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/btf.h>
  10 #include <linux/capability.h>
  11 #include <linux/mm.h>
  12 #include <linux/file.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14 #include <linux/fs.h>
  15 #include <linux/kexec.h>
  16 #include <linux/mutex.h>
  17 #include <linux/list.h>
  18 #include <linux/highmem.h>
  19 #include <linux/syscalls.h>
  20 #include <linux/reboot.h>
  21 #include <linux/ioport.h>
  22 #include <linux/hardirq.h>
  23 #include <linux/elf.h>
  24 #include <linux/elfcore.h>
  25 #include <linux/utsname.h>
  26 #include <linux/numa.h>
  27 #include <linux/suspend.h>
  28 #include <linux/device.h>
  29 #include <linux/freezer.h>
  30 #include <linux/panic_notifier.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/objtool.h>
  42 #include <linux/kmsg_dump.h>
  43
  44 #include <asm/page.h>
  45 #include <asm/sections.h>
  46
  47 #include <crypto/hash.h>
  48 #include "kexec_internal.h"
  49
  50 atomic_t __kexec_lock = ATOMIC_INIT(0);
  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 make_task_dead() 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  * 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         unsigned long nr_pages = totalram_pages();
 156
 157         /*
 158          * Verify we have good destination addresses.  The caller is
 159          * responsible for making certain we don't attempt to load
 160          * the new image into invalid or reserved areas of RAM.  This
 161          * just verifies it is an address we can use.
 162          *
 163          * Since the kernel does everything in page size chunks ensure
 164          * the destination addresses are page aligned.  Too many
 165          * special cases crop of when we don't do this.  The most
 166          * insidious is getting overlapping destination addresses
 167          * simply because addresses are changed to page size
 168          * granularity.
 169          */
 170         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 171                 unsigned long mstart, mend;
 172
 173                 mstart = image->segment[i].mem;
 174                 mend   = mstart + image->segment[i].memsz;
 175                 if (mstart > mend)
 176                         return -EADDRNOTAVAIL;
 177                 if ((mstart & ~PAGE_MASK) || (mend & ~PAGE_MASK))
 178                         return -EADDRNOTAVAIL;
 179                 if (mend >= KEXEC_DESTINATION_MEMORY_LIMIT)
 180                         return -EADDRNOTAVAIL;
 181         }
 182
 183         /* Verify our destination addresses do not overlap.
 184          * If we alloed overlapping destination addresses
 185          * through very weird things can happen with no
 186          * easy explanation as one segment stops on another.
 187          */
 188         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 189                 unsigned long mstart, mend;
 190                 unsigned long j;
 191
 192                 mstart = image->segment[i].mem;
 193                 mend   = mstart + image->segment[i].memsz;
 194                 for (j = 0; j < i; j++) {
 195                         unsigned long pstart, pend;
 196
 197                         pstart = image->segment[j].mem;
 198                         pend   = pstart + image->segment[j].memsz;
 199                         /* Do the segments overlap ? */
 200                         if ((mend > pstart) && (mstart < pend))
 201                                 return -EINVAL;
 202                 }
 203         }
 204
 205         /* Ensure our buffer sizes are strictly less than
 206          * our memory sizes.  This should always be the case,
 207          * and it is easier to check up front than to be surprised
 208          * later on.
 209          */
 210         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 211                 if (image->segment[i].bufsz > image->segment[i].memsz)
 212                         return -EINVAL;
 213         }
 214
 215         /*
 216          * Verify that no more than half of memory will be consumed. If the
 217          * request from userspace is too large, a large amount of time will be
 218          * wasted allocating pages, which can cause a soft lockup.
 219          */
 220         for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 221                 if (PAGE_COUNT(image->segment[i].memsz) > nr_pages / 2)
 222                         return -EINVAL;
 223
 224                 total_pages += PAGE_COUNT(image->segment[i].memsz);
 225         }
 226
 227         if (total_pages > nr_pages / 2)
 228                 return -EINVAL;
 229
 230         /*
 231          * Verify we have good destination addresses.  Normally
 232          * the caller is responsible for making certain we don't
 233          * attempt to load the new image into invalid or reserved
 234          * areas of RAM.  But crash kernels are preloaded into a
 235          * reserved area of ram.  We must ensure the addresses
 236          * are in the reserved area otherwise preloading the
 237          * kernel could corrupt things.
 238          */
 239
 240         if (image->type == KEXEC_TYPE_CRASH) {
 241                 for (i = 0; i < nr_segments; i++) {
 242                         unsigned long mstart, mend;
 243
 244                         mstart = image->segment[i].mem;
 245                         mend = mstart + image->segment[i].memsz - 1;
 246                         /* Ensure we are within the crash kernel limits */
 247                         if ((mstart < phys_to_boot_phys(crashk_res.start)) ||
 248                             (mend > phys_to_boot_phys(crashk_res.end)))
 249                                 return -EADDRNOTAVAIL;
 250                 }
 251         }
 252
 253         return 0;
 254 }
 255
 256 struct kimage *do_kimage_alloc_init(void)
 257 {
 258         struct kimage *image;
 259
 260         /* Allocate a controlling structure */
 261         image = kzalloc(sizeof(*image), GFP_KERNEL);
 262         if (!image)
 263                 return NULL;
 264
 265         image->head = 0;
 266         image->entry = &image->head;
 267         image->last_entry = &image->head;
 268         image->control_page = ~0; /* By default this does not apply */
 269         image->type = KEXEC_TYPE_DEFAULT;
 270
 271         /* Initialize the list of control pages */
 272         INIT_LIST_HEAD(&image->control_pages);
 273
 274         /* Initialize the list of destination pages */
 275         INIT_LIST_HEAD(&image->dest_pages);
 276
 277         /* Initialize the list of unusable pages */
 278         INIT_LIST_HEAD(&image->unusable_pages);
 279
 280         return image;
 281 }
 282
 283 int kimage_is_destination_range(struct kimage *image,
 284                                         unsigned long start,
 285                                         unsigned long end)
 286 {
 287         unsigned long i;
 288
 289         for (i = 0; i < image->nr_segments; i++) {
 290                 unsigned long mstart, mend;
 291
 292                 mstart = image->segment[i].mem;
 293                 mend = mstart + image->segment[i].memsz;
 294                 if ((end > mstart) && (start < mend))
 295                         return 1;
 296         }
 297
 298         return 0;
 299 }
 300
 301 static struct page *kimage_alloc_pages(gfp_t gfp_mask, unsigned int order)
 302 {
 303         struct page *pages;
 304
 305         if (fatal_signal_pending(current))
 306                 return NULL;
 307         pages = alloc_pages(gfp_mask & ~__GFP_ZERO, order);
 308         if (pages) {
 309                 unsigned int count, i;
 310
 311                 pages->mapping = NULL;
 312                 set_page_private(pages, order);
 313                 count = 1 << order;
 314                 for (i = 0; i < count; i++)
 315                         SetPageReserved(pages + i);
 316
 317                 arch_kexec_post_alloc_pages(page_address(pages), count,
 318                                             gfp_mask);
 319
 320                 if (gfp_mask & __GFP_ZERO)
 321                         for (i = 0; i < count; i++)
 322                                 clear_highpage(pages + i);
 323         }
 324
 325         return pages;
 326 }
 327
 328 static void kimage_free_pages(struct page *page)
 329 {
 330         unsigned int order, count, i;
 331
 332         order = page_private(page);
 333         count = 1 << order;
 334
 335         arch_kexec_pre_free_pages(page_address(page), count);
 336
 337         for (i = 0; i < count; i++)
 338                 ClearPageReserved(page + i);
 339         __free_pages(page, order);
 340 }
 341
 342 void kimage_free_page_list(struct list_head *list)
 343 {
 344         struct page *page, *next;
 345
 346         list_for_each_entry_safe(page, next, list, lru) {
 347                 list_del(&page->lru);
 348                 kimage_free_pages(page);
 349         }
 350 }
 351
 352 static struct page *kimage_alloc_normal_control_pages(struct kimage *image,
 353                                                         unsigned int order)
 354 {
 355         /* Control pages are special, they are the intermediaries
 356          * that are needed while we copy the rest of the pages
 357          * to their final resting place.  As such they must
 358          * not conflict with either the destination addresses
 359          * or memory the kernel is already using.
 360          *
 361          * The only case where we really need more than one of
 362          * these are for architectures where we cannot disable
 363          * the MMU and must instead generate an identity mapped
 364          * page table for all of the memory.
 365          *
 366          * At worst this runs in O(N) of the image size.
 367          */
 368         struct list_head extra_pages;
 369         struct page *pages;
 370         unsigned int count;
 371
 372         count = 1 << order;
 373         INIT_LIST_HEAD(&extra_pages);
 374
 375         /* Loop while I can allocate a page and the page allocated
 376          * is a destination page.
 377          */
 378         do {
 379                 unsigned long pfn, epfn, addr, eaddr;
 380
 381                 pages = kimage_alloc_pages(KEXEC_CONTROL_MEMORY_GFP, order);
 382                 if (!pages)
 383                         break;
 384                 pfn   = page_to_boot_pfn(pages);
 385                 epfn  = pfn + count;
 386                 addr  = pfn << PAGE_SHIFT;
 387                 eaddr = epfn << PAGE_SHIFT;
 388                 if ((epfn >= (KEXEC_CONTROL_MEMORY_LIMIT >> PAGE_SHIFT)) ||
 389                               kimage_is_destination_range(image, addr, eaddr)) {
 390                         list_add(&pages->lru, &extra_pages);
 391                         pages = NULL;
 392                 }
 393         } while (!pages);
 394
 395         if (pages) {
 396                 /* Remember the allocated page... */
 397                 list_add(&pages->lru, &image->control_pages);
 398
 399                 /* Because the page is already in it's destination
 400                  * location we will never allocate another page at
 401                  * that address.  Therefore kimage_alloc_pages
 402                  * will not return it (again) and we don't need
 403                  * to give it an entry in image->segment[].
 404                  */
 405         }
 406         /* Deal with the destination pages I have inadvertently allocated.
 407          *
 408          * Ideally I would convert multi-page allocations into single
 409          * page allocations, and add everything to image->dest_pages.
 410          *
 411          * For now it is simpler to just free the pages.
 412          */
 413         kimage_free_page_list(&extra_pages);
 414
 415         return pages;
 416 }
 417
 418 static struct page *kimage_alloc_crash_control_pages(struct kimage *image,
 419                                                       unsigned int order)
 420 {
 421         /* Control pages are special, they are the intermediaries
 422          * that are needed while we copy the rest of the pages
 423          * to their final resting place.  As such they must
 424          * not conflict with either the destination addresses
 425          * or memory the kernel is already using.
 426          *
 427          * Control pages are also the only pags we must allocate
 428          * when loading a crash kernel.  All of the other pages
 429          * are specified by the segments and we just memcpy
 430          * into them directly.
 431          *
 432          * The only case where we really need more than one of
 433          * these are for architectures where we cannot disable
 434          * the MMU and must instead generate an identity mapped
 435          * page table for all of the memory.
 436          *
 437          * Given the low demand this implements a very simple
 438          * allocator that finds the first hole of the appropriate
 439          * size in the reserved memory region, and allocates all
 440          * of the memory up to and including the hole.
 441          */
 442         unsigned long hole_start, hole_end, size;
 443         struct page *pages;
 444
 445         pages = NULL;
 446         size = (1 << order) << PAGE_SHIFT;
 447         hole_start = (image->control_page + (size - 1)) & ~(size - 1);
 448         hole_end   = hole_start + size - 1;
 449         while (hole_end <= crashk_res.end) {
 450                 unsigned long i;
 451
 452                 cond_resched();
 453
 454                 if (hole_end > KEXEC_CRASH_CONTROL_MEMORY_LIMIT)
 455                         break;
 456                 /* See if I overlap any of the segments */
 457                 for (i = 0; i < image->nr_segments; i++) {
 458                         unsigned long mstart, mend;
 459
 460                         mstart = image->segment[i].mem;
 461                         mend   = mstart + image->segment[i].memsz - 1;
 462                         if ((hole_end >= mstart) && (hole_start <= mend)) {
 463                                 /* Advance the hole to the end of the segment */
 464                                 hole_start = (mend + (size - 1)) & ~(size - 1);
 465                                 hole_end   = hole_start + size - 1;
 466                                 break;
 467                         }
 468                 }
 469                 /* If I don't overlap any segments I have found my hole! */
 470                 if (i == image->nr_segments) {
 471                         pages = pfn_to_page(hole_start >> PAGE_SHIFT);
 472                         image->control_page = hole_end;
 473                         break;
 474                 }
 475         }
 476
 477         /* Ensure that these pages are decrypted if SME is enabled. */
 478         if (pages)
 479                 arch_kexec_post_alloc_pages(page_address(pages), 1 << order, 0);
 480
 481         return pages;
 482 }
 483
 484
 485 struct page *kimage_alloc_control_pages(struct kimage *image,
 486                                          unsigned int order)
 487 {
 488         struct page *pages = NULL;
 489
 490         switch (image->type) {
 491         case KEXEC_TYPE_DEFAULT:
 492                 pages = kimage_alloc_normal_control_pages(image, order);
 493                 break;
 494         case KEXEC_TYPE_CRASH:
 495                 pages = kimage_alloc_crash_control_pages(image, order);
 496                 break;
 497         }
 498
 499         return pages;
 500 }
 501
 502 int kimage_crash_copy_vmcoreinfo(struct kimage *image)
 503 {
 504         struct page *vmcoreinfo_page;
 505         void *safecopy;
 506
 507         if (image->type != KEXEC_TYPE_CRASH)
 508                 return 0;
 509
 510         /*
 511          * For kdump, allocate one vmcoreinfo safe copy from the
 512          * crash memory. as we have arch_kexec_protect_crashkres()
 513          * after kexec syscall, we naturally protect it from write
 514          * (even read) access under kernel direct mapping. But on
 515          * the other hand, we still need to operate it when crash
 516          * happens to generate vmcoreinfo note, hereby we rely on
 517          * vmap for this purpose.
 518          */
 519         vmcoreinfo_page = kimage_alloc_control_pages(image, 0);
 520         if (!vmcoreinfo_page) {
 521                 pr_warn("Could not allocate vmcoreinfo buffer\n");
 522                 return -ENOMEM;
 523         }
 524         safecopy = vmap(&vmcoreinfo_page, 1, VM_MAP, PAGE_KERNEL);
 525         if (!safecopy) {
 526                 pr_warn("Could not vmap vmcoreinfo buffer\n");
 527                 return -ENOMEM;
 528         }
 529
 530         image->vmcoreinfo_data_copy = safecopy;
 531         crash_update_vmcoreinfo_safecopy(safecopy);
 532
 533         return 0;
 534 }
 535
 536 static int kimage_add_entry(struct kimage *image, kimage_entry_t entry)
 537 {
 538         if (*image->entry != 0)
 539                 image->entry++;
 540
 541         if (image->entry == image->last_entry) {
 542                 kimage_entry_t *ind_page;
 543                 struct page *page;
 544
 545                 page = kimage_alloc_page(image, GFP_KERNEL, KIMAGE_NO_DEST);
 546                 if (!page)
 547                         return -ENOMEM;
 548
 549                 ind_page = page_address(page);
 550                 *image->entry = virt_to_boot_phys(ind_page) | IND_INDIRECTION;
 551                 image->entry = ind_page;
 552                 image->last_entry = ind_page +
 553                                       ((PAGE_SIZE/sizeof(kimage_entry_t)) - 1);
 554         }
 555         *image->entry = entry;
 556         image->entry++;
 557         *image->entry = 0;
 558
 559         return 0;
 560 }
 561
 562 static int kimage_set_destination(struct kimage *image,
 563                                    unsigned long destination)
 564 {
 565         destination &= PAGE_MASK;
 566
 567         return kimage_add_entry(image, destination | IND_DESTINATION);
 568 }
 569
 570
 571 static int kimage_add_page(struct kimage *image, unsigned long page)
 572 {
 573         page &= PAGE_MASK;
 574
 575         return kimage_add_entry(image, page | IND_SOURCE);
 576 }
 577
 578
 579 static void kimage_free_extra_pages(struct kimage *image)
 580 {
 581         /* Walk through and free any extra destination pages I may have */
 582         kimage_free_page_list(&image->dest_pages);
 583
 584         /* Walk through and free any unusable pages I have cached */
 585         kimage_free_page_list(&image->unusable_pages);
 586
 587 }
 588
 589 void kimage_terminate(struct kimage *image)
 590 {
 591         if (*image->entry != 0)
 592                 image->entry++;
 593
 594         *image->entry = IND_DONE;
 595 }
 596
 597 #define for_each_kimage_entry(image, ptr, entry) \
 598         for (ptr = &image->head; (entry = *ptr) && !(entry & IND_DONE); \
 599                 ptr = (entry & IND_INDIRECTION) ? \
 600                         boot_phys_to_virt((entry & PAGE_MASK)) : ptr + 1)
 601
 602 static void kimage_free_entry(kimage_entry_t entry)
 603 {
 604         struct page *page;
 605
 606         page = boot_pfn_to_page(entry >> PAGE_SHIFT);
 607         kimage_free_pages(page);
 608 }
 609
 610 void kimage_free(struct kimage *image)
 611 {
 612         kimage_entry_t *ptr, entry;
 613         kimage_entry_t ind = 0;
 614
 615         if (!image)
 616                 return;
 617
 618         if (image->vmcoreinfo_data_copy) {
 619                 crash_update_vmcoreinfo_safecopy(NULL);
 620                 vunmap(image->vmcoreinfo_data_copy);
 621         }
 622
 623         kimage_free_extra_pages(image);
 624         for_each_kimage_entry(image, ptr, entry) {
 625                 if (entry & IND_INDIRECTION) {
 626                         /* Free the previous indirection page */
 627                         if (ind & IND_INDIRECTION)
 628                                 kimage_free_entry(ind);
 629                         /* Save this indirection page until we are
 630                          * done with it.
 631                          */
 632                         ind = entry;
 633                 } else if (entry & IND_SOURCE)
 634                         kimage_free_entry(entry);
 635         }
 636         /* Free the final indirection page */
 637         if (ind & IND_INDIRECTION)
 638                 kimage_free_entry(ind);
 639
 640         /* Handle any machine specific cleanup */
 641         machine_kexec_cleanup(image);
 642
 643         /* Free the kexec control pages... */
 644         kimage_free_page_list(&image->control_pages);
 645
 646         /*
 647          * Free up any temporary buffers allocated. This might hit if
 648          * error occurred much later after buffer allocation.
 649          */
 650         if (image->file_mode)
 651                 kimage_file_post_load_cleanup(image);
 652
 653         kfree(image);
 654 }
 655
 656 static kimage_entry_t *kimage_dst_used(struct kimage *image,
 657                                         unsigned long page)
 658 {
 659         kimage_entry_t *ptr, entry;
 660         unsigned long destination = 0;
 661
 662         for_each_kimage_entry(image, ptr, entry) {
 663                 if (entry & IND_DESTINATION)
 664                         destination = entry & PAGE_MASK;
 665                 else if (entry & IND_SOURCE) {
 666                         if (page == destination)
 667                                 return ptr;
 668                         destination += PAGE_SIZE;
 669                 }
 670         }
 671
 672         return NULL;
 673 }
 674
 675 static struct page *kimage_alloc_page(struct kimage *image,
 676                                         gfp_t gfp_mask,
 677                                         unsigned long destination)
 678 {
 679         /*
 680          * Here we implement safeguards to ensure that a source page
 681          * is not copied to its destination page before the data on
 682          * the destination page is no longer useful.
 683          *
 684          * To do this we maintain the invariant that a source page is
 685          * either its own destination page, or it is not a
 686          * destination page at all.
 687          *
 688          * That is slightly stronger than required, but the proof
 689          * that no problems will not occur is trivial, and the
 690          * implementation is simply to verify.
 691          *
 692          * When allocating all pages normally this algorithm will run
 693          * in O(N) time, but in the worst case it will run in O(N^2)
 694          * time.   If the runtime is a problem the data structures can
 695          * be fixed.
 696          */
 697         struct page *page;
 698         unsigned long addr;
 699
 700         /*
 701          * Walk through the list of destination pages, and see if I
 702          * have a match.
 703          */
 704         list_for_each_entry(page, &image->dest_pages, lru) {
 705                 addr = page_to_boot_pfn(page) << PAGE_SHIFT;
 706                 if (addr == destination) {
 707                         list_del(&page->lru);
 708                         return page;
 709                 }
 710         }
 711         page = NULL;
 712         while (1) {
 713                 kimage_entry_t *old;
 714
 715                 /* Allocate a page, if we run out of memory give up */
 716                 page = kimage_alloc_pages(gfp_mask, 0);
 717                 if (!page)
 718                         return NULL;
 719                 /* If the page cannot be used file it away */
 720                 if (page_to_boot_pfn(page) >
 721                                 (KEXEC_SOURCE_MEMORY_LIMIT >> PAGE_SHIFT)) {
 722                         list_add(&page->lru, &image->unusable_pages);
 723                         continue;
 724                 }
 725                 addr = page_to_boot_pfn(page) << PAGE_SHIFT;
 726
 727                 /* If it is the destination page we want use it */
 728                 if (addr == destination)
 729                         break;
 730
 731                 /* If the page is not a destination page use it */
 732                 if (!kimage_is_destination_range(image, addr,
 733                                                   addr + PAGE_SIZE))
 734                         break;
 735
 736                 /*
 737                  * I know that the page is someones destination page.
 738                  * See if there is already a source page for this
 739                  * destination page.  And if so swap the source pages.
 740                  */
 741                 old = kimage_dst_used(image, addr);
 742                 if (old) {
 743                         /* If so move it */
 744                         unsigned long old_addr;
 745                         struct page *old_page;
 746
 747                         old_addr = *old & PAGE_MASK;
 748                         old_page = boot_pfn_to_page(old_addr >> PAGE_SHIFT);
 749                         copy_highpage(page, old_page);
 750                         *old = addr | (*old & ~PAGE_MASK);
 751
 752                         /* The old page I have found cannot be a
 753                          * destination page, so return it if it's
 754                          * gfp_flags honor the ones passed in.
 755                          */
 756                         if (!(gfp_mask & __GFP_HIGHMEM) &&
 757                             PageHighMem(old_page)) {
 758                                 kimage_free_pages(old_page);
 759                                 continue;
 760                         }
 761                         page = old_page;
 762                         break;
 763                 }
 764                 /* Place the page on the destination list, to be used later */
 765                 list_add(&page->lru, &image->dest_pages);
 766         }
 767
 768         return page;
 769 }
 770
 771 static int kimage_load_normal_segment(struct kimage *image,
 772                                          struct kexec_segment *segment)
 773 {
 774         unsigned long maddr;
 775         size_t ubytes, mbytes;
 776         int result;
 777         unsigned char __user *buf = NULL;
 778         unsigned char *kbuf = NULL;
 779
 780         if (image->file_mode)
 781                 kbuf = segment->kbuf;
 782         else
 783                 buf = segment->buf;
 784         ubytes = segment->bufsz;
 785         mbytes = segment->memsz;
 786         maddr = segment->mem;
 787
 788         result = kimage_set_destination(image, maddr);
 789         if (result < 0)
 790                 goto out;
 791
 792         while (mbytes) {
 793                 struct page *page;
 794                 char *ptr;
 795                 size_t uchunk, mchunk;
 796
 797                 page = kimage_alloc_page(image, GFP_HIGHUSER, maddr);
 798                 if (!page) {
 799                         result  = -ENOMEM;
 800                         goto out;
 801                 }
 802                 result = kimage_add_page(image, page_to_boot_pfn(page)
 803                                                                 << PAGE_SHIFT);
 804                 if (result < 0)
 805                         goto out;
 806
 807                 ptr = kmap_local_page(page);
 808                 /* Start with a clear page */
 809                 clear_page(ptr);
 810                 ptr += maddr & ~PAGE_MASK;
 811                 mchunk = min_t(size_t, mbytes,
 812                                 PAGE_SIZE - (maddr & ~PAGE_MASK));
 813                 uchunk = min(ubytes, mchunk);
 814
 815                 /* For file based kexec, source pages are in kernel memory */
 816                 if (image->file_mode)
 817                         memcpy(ptr, kbuf, uchunk);
 818                 else
 819                         result = copy_from_user(ptr, buf, uchunk);
 820                 kunmap_local(ptr);
 821                 if (result) {
 822                         result = -EFAULT;
 823                         goto out;
 824                 }
 825                 ubytes -= uchunk;
 826                 maddr  += mchunk;
 827                 if (image->file_mode)
 828                         kbuf += mchunk;
 829                 else
 830                         buf += mchunk;
 831                 mbytes -= mchunk;
 832
 833                 cond_resched();
 834         }
 835 out:
 836         return result;
 837 }
 838
 839 static int kimage_load_crash_segment(struct kimage *image,
 840                                         struct kexec_segment *segment)
 841 {
 842         /* For crash dumps kernels we simply copy the data from
 843          * user space to it's destination.
 844          * We do things a page at a time for the sake of kmap.
 845          */
 846         unsigned long maddr;
 847         size_t ubytes, mbytes;
 848         int result;
 849         unsigned char __user *buf = NULL;
 850         unsigned char *kbuf = NULL;
 851
 852         result = 0;
 853         if (image->file_mode)
 854                 kbuf = segment->kbuf;
 855         else
 856                 buf = segment->buf;
 857         ubytes = segment->bufsz;
 858         mbytes = segment->memsz;
 859         maddr = segment->mem;
 860         while (mbytes) {
 861                 struct page *page;
 862                 char *ptr;
 863                 size_t uchunk, mchunk;
 864
 865                 page = boot_pfn_to_page(maddr >> PAGE_SHIFT);
 866                 if (!page) {
 867                         result  = -ENOMEM;
 868                         goto out;
 869                 }
 870                 arch_kexec_post_alloc_pages(page_address(page), 1, 0);
 871                 ptr = kmap_local_page(page);
 872                 ptr += maddr & ~PAGE_MASK;
 873                 mchunk = min_t(size_t, mbytes,
 874                                 PAGE_SIZE - (maddr & ~PAGE_MASK));
 875                 uchunk = min(ubytes, mchunk);
 876                 if (mchunk > uchunk) {
 877                         /* Zero the trailing part of the page */
 878                         memset(ptr + uchunk, 0, mchunk - uchunk);
 879                 }
 880
 881                 /* For file based kexec, source pages are in kernel memory */
 882                 if (image->file_mode)
 883                         memcpy(ptr, kbuf, uchunk);
 884                 else
 885                         result = copy_from_user(ptr, buf, uchunk);
 886                 kexec_flush_icache_page(page);
 887                 kunmap_local(ptr);
 888                 arch_kexec_pre_free_pages(page_address(page), 1);
 889                 if (result) {
 890                         result = -EFAULT;
 891                         goto out;
 892                 }
 893                 ubytes -= uchunk;
 894                 maddr  += mchunk;
 895                 if (image->file_mode)
 896                         kbuf += mchunk;
 897                 else
 898                         buf += mchunk;
 899                 mbytes -= mchunk;
 900
 901                 cond_resched();
 902         }
 903 out:
 904         return result;
 905 }
 906
 907 int kimage_load_segment(struct kimage *image,
 908                                 struct kexec_segment *segment)
 909 {
 910         int result = -ENOMEM;
 911
 912         switch (image->type) {
 913         case KEXEC_TYPE_DEFAULT:
 914                 result = kimage_load_normal_segment(image, segment);
 915                 break;
 916         case KEXEC_TYPE_CRASH:
 917                 result = kimage_load_crash_segment(image, segment);
 918                 break;
 919         }
 920
 921         return result;
 922 }
 923
 924 struct kexec_load_limit {
 925         /* Mutex protects the limit count. */
 926         struct mutex mutex;
 927         int limit;
 928 };
 929
 930 static struct kexec_load_limit load_limit_reboot = {
 931         .mutex = __MUTEX_INITIALIZER(load_limit_reboot.mutex),
 932         .limit = -1,
 933 };
 934
 935 static struct kexec_load_limit load_limit_panic = {
 936         .mutex = __MUTEX_INITIALIZER(load_limit_panic.mutex),
 937         .limit = -1,
 938 };
 939
 940 struct kimage *kexec_image;
 941 struct kimage *kexec_crash_image;
 942 static int kexec_load_disabled;
 943
 944 #ifdef CONFIG_SYSCTL
 945 static int kexec_limit_handler(struct ctl_table *table, int write,
 946                                void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
 947 {
 948         struct kexec_load_limit *limit = table->data;
 949         int val;
 950         struct ctl_table tmp = {
 951                 .data = &val,
 952                 .maxlen = sizeof(val),
 953                 .mode = table->mode,
 954         };
 955         int ret;
 956
 957         if (write) {
 958                 ret = proc_dointvec(&tmp, write, buffer, lenp, ppos);
 959                 if (ret)
 960                         return ret;
 961
 962                 if (val < 0)
 963                         return -EINVAL;
 964
 965                 mutex_lock(&limit->mutex);
 966                 if (limit->limit != -1 && val >= limit->limit)
 967                         ret = -EINVAL;
 968                 else
 969                         limit->limit = val;
 970                 mutex_unlock(&limit->mutex);
 971
 972                 return ret;
 973         }
 974
 975         mutex_lock(&limit->mutex);
 976         val = limit->limit;
 977         mutex_unlock(&limit->mutex);
 978
 979         return proc_dointvec(&tmp, write, buffer, lenp, ppos);
 980 }
 981
 982 static struct ctl_table kexec_core_sysctls[] = {
 983         {
 984                 .procname       = "kexec_load_disabled",
 985                 .data           = &kexec_load_disabled,
 986                 .maxlen         = sizeof(int),
 987                 .mode           = 0644,
 988                 /* only handle a transition from default "0" to "1" */
 989                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
 990                 .extra1         = SYSCTL_ONE,
 991                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
 992         },
 993         {
 994                 .procname       = "kexec_load_limit_panic",
 995                 .data           = &load_limit_panic,
 996                 .mode           = 0644,
 997                 .proc_handler   = kexec_limit_handler,
 998         },
 999         {
1000                 .procname       = "kexec_load_limit_reboot",
1001                 .data           = &load_limit_reboot,
1002                 .mode           = 0644,
1003                 .proc_handler   = kexec_limit_handler,
1004         },
1005         { }
1006 };
1007
1008 static int __init kexec_core_sysctl_init(void)
1009 {
1010         register_sysctl_init("kernel", kexec_core_sysctls);
1011         return 0;
1012 }
1013 late_initcall(kexec_core_sysctl_init);
1014 #endif
1015
1016 bool kexec_load_permitted(int kexec_image_type)
1017 {
1018         struct kexec_load_limit *limit;
1019
1020         /*
1021          * Only the superuser can use the kexec syscall and if it has not
1022          * been disabled.
1023          */
1024         if (!capable(CAP_SYS_BOOT) || kexec_load_disabled)
1025                 return false;
1026
1027         /* Check limit counter and decrease it.*/
1028         limit = (kexec_image_type == KEXEC_TYPE_CRASH) ?
1029                 &load_limit_panic : &load_limit_reboot;
1030         mutex_lock(&limit->mutex);
1031         if (!limit->limit) {
1032                 mutex_unlock(&limit->mutex);
1033                 return false;
1034         }
1035         if (limit->limit != -1)
1036                 limit->limit--;
1037         mutex_unlock(&limit->mutex);
1038
1039         return true;
1040 }
1041
1042 /*
1043  * No panic_cpu check version of crash_kexec().  This function is called
1044  * only when panic_cpu holds the current CPU number; this is the only CPU
1045  * which processes crash_kexec routines.
1046  */
1047 void __noclone __crash_kexec(struct pt_regs *regs)
1048 {
1049         /* Take the kexec_lock here to prevent sys_kexec_load
1050          * running on one cpu from replacing the crash kernel
1051          * we are using after a panic on a different cpu.
1052          *
1053          * If the crash kernel was not located in a fixed area
1054          * of memory the xchg(&kexec_crash_image) would be
1055          * sufficient.  But since I reuse the memory...
1056          */
1057         if (kexec_trylock()) {
1058                 if (kexec_crash_image) {
1059                         struct pt_regs fixed_regs;
1060
1061                         crash_setup_regs(&fixed_regs, regs);
1062                         crash_save_vmcoreinfo();
1063                         machine_crash_shutdown(&fixed_regs);
1064                         machine_kexec(kexec_crash_image);
1065                 }
1066                 kexec_unlock();
1067         }
1068 }
1069 STACK_FRAME_NON_STANDARD(__crash_kexec);
1070
1071 __bpf_kfunc void crash_kexec(struct pt_regs *regs)
1072 {
1073         int old_cpu, this_cpu;
1074
1075         /*
1076          * Only one CPU is allowed to execute the crash_kexec() code as with
1077          * panic().  Otherwise parallel calls of panic() and crash_kexec()
1078          * may stop each other.  To exclude them, we use panic_cpu here too.
1079          */
1080         this_cpu = raw_smp_processor_id();
1081         old_cpu = atomic_cmpxchg(&panic_cpu, PANIC_CPU_INVALID, this_cpu);
1082         if (old_cpu == PANIC_CPU_INVALID) {
1083                 /* This is the 1st CPU which comes here, so go ahead. */
1084                 __crash_kexec(regs);
1085
1086                 /*
1087                  * Reset panic_cpu to allow another panic()/crash_kexec()
1088                  * call.
1089                  */
1090                 atomic_set(&panic_cpu, PANIC_CPU_INVALID);
1091         }
1092 }
1093
1094 ssize_t crash_get_memory_size(void)
1095 {
1096         ssize_t size = 0;
1097
1098         if (!kexec_trylock())
1099                 return -EBUSY;
1100
1101         if (crashk_res.end != crashk_res.start)
1102                 size = resource_size(&crashk_res);
1103
1104         kexec_unlock();
1105         return size;
1106 }
1107
1108 int crash_shrink_memory(unsigned long new_size)
1109 {
1110         int ret = 0;
1111         unsigned long start, end;
1112         unsigned long old_size;
1113         struct resource *ram_res;
1114
1115         if (!kexec_trylock())
1116                 return -EBUSY;
1117
1118         if (kexec_crash_image) {
1119                 ret = -ENOENT;
1120                 goto unlock;
1121         }
1122         start = crashk_res.start;
1123         end = crashk_res.end;
1124         old_size = (end == 0) ? 0 : end - start + 1;
1125         if (new_size >= old_size) {
1126                 ret = (new_size == old_size) ? 0 : -EINVAL;
1127                 goto unlock;
1128         }
1129
1130         ram_res = kzalloc(sizeof(*ram_res), GFP_KERNEL);
1131         if (!ram_res) {
1132                 ret = -ENOMEM;
1133                 goto unlock;
1134         }
1135
1136         start = roundup(start, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
1137         end = roundup(start + new_size, KEXEC_CRASH_MEM_ALIGN);
1138
1139         crash_free_reserved_phys_range(end, crashk_res.end);
1140
1141         if ((start == end) && (crashk_res.parent != NULL))
1142                 release_resource(&crashk_res);
1143
1144         ram_res->start = end;
1145         ram_res->end = crashk_res.end;
1146         ram_res->flags = IORESOURCE_BUSY | IORESOURCE_SYSTEM_RAM;
1147         ram_res->name = "System RAM";
1148
1149         crashk_res.end = end - 1;
1150
1151         insert_resource(&iomem_resource, ram_res);
1152
1153 unlock:
1154         kexec_unlock();
1155         return ret;
1156 }
1157
1158 void crash_save_cpu(struct pt_regs *regs, int cpu)
1159 {
1160         struct elf_prstatus prstatus;
1161         u32 *buf;
1162
1163         if ((cpu < 0) || (cpu >= nr_cpu_ids))
1164                 return;
1165
1166         /* Using ELF notes here is opportunistic.
1167          * I need a well defined structure format
1168          * for the data I pass, and I need tags
1169          * on the data to indicate what information I have
1170          * squirrelled away.  ELF notes happen to provide
1171          * all of that, so there is no need to invent something new.
1172          */
1173         buf = (u32 *)per_cpu_ptr(crash_notes, cpu);
1174         if (!buf)
1175                 return;
1176         memset(&prstatus, 0, sizeof(prstatus));
1177         prstatus.common.pr_pid = current->pid;
1178         elf_core_copy_regs(&prstatus.pr_reg, regs);
1179         buf = append_elf_note(buf, KEXEC_CORE_NOTE_NAME, NT_PRSTATUS,
1180                               &prstatus, sizeof(prstatus));
1181         final_note(buf);
1182 }
1183
1184 static int __init crash_notes_memory_init(void)
1185 {
1186         /* Allocate memory for saving cpu registers. */
1187         size_t size, align;
1188
1189         /*
1190          * crash_notes could be allocated across 2 vmalloc pages when percpu
1191          * is vmalloc based . vmalloc doesn't guarantee 2 continuous vmalloc
1192          * pages are also on 2 continuous physical pages. In this case the
1193          * 2nd part of crash_notes in 2nd page could be lost since only the
1194          * starting address and size of crash_notes are exported through sysfs.
1195          * Here round up the size of crash_notes to the nearest power of two
1196          * and pass it to __alloc_percpu as align value. This can make sure
1197          * crash_notes is allocated inside one physical page.
1198          */
1199         size = sizeof(note_buf_t);
1200         align = min(roundup_pow_of_two(sizeof(note_buf_t)), PAGE_SIZE);
1201
1202         /*
1203          * Break compile if size is bigger than PAGE_SIZE since crash_notes
1204          * definitely will be in 2 pages with that.
1205          */
1206         BUILD_BUG_ON(size > PAGE_SIZE);
1207
1208         crash_notes = __alloc_percpu(size, align);
1209         if (!crash_notes) {
1210                 pr_warn("Memory allocation for saving cpu register states failed\n");
1211                 return -ENOMEM;
1212         }
1213         return 0;
1214 }
1215 subsys_initcall(crash_notes_memory_init);
1216
1217
1218 /*
1219  * Move into place and start executing a preloaded standalone
1220  * executable.  If nothing was preloaded return an error.
1221  */
1222 int kernel_kexec(void)
1223 {
1224         int error = 0;
1225
1226         if (!kexec_trylock())
1227                 return -EBUSY;
1228         if (!kexec_image) {
1229                 error = -EINVAL;
1230                 goto Unlock;
1231         }
1232
1233 #ifdef CONFIG_KEXEC_JUMP
1234         if (kexec_image->preserve_context) {
1235                 pm_prepare_console();
1236                 error = freeze_processes();
1237                 if (error) {
1238                         error = -EBUSY;
1239                         goto Restore_console;
1240                 }
1241                 suspend_console();
1242                 error = dpm_suspend_start(PMSG_FREEZE);
1243                 if (error)
1244                         goto Resume_console;
1245                 /* At this point, dpm_suspend_start() has been called,
1246                  * but *not* dpm_suspend_end(). We *must* call
1247                  * dpm_suspend_end() now.  Otherwise, drivers for
1248                  * some devices (e.g. interrupt controllers) become
1249                  * desynchronized with the actual state of the
1250                  * hardware at resume time, and evil weirdness ensues.
1251                  */
1252                 error = dpm_suspend_end(PMSG_FREEZE);
1253                 if (error)
1254                         goto Resume_devices;
1255                 error = suspend_disable_secondary_cpus();
1256                 if (error)
1257                         goto Enable_cpus;
1258                 local_irq_disable();
1259                 error = syscore_suspend();
1260                 if (error)
1261                         goto Enable_irqs;
1262         } else
1263 #endif
1264         {
1265                 kexec_in_progress = true;
1266                 kernel_restart_prepare("kexec reboot");
1267                 migrate_to_reboot_cpu();
1268
1269                 /*
1270                  * migrate_to_reboot_cpu() disables CPU hotplug assuming that
1271                  * no further code needs to use CPU hotplug (which is true in
1272                  * the reboot case). However, the kexec path depends on using
1273                  * CPU hotplug again; so re-enable it here.
1274                  */
1275                 cpu_hotplug_enable();
1276                 pr_notice("Starting new kernel\n");
1277                 machine_shutdown();
1278         }
1279
1280         kmsg_dump(KMSG_DUMP_SHUTDOWN);
1281         machine_kexec(kexec_image);
1282
1283 #ifdef CONFIG_KEXEC_JUMP
1284         if (kexec_image->preserve_context) {
1285                 syscore_resume();
1286  Enable_irqs:
1287                 local_irq_enable();
1288  Enable_cpus:
1289                 suspend_enable_secondary_cpus();
1290                 dpm_resume_start(PMSG_RESTORE);
1291  Resume_devices:
1292                 dpm_resume_end(PMSG_RESTORE);
1293  Resume_console:
1294                 resume_console();
1295                 thaw_processes();
1296  Restore_console:
1297                 pm_restore_console();
1298         }
1299 #endif
1300
1301  Unlock:
1302         kexec_unlock();
1303         return error;
1304 }