arch/i386/kernel/machine_kexec.c

   1 /*
   2  * machine_kexec.c - handle transition of Linux booting another kernel
   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/mm.h>
  10 #include <linux/kexec.h>
  11 #include <linux/delay.h>
  12 #include <asm/pgtable.h>
  13 #include <asm/pgalloc.h>
  14 #include <asm/tlbflush.h>
  15 #include <asm/mmu_context.h>
  16 #include <asm/io.h>
  17 #include <asm/apic.h>
  18 #include <asm/cpufeature.h>
  19
  20 static inline unsigned long read_cr3(void)
  21 {
  22         unsigned long cr3;
  23         asm volatile("movl %%cr3,%0": "=r"(cr3));
  24         return cr3;
  25 }
  26
  27 #define PAGE_ALIGNED __attribute__ ((__aligned__(PAGE_SIZE)))
  28
  29 #define L0_ATTR (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
  30 #define L1_ATTR (_PAGE_PRESENT | _PAGE_RW | _PAGE_ACCESSED | _PAGE_DIRTY)
  31 #define L2_ATTR (_PAGE_PRESENT)
  32
  33 #define LEVEL0_SIZE (1UL << 12UL)
  34
  35 #ifndef CONFIG_X86_PAE
  36 #define LEVEL1_SIZE (1UL << 22UL)
  37 static u32 pgtable_level1[1024] PAGE_ALIGNED;
  38
  39 static void identity_map_page(unsigned long address)
  40 {
  41         unsigned long level1_index, level2_index;
  42         u32 *pgtable_level2;
  43
  44         /* Find the current page table */
  45         pgtable_level2 = __va(read_cr3());
  46
  47         /* Find the indexes of the physical address to identity map */
  48         level1_index = (address % LEVEL1_SIZE)/LEVEL0_SIZE;
  49         level2_index = address / LEVEL1_SIZE;
  50
  51         /* Identity map the page table entry */
  52         pgtable_level1[level1_index] = address | L0_ATTR;
  53         pgtable_level2[level2_index] = __pa(pgtable_level1) | L1_ATTR;
  54
  55         /* Flush the tlb so the new mapping takes effect.
  56          * Global tlb entries are not flushed but that is not an issue.
  57          */
  58         load_cr3(pgtable_level2);
  59 }
  60
  61 #else
  62 #define LEVEL1_SIZE (1UL << 21UL)
  63 #define LEVEL2_SIZE (1UL << 30UL)
  64 static u64 pgtable_level1[512] PAGE_ALIGNED;
  65 static u64 pgtable_level2[512] PAGE_ALIGNED;
  66
  67 static void identity_map_page(unsigned long address)
  68 {
  69         unsigned long level1_index, level2_index, level3_index;
  70         u64 *pgtable_level3;
  71
  72         /* Find the current page table */
  73         pgtable_level3 = __va(read_cr3());
  74
  75         /* Find the indexes of the physical address to identity map */
  76         level1_index = (address % LEVEL1_SIZE)/LEVEL0_SIZE;
  77         level2_index = (address % LEVEL2_SIZE)/LEVEL1_SIZE;
  78         level3_index = address / LEVEL2_SIZE;
  79
  80         /* Identity map the page table entry */
  81         pgtable_level1[level1_index] = address | L0_ATTR;
  82         pgtable_level2[level2_index] = __pa(pgtable_level1) | L1_ATTR;
  83         set_64bit(&pgtable_level3[level3_index], __pa(pgtable_level2) | L2_ATTR);
  84
  85         /* Flush the tlb so the new mapping takes effect.
  86          * Global tlb entries are not flushed but that is not an issue.
  87          */
  88         load_cr3(pgtable_level3);
  89 }
  90 #endif
  91
  92
  93 static void set_idt(void *newidt, __u16 limit)
  94 {
  95         unsigned char curidt[6];
  96
  97         /* ia32 supports unaliged loads & stores */
  98         (*(__u16 *)(curidt)) = limit;
  99         (*(__u32 *)(curidt +2)) = (unsigned long)(newidt);
 100
 101         __asm__ __volatile__ (
 102                 "lidt %0\n"
 103                 : "=m" (curidt)
 104                 );
 105 };
 106
 107
 108 static void set_gdt(void *newgdt, __u16 limit)
 109 {
 110         unsigned char curgdt[6];
 111
 112         /* ia32 supports unaligned loads & stores */
 113         (*(__u16 *)(curgdt)) = limit;
 114         (*(__u32 *)(curgdt +2)) = (unsigned long)(newgdt);
 115
 116         __asm__ __volatile__ (
 117                 "lgdt %0\n"
 118                 : "=m" (curgdt)
 119                 );
 120 };
 121
 122 static void load_segments(void)
 123 {
 124 #define __STR(X) #X
 125 #define STR(X) __STR(X)
 126
 127         __asm__ __volatile__ (
 128                 "\tljmp $"STR(__KERNEL_CS)",$1f\n"
 129                 "\t1:\n"
 130                 "\tmovl $"STR(__KERNEL_DS)",%eax\n"
 131                 "\tmovl %eax,%ds\n"
 132                 "\tmovl %eax,%es\n"
 133                 "\tmovl %eax,%fs\n"
 134                 "\tmovl %eax,%gs\n"
 135                 "\tmovl %eax,%ss\n"
 136                 );
 137 #undef STR
 138 #undef __STR
 139 }
 140
 141 typedef asmlinkage void (*relocate_new_kernel_t)(
 142         unsigned long indirection_page, unsigned long reboot_code_buffer,
 143         unsigned long start_address, unsigned int has_pae);
 144
 145 const extern unsigned char relocate_new_kernel[];
 146 extern void relocate_new_kernel_end(void);
 147 const extern unsigned int relocate_new_kernel_size;
 148
 149 /*
 150  * Do what every setup is needed on image and the
 151  * reboot code buffer to allow us to avoid allocations
 152  * later.  Currently nothing.
 153  */
 154 int machine_kexec_prepare(struct kimage *image)
 155 {
 156         return 0;
 157 }
 158
 159 void machine_kexec_cleanup(struct kimage *image)
 160 {
 161 }
 162
 163 /*
 164  * Do not allocate memory (or fail in any way) in machine_kexec().
 165  * We are past the point of no return, committed to rebooting now.
 166  */
 167 void machine_kexec(struct kimage *image)
 168 {
 169         unsigned long indirection_page;
 170         unsigned long reboot_code_buffer;
 171         relocate_new_kernel_t rnk;
 172
 173         /* Interrupts aren't acceptable while we reboot */
 174         local_irq_disable();
 175
 176         /* Compute some offsets */
 177         reboot_code_buffer = page_to_pfn(image->control_code_page) << PAGE_SHIFT;
 178         indirection_page = image->head & PAGE_MASK;
 179
 180         /* Set up an identity mapping for the reboot_code_buffer */
 181         identity_map_page(reboot_code_buffer);
 182
 183         /* copy it out */
 184         memcpy((void *)reboot_code_buffer, relocate_new_kernel, relocate_new_kernel_size);
 185
 186         /* The segment registers are funny things, they are
 187          * automatically loaded from a table, in memory wherever you
 188          * set them to a specific selector, but this table is never
 189          * accessed again you set the segment to a different selector.
 190          *
 191          * The more common model is are caches where the behide
 192          * the scenes work is done, but is also dropped at arbitrary
 193          * times.
 194          *
 195          * I take advantage of this here by force loading the
 196          * segments, before I zap the gdt with an invalid value.
 197          */
 198         load_segments();
 199         /* The gdt & idt are now invalid.
 200          * If you want to load them you must set up your own idt & gdt.
 201          */
 202         set_gdt(phys_to_virt(0),0);
 203         set_idt(phys_to_virt(0),0);
 204
 205         /* now call it */
 206         rnk = (relocate_new_kernel_t) reboot_code_buffer;
 207         (*rnk)(indirection_page, reboot_code_buffer, image->start, cpu_has_pae);
 208 }