(&crashk_res);
 999         mutex_unlock(&kexec_mutex);
1000         return size;
1001 }
1002
1003 void __weak crash_free_reserved_phys_range(unsigned long begin,
1004                                            unsigned long end)
1005 {
1006         unsigned long addr;
1007
1008         for (addr = begin; addr < end; addr += PAGE_SIZE)
1009                 free_reserved_page(boot_pfn_to_page(addr >> PAGE_SHIFT));
1010 }
1011
1012 int crash_shrink_memory(unsigned long new_size)
1013 {
1014         int ret = 0;
1015         unsigned long start, end;
1016         unsigned long old_size;
1017         struct resource *ram_res;
1018
1019         mutex_lock(&kexec_mutex);
1020
1021         if (kexec_crash_image) {
1022                 ret = -ENOENT;
1023                 goto unlock;
1024         }
1025         start = crashk_res.start;
1026         end = crashk_res.end;
1027         old_size = (end == 0) ? 0 : end - start + 1;
1028         if (new_size >= old_size) {
1029                 ret = (new_size == old_size) ? 0 : -EINVAL;
1030                 goto unlock;
1031         }
1032
1033         ram_res = kzalloc(sizeof(*ram_res), GFP_KERNEL);
1034         if (!ram_res) {
1035                 ret = -ENOMEM;
1036                 goto unlock;
1037         }
1038
1039         start = roundup(start, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
1040         end = roundup(start + new_size, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
1041
1042         crash_free_reserved_phys_range(end, crashk_res.end);
1043
1044         if ((start == end) && (crashk_res.parent != NULL))
1045                 release_resource(&crashk_res);
1046
1047         ram_res->start = end;
1048         ram_res->end = crashk_res.end;
1049         ram_res->flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
1050         ram_res->name = "System RAM";
1051
1052         crashk_res.end = end - 1;
1053
1054         insert_resource(&iomem_resource, ram_res);
1055
1056 unlock:
1057         mutex_unlock(&kexec_mutex);
1058         return ret;
1059 }
1060
1061 void crash_save_cpu(struct pt_regs *regs, int cpu)
1062 {
1063         struct elf_prstatus prstatus;
1064         u32 *buf;
1065
1066         if ((cpu < 0) || (cpu >= nr_cpu_ids))
1067                 return;
1068
1069         /* Using ELF notes here is opportunistic.
1070          * I need a well defined structure format
1071          * for the data I pass, and I need tags
1072          * on the data to indicate what information I have
1073          * squirrelled away.  ELF notes happen to provide
1074          * all of that, so there is no need to invent something new.
1075          */
1076         buf = (u32 *)per_cpu_ptr(crash_notes, cpu);
1077         if (!buf)
1078                 return;
1079         memset(&prstatus, 0, sizeof(prstatus));
1080         prstatus.common.pr_pid = current->pid;
1081         elf_core_copy_kernel_regs(&prstatus.pr_reg, regs);
1082         buf = append_elf_note(buf, KEXEC_CORE_NOTE_NAME, NT_PRSTATUS,
1083                               &prstatus, sizeof(prstatus));
1084         final_note(buf);
1085 }
1086
1087 static int __init crash_notes_memory_init(void)
1088 {
1089         /* Allocate memory for saving cpu registers. */
1090         size_t size, align;
1091
1092         /*
1093          * crash_notes could be allocated across 2 vmalloc pages when percpu
1094          * is vmalloc based . vmalloc doesn't guarantee 2 continuous vmalloc
1095          * pages are also on 2 continuous physical pages. In this case the
1096          * 2nd part of crash_notes in 2nd page could be lost since only the
1097          * starting address and size of crash_notes are exported through sysfs.
1098          * Here round up the size of crash_notes to the nearest power of two
1099          * and pass it to __alloc_percpu as align value. This can make sure
1100          * crash_notes is allocated inside one physical page.
1101          */
1102         size = sizeof(note_buf_t);
1103         align = min(roundup_pow_of_two(sizeof(note_buf_t)), PAGE_SIZE);
1104
1105         /*
1106          * Break compile if size is bigger than PAGE_SIZE since crash_notes
1107          * definitely will be in 2 pages with that.
1108          */
1109         BUILD_BUG_ON(size > PAGE_SIZE);
1110
1111         crash_notes = __alloc_percpu(size, align);
1112         if (!crash_notes) {
1113                 pr_warn("Memory allocation for saving cpu register states failed\n");
1114                 return -ENOMEM;
1115         }
1116         return 0;
1117 }
1118 subsys_initcall(crash_notes_memory_init);
1119
1120
1121 /*
1122  * Move into place and start executing a preloaded standalone
1123  * executable.  If nothing was preloaded return an error.
1124  */
1125 int kernel_kexec(void)
1126 {
1127         int error = 0;
1128
1129         if (!mutex_trylock(&kexec_mutex))
1130                 return -EBUSY;
1131         if (!kexec_image) {
1132                 error = -EINVAL;
1133                 goto Unlock;
1134         }
1135
1136 #ifdef CONFIG_KEXEC_JUMP
1137         if (kexec_image->preserve_context) {
1138                 pm_prepare_console();
1139                 error = freeze_processes();
1140                 if (error) {
1141                         error = -EBUSY;
1142                         goto Restore_console;
1143                 }
1144                 suspend_console();
1145                 error = dpm_suspend_start(PMSG_FREEZE);
1146                 if (error)
1147                         goto Resume_console;
1148                 /* At this point, dpm_suspend_start() has been called,
1149                  * but *not* dpm_suspend_end(). We *must* call
1150                  * dpm_suspend_end() now.  Otherwise, drivers for
1151                  * some devices (e.g. interrupt controllers) become
1152                  * desynchronized with the actual state of the
1153                  * hardware at resume time, and evil weirdness ensues.
1154                  */
1155                 error = dpm_suspend_end(PMSG_FREEZE);
1156                 if (error)
1157                         goto Resume_devices;
1158                 error = suspend_disable_secondary_cpus();
1159                 if (error)
1160                         goto Enable_cpus;
1161                 local_irq_disable();
1162                 error = syscore_suspend();
1163                 if (error)
1164                         goto Enable_irqs;
1165         } else
1166 #endif
1167         {
1168                 kexec_in_progress = true;
1169                 kernel_restart_prepare("kexec reboot");
1170                 migrate_to_reboot_cpu();
1171
1172                 /*
1173                  * migrate_to_reboot_cpu() disables CPU hotplug assuming that
1174                  * no further code needs to use CPU hotplug (which is true in
1175                  * the reboot case). However, the kexec path depends on using
1176                  * CPU hotplug again; so re-enable it here.
1177                  */
1178                 cpu_hotplug_enable();
1179                 pr_notice("Starting new kernel\n");
1180                 machine_shutdown();
1181         }
1182
1183         kmsg_dump(KMSG_DUMP_SHUTDOWN);
1184         machine_kexec(kexec_image);
1185
1186 #ifdef CONFIG_KEXEC_JUMP
1187         if (kexec_image->preserve_context) {
1188                 syscore_resume();
1189  Enable_irqs:
1190                 local_irq_enable();
1191  Enable_cpus:
1192                 suspend_enable_secondary_cpus();
1193                 dpm_resume_start(PMSG_RESTORE);
1194  Resume_devices:
1195                 dpm_resume_end(PMSG_RESTORE);
1196  Resume_console:
1197                 resume_console();
1198                 thaw_processes();
1199  Restore_console:
1200                 pm_restore_console();
1201         }
1202 #endif
1203
1204  Unlock:
1205         mutex_unlock(&kexec_mutex);
1206         return error;
1207 }
1208
1209 /*
1210  * Protection mechanism for crashkernel reserved memory after
1211  * the kdump kernel is loaded.
1212  *
1213  * Provide an empty default implementation here -- architecture
1214  * code may override this
1215  */
1216 void __weak arch_kexec_protect_crashkres(void)
1217 {}
1218
1219 void __weak arch_kexec_unprotect_crashkres(void)
1220 {}