Quelle  trans_pgd.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0

/*
 * Transitional page tables for kexec and hibernate
 *
 * This file derived from: arch/arm64/kernel/hibernate.c
 *
 * Copyright (c) 2021, Microsoft Corporation.
 * Pasha Tatashin <pasha.tatashin@soleen.com>
 *
 */

/*
 * Transitional tables are used during system transferring from one world to
 * another: such as during hibernate restore, and kexec reboots. During these
 * phases one cannot rely on page table not being overwritten. This is because
 * hibernate and kexec can overwrite the current page tables during transition.
 */

#include <asm/trans_pgd.h>
#include <asm/pgalloc.h>
#include <asm/pgtable.h>
#include <linux/suspend.h>
#include <linux/bug.h>
#include <linux/mm.h>
#include <linux/mmzone.h>
#include <linux/kfence.h>

static void *trans_alloc(struct trans_pgd_info *info)
{
 return info->trans_alloc_page(info->trans_alloc_arg);
}

static void _copy_pte(pte_t *dst_ptep, pte_t *src_ptep, unsigned long addr)
{
 pte_t pte = __ptep_get(src_ptep);

 if (pte_valid(pte)) {
  /*
 * Resume will overwrite areas that may be marked
 * read only (code, rodata). Clear the RDONLY bit from
 * the temporary mappings we use during restore.
 */
  __set_pte(dst_ptep, pte_mkwrite_novma(pte));
 } else if (!pte_none(pte)) {
  /*
 * debug_pagealloc will removed the PTE_VALID bit if
 * the page isn't in use by the resume kernel. It may have
 * been in use by the original kernel, in which case we need
 * to put it back in our copy to do the restore.
 *
 * Other cases include kfence / vmalloc / memfd_secret which
 * may call `set_direct_map_invalid_noflush()`.
 *
 * Before marking this entry valid, check the pfn should
 * be mapped.
 */
  BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));

  __set_pte(dst_ptep, pte_mkvalid(pte_mkwrite_novma(pte)));
 }
}

static int copy_pte(struct trans_pgd_info *info, pmd_t *dst_pmdp,
      pmd_t *src_pmdp, unsigned long start, unsigned long end)
{
 pte_t *src_ptep;
 pte_t *dst_ptep;
 unsigned long addr = start;

 dst_ptep = trans_alloc(info);
 if (!dst_ptep)
  return -ENOMEM;
 pmd_populate_kernel(NULL, dst_pmdp, dst_ptep);
 dst_ptep = pte_offset_kernel(dst_pmdp, start);

 src_ptep = pte_offset_kernel(src_pmdp, start);
 do {
  _copy_pte(dst_ptep, src_ptep, addr);
 } while (dst_ptep++, src_ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);

 return 0;
}

static int copy_pmd(struct trans_pgd_info *info, pud_t *dst_pudp,
      pud_t *src_pudp, unsigned long start, unsigned long end)
{
 pmd_t *src_pmdp;
 pmd_t *dst_pmdp;
 unsigned long next;
 unsigned long addr = start;

 if (pud_none(READ_ONCE(*dst_pudp))) {
  dst_pmdp = trans_alloc(info);
  if (!dst_pmdp)
   return -ENOMEM;
  pud_populate(NULL, dst_pudp, dst_pmdp);
 }
 dst_pmdp = pmd_offset(dst_pudp, start);

 src_pmdp = pmd_offset(src_pudp, start);
 do {
  pmd_t pmd = READ_ONCE(*src_pmdp);

  next = pmd_addr_end(addr, end);
  if (pmd_none(pmd))
   continue;
  if (pmd_table(pmd)) {
   if (copy_pte(info, dst_pmdp, src_pmdp, addr, next))
    return -ENOMEM;
  } else {
   set_pmd(dst_pmdp,
    __pmd(pmd_val(pmd) & ~PMD_SECT_RDONLY));
  }
 } while (dst_pmdp++, src_pmdp++, addr = next, addr != end);

 return 0;
}

static int copy_pud(struct trans_pgd_info *info, p4d_t *dst_p4dp,
      p4d_t *src_p4dp, unsigned long start,
      unsigned long end)
{
 pud_t *dst_pudp;
 pud_t *src_pudp;
 unsigned long next;
 unsigned long addr = start;

 if (p4d_none(READ_ONCE(*dst_p4dp))) {
  dst_pudp = trans_alloc(info);
  if (!dst_pudp)
   return -ENOMEM;
  p4d_populate(NULL, dst_p4dp, dst_pudp);
 }
 dst_pudp = pud_offset(dst_p4dp, start);

 src_pudp = pud_offset(src_p4dp, start);
 do {
  pud_t pud = READ_ONCE(*src_pudp);

  next = pud_addr_end(addr, end);
  if (pud_none(pud))
   continue;
  if (pud_table(pud)) {
   if (copy_pmd(info, dst_pudp, src_pudp, addr, next))
    return -ENOMEM;
  } else {
   set_pud(dst_pudp,
    __pud(pud_val(pud) & ~PUD_SECT_RDONLY));
  }
 } while (dst_pudp++, src_pudp++, addr = next, addr != end);

 return 0;
}

static int copy_p4d(struct trans_pgd_info *info, pgd_t *dst_pgdp,
      pgd_t *src_pgdp, unsigned long start,
      unsigned long end)
{
 p4d_t *dst_p4dp;
 p4d_t *src_p4dp;
 unsigned long next;
 unsigned long addr = start;

 if (pgd_none(READ_ONCE(*dst_pgdp))) {
  dst_p4dp = trans_alloc(info);
  if (!dst_p4dp)
   return -ENOMEM;
  pgd_populate(NULL, dst_pgdp, dst_p4dp);
 }

 dst_p4dp = p4d_offset(dst_pgdp, start);
 src_p4dp = p4d_offset(src_pgdp, start);
 do {
  next = p4d_addr_end(addr, end);
  if (p4d_none(READ_ONCE(*src_p4dp)))
   continue;
  if (copy_pud(info, dst_p4dp, src_p4dp, addr, next))
   return -ENOMEM;
 } while (dst_p4dp++, src_p4dp++, addr = next, addr != end);

 return 0;
}

static int copy_page_tables(struct trans_pgd_info *info, pgd_t *dst_pgdp,
       unsigned long start, unsigned long end)
{
 unsigned long next;
 unsigned long addr = start;
 pgd_t *src_pgdp = pgd_offset_k(start);

 dst_pgdp = pgd_offset_pgd(dst_pgdp, start);
 do {
  next = pgd_addr_end(addr, end);
  if (pgd_none(READ_ONCE(*src_pgdp)))
   continue;
  if (copy_p4d(info, dst_pgdp, src_pgdp, addr, next))
   return -ENOMEM;
 } while (dst_pgdp++, src_pgdp++, addr = next, addr != end);

 return 0;
}

/*
 * Create trans_pgd and copy linear map.
 * info: contains allocator and its argument
 * dst_pgdp: new page table that is created, and to which map is copied.
 * start: Start of the interval (inclusive).
 * end: End of the interval (exclusive).
 *
 * Returns 0 on success, and -ENOMEM on failure.
 */
int trans_pgd_create_copy(struct trans_pgd_info *info, pgd_t **dst_pgdp,
     unsigned long start, unsigned long end)
{
 int rc;
 pgd_t *trans_pgd = trans_alloc(info);

 if (!trans_pgd) {
  pr_err("Failed to allocate memory for temporary page tables.\n");
  return -ENOMEM;
 }

 rc = copy_page_tables(info, trans_pgd, start, end);
 if (!rc)
  *dst_pgdp = trans_pgd;

 return rc;
}

/*
 * The page we want to idmap may be outside the range covered by VA_BITS that
 * can be built using the kernel's p?d_populate() helpers. As a one off, for a
 * single page, we build these page tables bottom up and just assume that will
 * need the maximum T0SZ.
 *
 * Returns 0 on success, and -ENOMEM on failure.
 * On success trans_ttbr0 contains page table with idmapped page, t0sz is set to
 * maximum T0SZ for this page.
 */
int trans_pgd_idmap_page(struct trans_pgd_info *info, phys_addr_t *trans_ttbr0,
    unsigned long *t0sz, void *page)
{
 phys_addr_t dst_addr = virt_to_phys(page);
 unsigned long pfn = __phys_to_pfn(dst_addr);
 int max_msb = (dst_addr & GENMASK(52, 48)) ? 51 : 47;
 int bits_mapped = PAGE_SHIFT - 4;
 unsigned long level_mask, prev_level_entry, *levels[4];
 int this_level, index, level_lsb, level_msb;

 dst_addr &= PAGE_MASK;
 prev_level_entry = pte_val(pfn_pte(pfn, PAGE_KERNEL_ROX));

 for (this_level = 3; this_level >= 0; this_level--) {
  levels[this_level] = trans_alloc(info);
  if (!levels[this_level])
   return -ENOMEM;

  level_lsb = ARM64_HW_PGTABLE_LEVEL_SHIFT(this_level);
  level_msb = min(level_lsb + bits_mapped, max_msb);
  level_mask = GENMASK_ULL(level_msb, level_lsb);

  index = (dst_addr & level_mask) >> level_lsb;
  *(levels[this_level] + index) = prev_level_entry;

  pfn = virt_to_pfn(levels[this_level]);
  prev_level_entry = pte_val(pfn_pte(pfn,
         __pgprot(PMD_TYPE_TABLE)));

  if (level_msb == max_msb)
   break;
 }

 *trans_ttbr0 = phys_to_ttbr(__pfn_to_phys(pfn));
 *t0sz = TCR_T0SZ(max_msb + 1);

 return 0;
}

/*
 * Create a copy of the vector table so we can call HVC_SET_VECTORS or
 * HVC_SOFT_RESTART from contexts where the table may be overwritten.
 */
int trans_pgd_copy_el2_vectors(struct trans_pgd_info *info,
          phys_addr_t *el2_vectors)
{
 void *hyp_stub = trans_alloc(info);

 if (!hyp_stub)
  return -ENOMEM;
 *el2_vectors = virt_to_phys(hyp_stub);
 memcpy(hyp_stub, &trans_pgd_stub_vectors, ARM64_VECTOR_TABLE_LEN);
 caches_clean_inval_pou((unsigned long)hyp_stub,
          (unsigned long)hyp_stub +
          ARM64_VECTOR_TABLE_LEN);
 dcache_clean_inval_poc((unsigned long)hyp_stub,
          (unsigned long)hyp_stub +
          ARM64_VECTOR_TABLE_LEN);

 return 0;
}