Clean up duplicate includes in kernel/
[linux-2.6.git] / kernel / kexec.c
1 /*
2  * kexec.c - kexec system call
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 #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/spinlock.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
25 #include <asm/page.h>
26 #include <asm/uaccess.h>
27 #include <asm/io.h>
28 #include <asm/system.h>
29 #include <asm/semaphore.h>
30
31 /* Per cpu memory for storing cpu states in case of system crash. */
32 note_buf_t* crash_notes;
33
34 /* Location of the reserved area for the crash kernel */
35 struct resource crashk_res = {
36         .name  = "Crash kernel",
37         .start = 0,
38         .end   = 0,
39         .flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_MEM
40 };
41
42 int kexec_should_crash(struct task_struct *p)
43 {
44         if (in_interrupt() || !p->pid || is_init(p) || panic_on_oops)
45                 return 1;
46         return 0;
47 }
48
49 /*
50  * When kexec transitions to the new kernel there is a one-to-one
51  * mapping between physical and virtual addresses.  On processors
52  * where you can disable the MMU this is trivial, and easy.  For
53  * others it is still a simple predictable page table to setup.
54  *
55  * In that environment kexec copies the new kernel to its final
56  * resting place.  This means I can only support memory whose
57  * physical address can fit in an unsigned long.  In particular
58  * addresses where (pfn << PAGE_SHIFT) > ULONG_MAX cannot be handled.
59  * If the assembly stub has more restrictive requirements
60  * KEXEC_SOURCE_MEMORY_LIMIT and KEXEC_DEST_MEMORY_LIMIT can be
61  * defined more restrictively in <asm/kexec.h>.
62  *
63  * The code for the transition from the current kernel to the
64  * the new kernel is placed in the control_code_buffer, whose size
65  * is given by KEXEC_CONTROL_CODE_SIZE.  In the best case only a single
66  * page of memory is necessary, but some architectures require more.
67  * Because this memory must be identity mapped in the transition from
68  * virtual to physical addresses it must live in the range
69  * 0 - TASK_SIZE, as only the user space mappings are arbitrarily
70  * modifiable.
71  *
72  * The assembly stub in the control code buffer is passed a linked list
73  * of descriptor pages detailing the source pages of the new kernel,
74  * and the destination addresses of those source pages.  As this data
75  * structure is not used in the context of the current OS, it must
76  * be self-contained.
77  *
78  * The code has been made to work with highmem pages and will use a
79  * destination page in its final resting place (if it happens
80  * to allocate it).  The end product of this is that most of the
81  * physical address space, and most of RAM can be used.
82  *
83  * Future directions include:
84  *  - allocating a page table with the control code buffer identity
85  *    mapped, to simplify machine_kexec and make kexec_on_panic more
86  *    reliable.
87  */
88
89 /*
90  * KIMAGE_NO_DEST is an impossible destination address..., for
91  * allocating pages whose destination address we do not care about.
92  */
93 #define KIMAGE_NO_DEST (-1UL)
94
95 static int kimage_is_destination_range(struct kimage *image,
96                                        unsigned long start, unsigned long end);
97 static struct page *kimage_alloc_page(struct kimage *image,
98                                        gfp_t gfp_mask,
99                                        unsigned long dest);
100
101 static int do_kimage_alloc(struct kimage **rimage, unsigned long entry,
102                             unsigned long nr_segments,
103                             struct kexec_segment __user *segments)
104 {
105         size_t segment_bytes;
106         struct kimage *image;
107         unsigned long i;
108         int result;
109
110         /* Allocate a controlling structure */
111         result = -ENOMEM;
112         image = kzalloc(sizeof(*image), GFP_KERNEL);
113         if (!image)
114                 goto out;
115
116         image->head = 0;
117         image->entry = &image->head;
118         image->last_entry = &image->head;
119         image->control_page = ~0; /* By default this does not apply */
120         image->start = entry;
121         image->type = KEXEC_TYPE_DEFAULT;
122
123         /* Initialize the list of control pages */
124         INIT_LIST_HEAD(&image->control_pages);
125
126         /* Initialize the list of destination pages */
127         INIT_LIST_HEAD(&image->dest_pages);
128
129         /* Initialize the list of unuseable pages */
130         INIT_LIST_HEAD(&image->unuseable_pages);
131
132         /* Read in the segments */
133         image->nr_segments = nr_segments;
134         segment_bytes = nr_segments * sizeof(*segments);
135         result = copy_from_user(image->segment, segments, segment_bytes);
136         if (result)
137                 goto out;
138
139         /*
140          * Verify we have good destination addresses.  The caller is
141          * responsible for making certain we don't attempt to load
142          * the new image into invalid or reserved areas of RAM.  This
143          * just verifies it is an address we can use.
144          *
145          * Since the kernel does everything in page size chunks ensure
146          * the destination addreses are page aligned.  Too many
147          * special cases crop of when we don't do this.  The most
148          * insidious is getting overlapping destination addresses
149          * simply because addresses are changed to page size
150          * granularity.
151          */
152         result = -EADDRNOTAVAIL;
153         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
154                 unsigned long mstart, mend;
155
156                 mstart = image->segment[i].mem;
157                 mend   = mstart + image->segment[i].memsz;
158                 if ((mstart & ~PAGE_MASK) || (mend & ~PAGE_MASK))
159                         goto out;
160                 if (mend >= KEXEC_DESTINATION_MEMORY_LIMIT)
161                         goto out;
162         }
163
164         /* Verify our destination addresses do not overlap.
165          * If we alloed overlapping destination addresses
166          * through very weird things can happen with no
167          * easy explanation as one segment stops on another.
168          */
169         result = -EINVAL;
170         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
171                 unsigned long mstart, mend;
172                 unsigned long j;
173
174                 mstart = image->segment[i].mem;
175                 mend   = mstart + image->segment[i].memsz;
176                 for (j = 0; j < i; j++) {
177                         unsigned long pstart, pend;
178                         pstart = image->segment[j].mem;
179                         pend   = pstart + image->segment[j].memsz;
180                         /* Do the segments overlap ? */
181                         if ((mend > pstart) && (mstart < pend))
182                                 goto out;
183                 }
184         }
185
186         /* Ensure our buffer sizes are strictly less than
187          * our memory sizes.  This should always be the case,
188          * and it is easier to check up front than to be surprised
189          * later on.
190          */
191         result = -EINVAL;
192         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
193                 if (image->segment[i].bufsz > image->segment[i].memsz)
194                         goto out;
195         }
196
197         result = 0;
198 out:
199         if (result == 0)
200                 *rimage = image;
201         else
202                 kfree(image);
203
204         return result;
205
206 }
207
208 static int kimage_normal_alloc(struct kimage **rimage, unsigned long entry,
209                                 unsigned long nr_segments,
210                                 struct kexec_segment __user *segments)
211 {
212         int result;
213         struct kimage *image;
214
215         /* Allocate and initialize a controlling structure */
216         image = NULL;
217         result = do_kimage_alloc(&image, entry, nr_segments, segments);
218         if (result)
219                 goto out;
220
221         *rimage = image;
222
223         /*
224          * Find a location for the control code buffer, and add it
225          * the vector of segments so that it's pages will also be
226          * counted as destination pages.
227          */
228         result = -ENOMEM;
229         image->control_code_page = kimage_alloc_control_pages(image,
230                                            get_order(KEXEC_CONTROL_CODE_SIZE));
231         if (!image->control_code_page) {
232                 printk(KERN_ERR "Could not allocate control_code_buffer\n");
233                 goto out;
234         }
235
236         result = 0;
237  out:
238         if (result == 0)
239                 *rimage = image;
240         else
241                 kfree(image);
242
243         return result;
244 }
245
246 static int kimage_crash_alloc(struct kimage **rimage, unsigned long entry,
247                                 unsigned long nr_segments,
248                                 struct kexec_segment __user *segments)
249 {
250         int result;
251         struct kimage *image;
252         unsigned long i;
253
254         image = NULL;
255         /* Verify we have a valid entry point */
256         if ((entry < crashk_res.start) || (entry > crashk_res.end)) {
257                 result = -EADDRNOTAVAIL;
258                 goto out;
259         }
260
261         /* Allocate and initialize a controlling structure */
262         result = do_kimage_alloc(&image, entry, nr_segments, segments);
263         if (result)
264                 goto out;
265
266         /* Enable the special crash kernel control page
267          * allocation policy.
268          */
269         image->control_page = crashk_res.start;
270         image->type = KEXEC_TYPE_CRASH;
271
272         /*
273          * Verify we have good destination addresses.  Normally
274          * the caller is responsible for making certain we don't
275          * attempt to load the new image into invalid or reserved
276          * areas of RAM.  But crash kernels are preloaded into a
277          * reserved area of ram.  We must ensure the addresses
278          * are in the reserved area otherwise preloading the
279          * kernel could corrupt things.
280          */
281         result = -EADDRNOTAVAIL;
282         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
283                 unsigned long mstart, mend;
284
285                 mstart = image->segment[i].mem;
286                 mend = mstart + image->segment[i].memsz - 1;
287                 /* Ensure we are within the crash kernel limits */
288                 if ((mstart < crashk_res.start) || (mend > crashk_res.end))
289                         goto out;
290         }
291
292         /*
293          * Find a location for the control code buffer, and add
294          * the vector of segments so that it's pages will also be
295          * counted as destination pages.
296          */
297         result = -ENOMEM;
298         image->control_code_page = kimage_alloc_control_pages(image,
299                                            get_order(KEXEC_CONTROL_CODE_SIZE));
300         if (!image->control_code_page) {
301                 printk(KERN_ERR "Could not allocate control_code_buffer\n");
302                 goto out;
303         }
304
305         result = 0;
306 out:
307         if (result == 0)
308                 *rimage = image;
309         else
310                 kfree(image);
311
312         return result;
313 }
314
315 static int kimage_is_destination_range(struct kimage *image,
316                                         unsigned long start,
317                                         unsigned long end)
318 {
319         unsigned long i;
320
321         for (i = 0; i < image->nr_segments; i++) {
322                 unsigned long mstart, mend;
323
324                 mstart = image->segment[i].mem;
325                 mend = mstart + image->segment[i].memsz;
326                 if ((end > mstart) && (start < mend))
327                         return 1;
328         }
329
330         return 0;
331 }
332
333 static struct page *kimage_alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
334 {
335         struct page *pages;
336
337         pages = alloc_pages(gfp_mask, order);
338         if (pages) {
339                 unsigned int count, i;
340                 pages->mapping = NULL;
341                 set_page_private(pages, order);
342                 count = 1 << order;
343                 for (i = 0; i < count; i++)
344                         SetPageReserved(pages + i);
345         }
346
347         return pages;
348 }
349
350 static void kimage_free_pages(struct page *page)
351 {
352         unsigned int order, count, i;
353
354         order = page_private(page);
355         count = 1 << order;
356         for (i = 0; i < count; i++)
357                 ClearPageReserved(page + i);
358         __free_pages(page, order);
359 }
360
361 static void kimage_free_page_list(struct list_head *list)
362 {
363         struct list_head *pos, *next;
364
365         list_for_each_safe(pos, next, list) {
366                 struct page *page;
367
368                 page = list_entry(pos, struct page, lru);
369                 list_del(&page->lru);
370                 kimage_free_pages(page);
371         }
372 }
373
374 static struct page *kimage_alloc_normal_control_pages(struct kimage *image,
375                                                         unsigned int order)
376 {
377         /* Control pages are special, they are the intermediaries
378          * that are needed while we copy the rest of the pages
379          * to their final resting place.  As such they must
380          * not conflict with either the destination addresses
381          * or memory the kernel is already using.
382          *
383          * The only case where we really need more than one of
384          * these are for architectures where we cannot disable
385          * the MMU and must instead generate an identity mapped
386          * page table for all of the memory.
387          *
388          * At worst this runs in O(N) of the image size.
389          */
390         struct list_head extra_pages;
391         struct page *pages;
392         unsigned int count;
393
394         count = 1 << order;
395         INIT_LIST_HEAD(&extra_pages);
396
397         /* Loop while I can allocate a page and the page allocated
398          * is a destination page.
399          */
400         do {
401                 unsigned long pfn, epfn, addr, eaddr;
402
403                 pages = kimage_alloc_pages(GFP_KERNEL, order);
404                 if (!pages)
405                         break;
406                 pfn   = page_to_pfn(pages);
407                 epfn  = pfn + count;
408                 addr  = pfn << PAGE_SHIFT;
409                 eaddr = epfn << PAGE_SHIFT;
410                 if ((epfn >= (KEXEC_CONTROL_MEMORY_LIMIT >> PAGE_SHIFT)) ||
411                               kimage_is_destination_range(image, addr, eaddr)) {
412                         list_add(&pages->lru, &extra_pages);
413                         pages = NULL;
414                 }
415         } while (!pages);
416
417         if (pages) {
418                 /* Remember the allocated page... */
419                 list_add(&pages->lru, &image->control_pages);
420
421                 /* Because the page is already in it's destination
422                  * location we will never allocate another page at
423                  * that address.  Therefore kimage_alloc_pages
424                  * will not return it (again) and we don't need
425                  * to give it an entry in image->segment[].
426                  */
427         }
428         /* Deal with the destination pages I have inadvertently allocated.
429          *
430          * Ideally I would convert multi-page allocations into single
431          * page allocations, and add everyting to image->dest_pages.
432          *
433          * For now it is simpler to just free the pages.
434          */
435         kimage_free_page_list(&extra_pages);
436
437         return pages;
438 }
439
440 static struct page *kimage_alloc_crash_control_pages(struct kimage *image,
441                                                       unsigned int order)
442 {
443         /* Control pages are special, they are the intermediaries
444          * that are needed while we copy the rest of the pages
445          * to their final resting place.  As such they must
446          * not conflict with either the destination addresses
447          * or memory the kernel is already using.
448          *
449          * Control pages are also the only pags we must allocate
450          * when loading a crash kernel.  All of the other pages
451          * are specified by the segments and we just memcpy
452          * into them directly.
453          *
454          * The only case where we really need more than one of
455          * these are for architectures where we cannot disable
456          * the MMU and must instead generate an identity mapped
457          * page table for all of the memory.
458          *
459          * Given the low demand this implements a very simple
460          * allocator that finds the first hole of the appropriate
461          * size in the reserved memory region, and allocates all
462          * of the memory up to and including the hole.
463          */
464         unsigned long hole_start, hole_end, size;
465         struct page *pages;
466
467         pages = NULL;
468         size = (1 << order) << PAGE_SHIFT;
469         hole_start = (image->control_page + (size - 1)) & ~(size - 1);
470         hole_end   = hole_start + size - 1;
471         while (hole_end <= crashk_res.end) {
472                 unsigned long i;
473
474                 if (hole_end > KEXEC_CONTROL_MEMORY_LIMIT)
475                         break;
476                 if (hole_end > crashk_res.end)
477                         break;
478                 /* See if I overlap any of the segments */
479                 for (i = 0; i < image->nr_segments; i++) {
480                         unsigned long mstart, mend;
481
482                         mstart = image->segment[i].mem;
483                         mend   = mstart + image->segment[i].memsz - 1;
484                         if ((hole_end >= mstart) && (hole_start <= mend)) {
485                                 /* Advance the hole to the end of the segment */
486                                 hole_start = (mend + (size - 1)) & ~(size - 1);
487                                 hole_end   = hole_start + size - 1;
488                                 break;
489                         }
490                 }
491                 /* If I don't overlap any segments I have found my hole! */
492                 if (i == image->nr_segments) {
493                         pages = pfn_to_page(hole_start >> PAGE_SHIFT);
494                         break;
495                 }
496         }
497         if (pages)
498                 image->control_page = hole_end;
499
500         return pages;
501 }
502
503
504 struct page *kimage_alloc_control_pages(struct kimage *image,
505                                          unsigned int order)
506 {
507         struct page *pages = NULL;
508
509         switch (image->type) {
510         case KEXEC_TYPE_DEFAULT:
511                 pages = kimage_alloc_normal_control_pages(image, order);
512                 break;
513         case KEXEC_TYPE_CRASH:
514                 pages = kimage_alloc_crash_control_pages(image, order);
515                 break;
516         }
517
518         return pages;
519 }
520
521 static int kimage_add_entry(struct kimage *image, kimage_entry_t entry)
522 {
523         if (*image->entry != 0)
524                 image->entry++;
525
526         if (image->entry == image->last_entry) {
527                 kimage_entry_t *ind_page;
528                 struct page *page;
529
530                 page = kimage_alloc_page(image, GFP_KERNEL, KIMAGE_NO_DEST);
531                 if (!page)
532                         return -ENOMEM;
533
534                 ind_page = page_address(page);
535                 *image->entry = virt_to_phys(ind_page) | IND_INDIRECTION;
536                 image->entry = ind_page;
537                 image->last_entry = ind_page +
538                                       ((PAGE_SIZE/sizeof(kimage_entry_t)) - 1);
539         }
540         *image->entry = entry;
541         image->entry++;
542         *image->entry = 0;
543
544         return 0;
545 }
546
547 static int kimage_set_destination(struct kimage *image,
548                                    unsigned long destination)
549 {
550         int result;
551
552         destination &= PAGE_MASK;
553         result = kimage_add_entry(image, destination | IND_DESTINATION);
554         if (result == 0)
555                 image->destination = destination;
556
557         return result;
558 }
559
560
561 static int kimage_add_page(struct kimage *image, unsigned long page)
562 {
563         int result;
564
565         page &= PAGE_MASK;
566         result = kimage_add_entry(image, page | IND_SOURCE);
567         if (result == 0)
568                 image->destination += PAGE_SIZE;
569
570         return result;
571 }
572
573
574 static void kimage_free_extra_pages(struct kimage *image)
575 {
576         /* Walk through and free any extra destination pages I may have */
577         kimage_free_page_list(&image->dest_pages);
578
579         /* Walk through and free any unuseable pages I have cached */
580         kimage_free_page_list(&image->unuseable_pages);
581
582 }
583 static int kimage_terminate(struct kimage *image)
584 {
585         if (*image->entry != 0)
586                 image->entry++;
587
588         *image->entry = IND_DONE;
589
590         return 0;
591 }
592
593 #define for_each_kimage_entry(image, ptr, entry) \
594         for (ptr = &image->head; (entry = *ptr) && !(entry & IND_DONE); \
595                 ptr = (entry & IND_INDIRECTION)? \
596                         phys_to_virt((entry & PAGE_MASK)): ptr +1)
597
598 static void kimage_free_entry(kimage_entry_t entry)
599 {
600         struct page *page;
601
602         page = pfn_to_page(entry >> PAGE_SHIFT);
603         kimage_free_pages(page);
604 }
605
606 static void kimage_free(struct kimage *image)
607 {
608         kimage_entry_t *ptr, entry;
609         kimage_entry_t ind = 0;
610
611         if (!image)
612                 return;
613
614         kimage_free_extra_pages(image);
615         for_each_kimage_entry(image, ptr, entry) {
616                 if (entry & IND_INDIRECTION) {
617                         /* Free the previous indirection page */
618                         if (ind & IND_INDIRECTION)
619                                 kimage_free_entry(ind);
620                         /* Save this indirection page until we are
621                          * done with it.
622                          */
623                         ind = entry;
624                 }
625                 else if (entry & IND_SOURCE)
626                         kimage_free_entry(entry);
627         }
628         /* Free the final indirection page */
629         if (ind & IND_INDIRECTION)
630                 kimage_free_entry(ind);
631
632         /* Handle any machine specific cleanup */
633         machine_kexec_cleanup(image);
634
635         /* Free the kexec control pages... */
636         kimage_free_page_list(&image->control_pages);
637         kfree(image);
638 }
639
640 static kimage_entry_t *kimage_dst_used(struct kimage *image,
641                                         unsigned long page)
642 {
643         kimage_entry_t *ptr, entry;
644         unsigned long destination = 0;
645
646         for_each_kimage_entry(image, ptr, entry) {
647                 if (entry & IND_DESTINATION)
648                         destination = entry & PAGE_MASK;
649                 else if (entry & IND_SOURCE) {
650                         if (page == destination)
651                                 return ptr;
652                         destination += PAGE_SIZE;
653                 }
654         }
655
656         return NULL;
657 }
658
659 static struct page *kimage_alloc_page(struct kimage *image,
660                                         gfp_t gfp_mask,
661                                         unsigned long destination)
662 {
663         /*
664          * Here we implement safeguards to ensure that a source page
665          * is not copied to its destination page before the data on
666          * the destination page is no longer useful.
667          *
668          * To do this we maintain the invariant that a source page is
669          * either its own destination page, or it is not a
670          * destination page at all.
671          *
672          * That is slightly stronger than required, but the proof
673          * that no problems will not occur is trivial, and the
674          * implementation is simply to verify.
675          *
676          * When allocating all pages normally this algorithm will run
677          * in O(N) time, but in the worst case it will run in O(N^2)
678          * time.   If the runtime is a problem the data structures can
679          * be fixed.
680          */
681         struct page *page;
682         unsigned long addr;
683
684         /*
685          * Walk through the list of destination pages, and see if I
686          * have a match.
687          */
688         list_for_each_entry(page, &image->dest_pages, lru) {
689                 addr = page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT;
690                 if (addr == destination) {
691                         list_del(&page->lru);
692                         return page;
693                 }
694         }
695         page = NULL;
696         while (1) {
697                 kimage_entry_t *old;
698
699                 /* Allocate a page, if we run out of memory give up */
700                 page = kimage_alloc_pages(gfp_mask, 0);
701                 if (!page)
702                         return NULL;
703                 /* If the page cannot be used file it away */
704                 if (page_to_pfn(page) >
705                                 (KEXEC_SOURCE_MEMORY_LIMIT >> PAGE_SHIFT)) {
706                         list_add(&page->lru, &image->unuseable_pages);
707                         continue;
708                 }
709                 addr = page_to_pfn(page) << PAGE_SHIFT;
710
711                 /* If it is the destination page we want use it */
712                 if (addr == destination)
713                         break;
714
715                 /* If the page is not a destination page use it */
716                 if (!kimage_is_destination_range(image, addr,
717                                                   addr + PAGE_SIZE))
718                         break;
719
720                 /*
721                  * I know that the page is someones destination page.
722                  * See if there is already a source page for this
723                  * destination page.  And if so swap the source pages.
724                  */
725                 old = kimage_dst_used(image, addr);
726                 if (old) {
727                         /* If so move it */
728                         unsigned long old_addr;
729                         struct page *old_page;
730
731                         old_addr = *old & PAGE_MASK;
732                         old_page = pfn_to_page(old_addr >> PAGE_SHIFT);
733                         copy_highpage(page, old_page);
734                         *old = addr | (*old & ~PAGE_MASK);
735
736                         /* The old page I have found cannot be a
737                          * destination page, so return it.
738                          */
739                         addr = old_addr;
740                         page = old_page;
741                         break;
742                 }
743                 else {
744                         /* Place the page on the destination list I
745                          * will use it later.
746                          */
747                         list_add(&page->lru, &image->dest_pages);
748                 }
749         }
750
751         return page;
752 }
753
754 static int kimage_load_normal_segment(struct kimage *image,
755                                          struct kexec_segment *segment)
756 {
757         unsigned long maddr;
758         unsigned long ubytes, mbytes;
759         int result;
760         unsigned char __user *buf;
761
762         result = 0;
763         buf = segment->buf;
764         ubytes = segment->bufsz;
765         mbytes = segment->memsz;
766         maddr = segment->mem;
767
768         result = kimage_set_destination(image, maddr);
769         if (result < 0)
770                 goto out;
771
772         while (mbytes) {
773                 struct page *page;
774                 char *ptr;
775                 size_t uchunk, mchunk;
776
777                 page = kimage_alloc_page(image, GFP_HIGHUSER, maddr);
778                 if (page == 0) {
779                         result  = -ENOMEM;
780                         goto out;
781                 }
782                 result = kimage_add_page(image, page_to_pfn(page)
783                                                                 << PAGE_SHIFT);
784                 if (result < 0)
785                         goto out;
786
787                 ptr = kmap(page);
788                 /* Start with a clear page */
789                 memset(ptr, 0, PAGE_SIZE);
790                 ptr += maddr & ~PAGE_MASK;
791                 mchunk = PAGE_SIZE - (maddr & ~PAGE_MASK);
792                 if (mchunk > mbytes)
793                         mchunk = mbytes;
794
795                 uchunk = mchunk;
796                 if (uchunk > ubytes)
797                         uchunk = ubytes;
798
799                 result = copy_from_user(ptr, buf, uchunk);
800                 kunmap(page);
801                 if (result) {
802                         result = (result < 0) ? result : -EIO;
803                         goto out;
804                 }
805                 ubytes -= uchunk;
806                 maddr  += mchunk;
807                 buf    += mchunk;
808                 mbytes -= mchunk;
809         }
810 out:
811         return result;
812 }
813
814 static int kimage_load_crash_segment(struct kimage *image,
815                                         struct kexec_segment *segment)
816 {
817         /* For crash dumps kernels we simply copy the data from
818          * user space to it's destination.
819          * We do things a page at a time for the sake of kmap.
820          */
821         unsigned long maddr;
822         unsigned long ubytes, mbytes;
823         int result;
824         unsigned char __user *buf;
825
826         result = 0;
827         buf = segment->buf;
828         ubytes = segment->bufsz;
829         mbytes = segment->memsz;
830         maddr = segment->mem;
831         while (mbytes) {
832                 struct page *page;
833                 char *ptr;
834                 size_t uchunk, mchunk;
835
836                 page = pfn_to_page(maddr >> PAGE_SHIFT);
837                 if (page == 0) {
838                         result  = -ENOMEM;
839                         goto out;
840                 }
841                 ptr = kmap(page);
842                 ptr += maddr & ~PAGE_MASK;
843                 mchunk = PAGE_SIZE - (maddr & ~PAGE_MASK);
844                 if (mchunk > mbytes)
845                         mchunk = mbytes;
846
847                 uchunk = mchunk;
848                 if (uchunk > ubytes) {
849                         uchunk = ubytes;
850                         /* Zero the trailing part of the page */
851                         memset(ptr + uchunk, 0, mchunk - uchunk);
852                 }
853                 result = copy_from_user(ptr, buf, uchunk);
854                 kexec_flush_icache_page(page);
855                 kunmap(page);
856                 if (result) {
857                         result = (result < 0) ? result : -EIO;
858                         goto out;
859                 }
860                 ubytes -= uchunk;
861                 maddr  += mchunk;
862                 buf    += mchunk;
863                 mbytes -= mchunk;
864         }
865 out:
866         return result;
867 }
868
869 static int kimage_load_segment(struct kimage *image,
870                                 struct kexec_segment *segment)
871 {
872         int result = -ENOMEM;
873
874         switch (image->type) {
875         case KEXEC_TYPE_DEFAULT:
876                 result = kimage_load_normal_segment(image, segment);
877                 break;
878         case KEXEC_TYPE_CRASH:
879                 result = kimage_load_crash_segment(image, segment);
880                 break;
881         }
882
883         return result;
884 }
885
886 /*
887  * Exec Kernel system call: for obvious reasons only root may call it.
888  *
889  * This call breaks up into three pieces.
890  * - A generic part which loads the new kernel from the current
891  *   address space, and very carefully places the data in the
892  *   allocated pages.
893  *
894  * - A generic part that interacts with the kernel and tells all of
895  *   the devices to shut down.  Preventing on-going dmas, and placing
896  *   the devices in a consistent state so a later kernel can
897  *   reinitialize them.
898  *
899  * - A machine specific part that includes the syscall number
900  *   and the copies the image to it's final destination.  And
901  *   jumps into the image at entry.
902  *
903  * kexec does not sync, or unmount filesystems so if you need
904  * that to happen you need to do that yourself.
905  */
906 struct kimage *kexec_image;
907 struct kimage *kexec_crash_image;
908 /*
909  * A home grown binary mutex.
910  * Nothing can wait so this mutex is safe to use
911  * in interrupt context :)
912  */
913 static int kexec_lock;
914
915 asmlinkage long sys_kexec_load(unsigned long entry, unsigned long nr_segments,
916                                 struct kexec_segment __user *segments,
917                                 unsigned long flags)
918 {
919         struct kimage **dest_image, *image;
920         int locked;
921         int result;
922
923         /* We only trust the superuser with rebooting the system. */
924         if (!capable(CAP_SYS_BOOT))
925                 return -EPERM;
926
927         /*
928          * Verify we have a legal set of flags
929          * This leaves us room for future extensions.
930          */
931         if ((flags & KEXEC_FLAGS) != (flags & ~KEXEC_ARCH_MASK))
932                 return -EINVAL;
933
934         /* Verify we are on the appropriate architecture */
935         if (((flags & KEXEC_ARCH_MASK) != KEXEC_ARCH) &&
936                 ((flags & KEXEC_ARCH_MASK) != KEXEC_ARCH_DEFAULT))
937                 return -EINVAL;
938
939         /* Put an artificial cap on the number
940          * of segments passed to kexec_load.
941          */
942         if (nr_segments > KEXEC_SEGMENT_MAX)
943                 return -EINVAL;
944
945         image = NULL;
946         result = 0;
947
948         /* Because we write directly to the reserved memory
949          * region when loading crash kernels we need a mutex here to
950          * prevent multiple crash  kernels from attempting to load
951          * simultaneously, and to prevent a crash kernel from loading
952          * over the top of a in use crash kernel.
953          *
954          * KISS: always take the mutex.
955          */
956         locked = xchg(&kexec_lock, 1);
957         if (locked)
958                 return -EBUSY;
959
960         dest_image = &kexec_image;
961         if (flags & KEXEC_ON_CRASH)
962                 dest_image = &kexec_crash_image;
963         if (nr_segments > 0) {
964                 unsigned long i;
965
966                 /* Loading another kernel to reboot into */
967                 if ((flags & KEXEC_ON_CRASH) == 0)
968                         result = kimage_normal_alloc(&image, entry,
969                                                         nr_segments, segments);
970                 /* Loading another kernel to switch to if this one crashes */
971                 else if (flags & KEXEC_ON_CRASH) {
972                         /* Free any current crash dump kernel before
973                          * we corrupt it.
974                          */
975                         kimage_free(xchg(&kexec_crash_image, NULL));
976                         result = kimage_crash_alloc(&image, entry,
977                                                      nr_segments, segments);
978                 }
979                 if (result)
980                         goto out;
981
982                 result = machine_kexec_prepare(image);
983                 if (result)
984                         goto out;
985
986                 for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
987                         result = kimage_load_segment(image, &image->segment[i]);
988                         if (result)
989                                 goto out;
990                 }
991                 result = kimage_terminate(image);
992                 if (result)
993                         goto out;
994         }
995         /* Install the new kernel, and  Uninstall the old */
996         image = xchg(dest_image, image);
997
998 out:
999         locked = xchg(&kexec_lock, 0); /* Release the mutex */
1000         BUG_ON(!locked);
1001         kimage_free(image);
1002
1003         return result;
1004 }
1005
1006 #ifdef CONFIG_COMPAT
1007 asmlinkage long compat_sys_kexec_load(unsigned long entry,
1008                                 unsigned long nr_segments,
1009                                 struct compat_kexec_segment __user *segments,
1010                                 unsigned long flags)
1011 {
1012         struct compat_kexec_segment in;
1013         struct kexec_segment out, __user *ksegments;
1014         unsigned long i, result;
1015
1016         /* Don't allow clients that don't understand the native
1017          * architecture to do anything.
1018          */
1019         if ((flags & KEXEC_ARCH_MASK) == KEXEC_ARCH_DEFAULT)
1020                 return -EINVAL;
1021
1022         if (nr_segments > KEXEC_SEGMENT_MAX)
1023                 return -EINVAL;
1024
1025         ksegments = compat_alloc_user_space(nr_segments * sizeof(out));
1026         for (i=0; i < nr_segments; i++) {
1027                 result = copy_from_user(&in, &segments[i], sizeof(in));
1028                 if (result)
1029                         return -EFAULT;
1030
1031                 out.buf   = compat_ptr(in.buf);
1032                 out.bufsz = in.bufsz;
1033                 out.mem   = in.mem;
1034                 out.memsz = in.memsz;
1035
1036                 result = copy_to_user(&ksegments[i], &out, sizeof(out));
1037                 if (result)
1038                         return -EFAULT;
1039         }
1040
1041         return sys_kexec_load(entry, nr_segments, ksegments, flags);
1042 }
1043 #endif
1044
1045 void crash_kexec(struct pt_regs *regs)
1046 {
1047         int locked;
1048
1049
1050         /* Take the kexec_lock here to prevent sys_kexec_load
1051          * running on one cpu from replacing the crash kernel
1052          * we are using after a panic on a different cpu.
1053          *
1054          * If the crash kernel was not located in a fixed area
1055          * of memory the xchg(&kexec_crash_image) would be
1056          * sufficient.  But since I reuse the memory...
1057          */
1058         locked = xchg(&kexec_lock, 1);
1059         if (!locked) {
1060                 if (kexec_crash_image) {
1061                         struct pt_regs fixed_regs;
1062                         crash_setup_regs(&fixed_regs, regs);
1063                         machine_crash_shutdown(&fixed_regs);
1064                         machine_kexec(kexec_crash_image);
1065                 }
1066                 locked = xchg(&kexec_lock, 0);
1067                 BUG_ON(!locked);
1068         }
1069 }
1070
1071 static u32 *append_elf_note(u32 *buf, char *name, unsigned type, void *data,
1072                             size_t data_len)
1073 {
1074         struct elf_note note;
1075
1076         note.n_namesz = strlen(name) + 1;
1077         note.n_descsz = data_len;
1078         note.n_type   = type;
1079         memcpy(buf, &note, sizeof(note));
1080         buf += (sizeof(note) + 3)/4;
1081         memcpy(buf, name, note.n_namesz);
1082         buf += (note.n_namesz + 3)/4;
1083         memcpy(buf, data, note.n_descsz);
1084         buf += (note.n_descsz + 3)/4;
1085
1086         return buf;
1087 }
1088
1089 static void final_note(u32 *buf)
1090 {
1091         struct elf_note note;
1092
1093         note.n_namesz = 0;
1094         note.n_descsz = 0;
1095         note.n_type   = 0;
1096         memcpy(buf, &note, sizeof(note));
1097 }
1098
1099 void crash_save_cpu(struct pt_regs *regs, int cpu)
1100 {
1101         struct elf_prstatus prstatus;
1102         u32 *buf;
1103
1104         if ((cpu < 0) || (cpu >= NR_CPUS))
1105                 return;
1106
1107         /* Using ELF notes here is opportunistic.
1108          * I need a well defined structure format
1109          * for the data I pass, and I need tags
1110          * on the data to indicate what information I have
1111          * squirrelled away.  ELF notes happen to provide
1112          * all of that, so there is no need to invent something new.
1113          */
1114         buf = (u32*)per_cpu_ptr(crash_notes, cpu);
1115         if (!buf)
1116                 return;
1117         memset(&prstatus, 0, sizeof(prstatus));
1118         prstatus.pr_pid = current->pid;
1119         elf_core_copy_regs(&prstatus.pr_reg, regs);
1120         buf = append_elf_note(buf, KEXEC_CORE_NOTE_NAME, NT_PRSTATUS,
1121                               &prstatus, sizeof(prstatus));
1122         final_note(buf);
1123 }
1124
1125 static int __init crash_notes_memory_init(void)
1126 {
1127         /* Allocate memory for saving cpu registers. */
1128         crash_notes = alloc_percpu(note_buf_t);
1129         if (!crash_notes) {
1130                 printk("Kexec: Memory allocation for saving cpu register"
1131                 " states failed\n");
1132                 return -ENOMEM;
1133         }
1134         return 0;
1135 }
1136 module_init(crash_notes_memory_init)