arch/um/kernel/um_arch.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2000 - 2007 Jeff Dike (jdike@{addtoit,linux.intel}.com)
   4  */
   5
   6 #include <linux/cpu.h>
   7 #include <linux/delay.h>
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/ctype.h>
  11 #include <linux/module.h>
  12 #include <linux/panic_notifier.h>
  13 #include <linux/seq_file.h>
  14 #include <linux/string.h>
  15 #include <linux/utsname.h>
  16 #include <linux/sched.h>
  17 #include <linux/sched/task.h>
  18 #include <linux/kmsg_dump.h>
  19 #include <linux/suspend.h>
  20 #include <linux/random.h>
  21
  22 #include <asm/processor.h>
  23 #include <asm/cpufeature.h>
  24 #include <asm/sections.h>
  25 #include <asm/setup.h>
  26 #include <asm/text-patching.h>
  27 #include <as-layout.h>
  28 #include <arch.h>
  29 #include <init.h>
  30 #include <kern.h>
  31 #include <kern_util.h>
  32 #include <mem_user.h>
  33 #include <os.h>
  34
  35 #include "um_arch.h"
  36
  37 #define DEFAULT_COMMAND_LINE_ROOT "root=98:0"
  38 #define DEFAULT_COMMAND_LINE_CONSOLE "console=tty0"
  39
  40 /* Changed in add_arg and setup_arch, which run before SMP is started */
  41 static char __initdata command_line[COMMAND_LINE_SIZE] = { 0 };
  42
  43 static void __init add_arg(char *arg)
  44 {
  45         if (strlen(command_line) + strlen(arg) + 1 > COMMAND_LINE_SIZE) {
  46                 os_warn("add_arg: Too many command line arguments!\n");
  47                 exit(1);
  48         }
  49         if (strlen(command_line) > 0)
  50                 strcat(command_line, " ");
  51         strcat(command_line, arg);
  52 }
  53
  54 /*
  55  * These fields are initialized at boot time and not changed.
  56  * XXX This structure is used only in the non-SMP case.  Maybe this
  57  * should be moved to smp.c.
  58  */
  59 struct cpuinfo_um boot_cpu_data = {
  60         .loops_per_jiffy        = 0,
  61         .ipi_pipe               = { -1, -1 },
  62         .cache_alignment        = L1_CACHE_BYTES,
  63         .x86_capability         = { 0 }
  64 };
  65
  66 EXPORT_SYMBOL(boot_cpu_data);
  67
  68 union thread_union cpu0_irqstack
  69         __section(".data..init_irqstack") =
  70                 { .thread_info = INIT_THREAD_INFO(init_task) };
  71
  72 /* Changed in setup_arch, which is called in early boot */
  73 static char host_info[(__NEW_UTS_LEN + 1) * 5];
  74
  75 static int show_cpuinfo(struct seq_file *m, void *v)
  76 {
  77         int i = 0;
  78
  79         seq_printf(m, "processor\t: %d\n", i);
  80         seq_printf(m, "vendor_id\t: User Mode Linux\n");
  81         seq_printf(m, "model name\t: UML\n");
  82         seq_printf(m, "mode\t\t: skas\n");
  83         seq_printf(m, "host\t\t: %s\n", host_info);
  84         seq_printf(m, "fpu\t\t: %s\n", cpu_has(&boot_cpu_data, X86_FEATURE_FPU) ? "yes" : "no");
  85         seq_printf(m, "flags\t\t:");
  86         for (i = 0; i < 32*NCAPINTS; i++)
  87                 if (cpu_has(&boot_cpu_data, i) && (x86_cap_flags[i] != NULL))
  88                         seq_printf(m, " %s", x86_cap_flags[i]);
  89         seq_printf(m, "\n");
  90         seq_printf(m, "cache_alignment\t: %d\n", boot_cpu_data.cache_alignment);
  91         seq_printf(m, "bogomips\t: %lu.%02lu\n",
  92                    loops_per_jiffy/(500000/HZ),
  93                    (loops_per_jiffy/(5000/HZ)) % 100);
  94
  95
  96         return 0;
  97 }
  98
  99 static void *c_start(struct seq_file *m, loff_t *pos)
 100 {
 101         return *pos < nr_cpu_ids ? &boot_cpu_data + *pos : NULL;
 102 }
 103
 104 static void *c_next(struct seq_file *m, void *v, loff_t *pos)
 105 {
 106         ++*pos;
 107         return c_start(m, pos);
 108 }
 109
 110 static void c_stop(struct seq_file *m, void *v)
 111 {
 112 }
 113
 114 const struct seq_operations cpuinfo_op = {
 115         .start  = c_start,
 116         .next   = c_next,
 117         .stop   = c_stop,
 118         .show   = show_cpuinfo,
 119 };
 120
 121 /* Set in linux_main */
 122 unsigned long uml_physmem;
 123 EXPORT_SYMBOL(uml_physmem);
 124
 125 unsigned long uml_reserved; /* Also modified in mem_init */
 126 unsigned long start_vm;
 127 unsigned long end_vm;
 128
 129 /* Set in early boot */
 130 static int have_root __initdata;
 131 static int have_console __initdata;
 132
 133 /* Set in uml_mem_setup and modified in linux_main */
 134 long long physmem_size = 64 * 1024 * 1024;
 135 EXPORT_SYMBOL(physmem_size);
 136
 137 static const char *usage_string =
 138 "User Mode Linux v%s\n"
 139 "       available at http://user-mode-linux.sourceforge.net/\n\n";
 140
 141 static int __init uml_version_setup(char *line, int *add)
 142 {
 143         /* Explicitly use printf() to show version in stdout */
 144         printf("%s\n", init_utsname()->release);
 145         exit(0);
 146
 147         return 0;
 148 }
 149
 150 __uml_setup("--version", uml_version_setup,
 151 "--version\n"
 152 "    Prints the version number of the kernel.\n\n"
 153 );
 154
 155 static int __init uml_root_setup(char *line, int *add)
 156 {
 157         have_root = 1;
 158         return 0;
 159 }
 160
 161 __uml_setup("root=", uml_root_setup,
 162 "root=<file containing the root fs>\n"
 163 "    This is actually used by the generic kernel in exactly the same\n"
 164 "    way as in any other kernel. If you configure a number of block\n"
 165 "    devices and want to boot off something other than ubd0, you \n"
 166 "    would use something like:\n"
 167 "        root=/dev/ubd5\n\n"
 168 );
 169
 170 static int __init no_skas_debug_setup(char *line, int *add)
 171 {
 172         os_warn("'debug' is not necessary to gdb UML in skas mode - run\n");
 173         os_warn("'gdb linux'\n");
 174
 175         return 0;
 176 }
 177
 178 __uml_setup("debug", no_skas_debug_setup,
 179 "debug\n"
 180 "    this flag is not needed to run gdb on UML in skas mode\n\n"
 181 );
 182
 183 static int __init uml_console_setup(char *line, int *add)
 184 {
 185         have_console = 1;
 186         return 0;
 187 }
 188
 189 __uml_setup("console=", uml_console_setup,
 190 "console=<preferred console>\n"
 191 "    Specify the preferred console output driver\n\n"
 192 );
 193
 194 static int __init Usage(char *line, int *add)
 195 {
 196         const char **p;
 197
 198         printf(usage_string, init_utsname()->release);
 199         p = &__uml_help_start;
 200         /* Explicitly use printf() to show help in stdout */
 201         while (p < &__uml_help_end) {
 202                 printf("%s", *p);
 203                 p++;
 204         }
 205         exit(0);
 206         return 0;
 207 }
 208
 209 __uml_setup("--help", Usage,
 210 "--help\n"
 211 "    Prints this message.\n\n"
 212 );
 213
 214 static void __init uml_checksetup(char *line, int *add)
 215 {
 216         struct uml_param *p;
 217
 218         p = &__uml_setup_start;
 219         while (p < &__uml_setup_end) {
 220                 size_t n;
 221
 222                 n = strlen(p->str);
 223                 if (!strncmp(line, p->str, n) && p->setup_func(line + n, add))
 224                         return;
 225                 p++;
 226         }
 227 }
 228
 229 static void __init uml_postsetup(void)
 230 {
 231         initcall_t *p;
 232
 233         p = &__uml_postsetup_start;
 234         while (p < &__uml_postsetup_end) {
 235                 (*p)();
 236                 p++;
 237         }
 238         return;
 239 }
 240
 241 static int panic_exit(struct notifier_block *self, unsigned long unused1,
 242                       void *unused2)
 243 {
 244         kmsg_dump(KMSG_DUMP_PANIC);
 245         bust_spinlocks(1);
 246         bust_spinlocks(0);
 247         uml_exitcode = 1;
 248         os_dump_core();
 249
 250         return NOTIFY_DONE;
 251 }
 252
 253 static struct notifier_block panic_exit_notifier = {
 254         .notifier_call  = panic_exit,
 255         .priority       = INT_MAX - 1, /* run as 2nd notifier, won't return */
 256 };
 257
 258 void uml_finishsetup(void)
 259 {
 260         atomic_notifier_chain_register(&panic_notifier_list,
 261                                        &panic_exit_notifier);
 262
 263         uml_postsetup();
 264
 265         new_thread_handler();
 266 }
 267
 268 /* Set during early boot */
 269 unsigned long stub_start;
 270 unsigned long task_size;
 271 EXPORT_SYMBOL(task_size);
 272
 273 unsigned long host_task_size;
 274
 275 unsigned long brk_start;
 276 unsigned long end_iomem;
 277 EXPORT_SYMBOL(end_iomem);
 278
 279 #define MIN_VMALLOC (32 * 1024 * 1024)
 280
 281 static void parse_host_cpu_flags(char *line)
 282 {
 283         int i;
 284         for (i = 0; i < 32*NCAPINTS; i++) {
 285                 if ((x86_cap_flags[i] != NULL) && strstr(line, x86_cap_flags[i]))
 286                         set_cpu_cap(&boot_cpu_data, i);
 287         }
 288 }
 289 static void parse_cache_line(char *line)
 290 {
 291         long res;
 292         char *to_parse = strstr(line, ":");
 293         if (to_parse) {
 294                 to_parse++;
 295                 while (*to_parse != 0 && isspace(*to_parse)) {
 296                         to_parse++;
 297                 }
 298                 if (kstrtoul(to_parse, 10, &res) == 0 && is_power_of_2(res))
 299                         boot_cpu_data.cache_alignment = res;
 300                 else
 301                         boot_cpu_data.cache_alignment = L1_CACHE_BYTES;
 302         }
 303 }
 304
 305 int __init linux_main(int argc, char **argv)
 306 {
 307         unsigned long avail, diff;
 308         unsigned long virtmem_size, max_physmem;
 309         unsigned long stack;
 310         unsigned int i;
 311         int add;
 312
 313         for (i = 1; i < argc; i++) {
 314                 if ((i == 1) && (argv[i][0] == ' '))
 315                         continue;
 316                 add = 1;
 317                 uml_checksetup(argv[i], &add);
 318                 if (add)
 319                         add_arg(argv[i]);
 320         }
 321         if (have_root == 0)
 322                 add_arg(DEFAULT_COMMAND_LINE_ROOT);
 323
 324         if (have_console == 0)
 325                 add_arg(DEFAULT_COMMAND_LINE_CONSOLE);
 326
 327         host_task_size = os_get_top_address();
 328         /* reserve a few pages for the stubs (taking care of data alignment) */
 329         /* align the data portion */
 330         BUILD_BUG_ON(!is_power_of_2(STUB_DATA_PAGES));
 331         stub_start = (host_task_size - 1) & ~(STUB_DATA_PAGES * PAGE_SIZE - 1);
 332         /* another page for the code portion */
 333         stub_start -= PAGE_SIZE;
 334         host_task_size = stub_start;
 335
 336         /*
 337          * TASK_SIZE needs to be PGDIR_SIZE aligned or else exit_mmap craps
 338          * out
 339          */
 340         task_size = host_task_size & PGDIR_MASK;
 341
 342         /* OS sanity checks that need to happen before the kernel runs */
 343         os_early_checks();
 344
 345         get_host_cpu_features(parse_host_cpu_flags, parse_cache_line);
 346
 347         brk_start = (unsigned long) sbrk(0);
 348
 349         /*
 350          * Increase physical memory size for exec-shield users
 351          * so they actually get what they asked for. This should
 352          * add zero for non-exec shield users
 353          */
 354
 355         diff = UML_ROUND_UP(brk_start) - UML_ROUND_UP(&_end);
 356         if (diff > 1024 * 1024) {
 357                 os_info("Adding %ld bytes to physical memory to account for "
 358                         "exec-shield gap\n", diff);
 359                 physmem_size += UML_ROUND_UP(brk_start) - UML_ROUND_UP(&_end);
 360         }
 361
 362         uml_physmem = (unsigned long) __binary_start & PAGE_MASK;
 363
 364         /* Reserve up to 4M after the current brk */
 365         uml_reserved = ROUND_4M(brk_start) + (1 << 22);
 366
 367         setup_machinename(init_utsname()->machine);
 368
 369         highmem = 0;
 370         iomem_size = (iomem_size + PAGE_SIZE - 1) & PAGE_MASK;
 371         max_physmem = TASK_SIZE - uml_physmem - iomem_size - MIN_VMALLOC;
 372
 373         /*
 374          * Zones have to begin on a 1 << MAX_PAGE_ORDER page boundary,
 375          * so this makes sure that's true for highmem
 376          */
 377         max_physmem &= ~((1 << (PAGE_SHIFT + MAX_PAGE_ORDER)) - 1);
 378         if (physmem_size + iomem_size > max_physmem) {
 379                 highmem = physmem_size + iomem_size - max_physmem;
 380                 physmem_size -= highmem;
 381         }
 382
 383         high_physmem = uml_physmem + physmem_size;
 384         end_iomem = high_physmem + iomem_size;
 385         high_memory = (void *) end_iomem;
 386
 387         start_vm = VMALLOC_START;
 388
 389         virtmem_size = physmem_size;
 390         stack = (unsigned long) argv;
 391         stack &= ~(1024 * 1024 - 1);
 392         avail = stack - start_vm;
 393         if (physmem_size > avail)
 394                 virtmem_size = avail;
 395         end_vm = start_vm + virtmem_size;
 396
 397         if (virtmem_size < physmem_size)
 398                 os_info("Kernel virtual memory size shrunk to %lu bytes\n",
 399                         virtmem_size);
 400
 401         os_flush_stdout();
 402
 403         return start_uml();
 404 }
 405
 406 int __init __weak read_initrd(void)
 407 {
 408         return 0;
 409 }
 410
 411 void __init setup_arch(char **cmdline_p)
 412 {
 413         u8 rng_seed[32];
 414
 415         stack_protections((unsigned long) &init_thread_info);
 416         setup_physmem(uml_physmem, uml_reserved, physmem_size, highmem);
 417         mem_total_pages(physmem_size, iomem_size, highmem);
 418         uml_dtb_init();
 419         read_initrd();
 420
 421         paging_init();
 422         strscpy(boot_command_line, command_line, COMMAND_LINE_SIZE);
 423         *cmdline_p = command_line;
 424         setup_hostinfo(host_info, sizeof host_info);
 425
 426         if (os_getrandom(rng_seed, sizeof(rng_seed), 0) == sizeof(rng_seed)) {
 427                 add_bootloader_randomness(rng_seed, sizeof(rng_seed));
 428                 memzero_explicit(rng_seed, sizeof(rng_seed));
 429         }
 430 }
 431
 432 void __init arch_cpu_finalize_init(void)
 433 {
 434         arch_check_bugs();
 435         os_check_bugs();
 436 }
 437
 438 void apply_seal_endbr(s32 *start, s32 *end)
 439 {
 440 }
 441
 442 void apply_retpolines(s32 *start, s32 *end)
 443 {
 444 }
 445
 446 void apply_returns(s32 *start, s32 *end)
 447 {
 448 }
 449
 450 void apply_fineibt(s32 *start_retpoline, s32 *end_retpoline,
 451                    s32 *start_cfi, s32 *end_cfi)
 452 {
 453 }
 454
 455 void apply_alternatives(struct alt_instr *start, struct alt_instr *end)
 456 {
 457 }
 458
 459 void *text_poke(void *addr, const void *opcode, size_t len)
 460 {
 461         /*
 462          * In UML, the only reference to this function is in
 463          * apply_relocate_add(), which shouldn't ever actually call this
 464          * because UML doesn't have live patching.
 465          */
 466         WARN_ON(1);
 467
 468         return memcpy(addr, opcode, len);
 469 }
 470
 471 void text_poke_sync(void)
 472 {
 473 }
 474
 475 void uml_pm_wake(void)
 476 {
 477         pm_system_wakeup();
 478 }
 479
 480 #ifdef CONFIG_PM_SLEEP
 481 static int um_suspend_valid(suspend_state_t state)
 482 {
 483         return state == PM_SUSPEND_MEM;
 484 }
 485
 486 static int um_suspend_prepare(void)
 487 {
 488         um_irqs_suspend();
 489         return 0;
 490 }
 491
 492 static int um_suspend_enter(suspend_state_t state)
 493 {
 494         if (WARN_ON(state != PM_SUSPEND_MEM))
 495                 return -EINVAL;
 496
 497         /*
 498          * This is identical to the idle sleep, but we've just
 499          * (during suspend) turned off all interrupt sources
 500          * except for the ones we want, so now we can only wake
 501          * up on something we actually want to wake up on. All
 502          * timing has also been suspended.
 503          */
 504         um_idle_sleep();
 505         return 0;
 506 }
 507
 508 static void um_suspend_finish(void)
 509 {
 510         um_irqs_resume();
 511 }
 512
 513 const struct platform_suspend_ops um_suspend_ops = {
 514         .valid = um_suspend_valid,
 515         .prepare = um_suspend_prepare,
 516         .enter = um_suspend_enter,
 517         .finish = um_suspend_finish,
 518 };
 519
 520 static int init_pm_wake_signal(void)
 521 {
 522         /*
 523          * In external time-travel mode we can't use signals to wake up
 524          * since that would mess with the scheduling. We'll have to do
 525          * some additional work to support wakeup on virtio devices or
 526          * similar, perhaps implementing a fake RTC controller that can
 527          * trigger wakeup (and request the appropriate scheduling from
 528          * the external scheduler when going to suspend.)
 529          */
 530         if (time_travel_mode != TT_MODE_EXTERNAL)
 531                 register_pm_wake_signal();
 532
 533         suspend_set_ops(&um_suspend_ops);
 534
 535         return 0;
 536 }
 537
 538 late_initcall(init_pm_wake_signal);
 539 #endif