Quelle  hibernate.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*
 * Hibernation support for RISCV
 *
 * Copyright (C) 2023 StarFive Technology Co., Ltd.
 *
 * Author: Jee Heng Sia <jeeheng.sia@starfivetech.com>
 */

#include <asm/barrier.h>
#include <asm/cacheflush.h>
#include <asm/mmu_context.h>
#include <asm/page.h>
#include <asm/pgalloc.h>
#include <asm/pgtable.h>
#include <asm/sections.h>
#include <asm/set_memory.h>
#include <asm/smp.h>
#include <asm/suspend.h>

#include <linux/cpu.h>
#include <linux/memblock.h>
#include <linux/pm.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/suspend.h>
#include <linux/utsname.h>

/* The logical cpu number we should resume on, initialised to a non-cpu number. */
static int sleep_cpu = -EINVAL;

/* Pointer to the temporary resume page table. */
static pgd_t *resume_pg_dir;

/* CPU context to be saved. */
struct suspend_context *hibernate_cpu_context;
EXPORT_SYMBOL_GPL(hibernate_cpu_context);

unsigned long relocated_restore_code;
EXPORT_SYMBOL_GPL(relocated_restore_code);

/**
 * struct arch_hibernate_hdr_invariants - container to store kernel build version.
 * @uts_version: to save the build number and date so that we do not resume with
 * a different kernel.
 */
struct arch_hibernate_hdr_invariants {
 char  uts_version[__NEW_UTS_LEN + 1];
};

/**
 * struct arch_hibernate_hdr - helper parameters that help us to restore the image.
 * @invariants: container to store kernel build version.
 * @hartid: to make sure same boot_cpu executes the hibernate/restore code.
 * @saved_satp: original page table used by the hibernated image.
 * @restore_cpu_addr: the kernel's image address to restore the CPU context.
 */
static struct arch_hibernate_hdr {
 struct arch_hibernate_hdr_invariants invariants;
 unsigned long hartid;
 unsigned long saved_satp;
 unsigned long restore_cpu_addr;
} resume_hdr;

static void arch_hdr_invariants(struct arch_hibernate_hdr_invariants *i)
{
 memset(i, 0, sizeof(*i));
 memcpy(i->uts_version, init_utsname()->version, sizeof(i->uts_version));
}

/*
 * Check if the given pfn is in the 'nosave' section.
 */
int pfn_is_nosave(unsigned long pfn)
{
 unsigned long nosave_begin_pfn = sym_to_pfn(&__nosave_begin);
 unsigned long nosave_end_pfn = sym_to_pfn(&__nosave_end - 1);

 return ((pfn >= nosave_begin_pfn) && (pfn <= nosave_end_pfn));
}

void notrace save_processor_state(void)
{
}

void notrace restore_processor_state(void)
{
}

/*
 * Helper parameters need to be saved to the hibernation image header.
 */
int arch_hibernation_header_save(void *addr, unsigned int max_size)
{
 struct arch_hibernate_hdr *hdr = addr;

 if (max_size < sizeof(*hdr))
  return -EOVERFLOW;

 arch_hdr_invariants(&hdr->invariants);

 hdr->hartid = cpuid_to_hartid_map(sleep_cpu);
 hdr->saved_satp = csr_read(CSR_SATP);
 hdr->restore_cpu_addr = (unsigned long)__hibernate_cpu_resume;

 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(arch_hibernation_header_save);

/*
 * Retrieve the helper parameters from the hibernation image header.
 */
int arch_hibernation_header_restore(void *addr)
{
 struct arch_hibernate_hdr_invariants invariants;
 struct arch_hibernate_hdr *hdr = addr;
 int ret = 0;

 arch_hdr_invariants(&invariants);

 if (memcmp(&hdr->invariants, &invariants, sizeof(invariants))) {
  pr_crit("Hibernate image not generated by this kernel!\n");
  return -EINVAL;
 }

 sleep_cpu = riscv_hartid_to_cpuid(hdr->hartid);
 if (sleep_cpu < 0) {
  pr_crit("Hibernated on a CPU not known to this kernel!\n");
  sleep_cpu = -EINVAL;
  return -EINVAL;
 }

#ifdef CONFIG_SMP
 ret = bringup_hibernate_cpu(sleep_cpu);
 if (ret) {
  sleep_cpu = -EINVAL;
  return ret;
 }
#endif
 resume_hdr = *hdr;

 return ret;
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(arch_hibernation_header_restore);

int swsusp_arch_suspend(void)
{
 int ret = 0;

 if (__cpu_suspend_enter(hibernate_cpu_context)) {
  sleep_cpu = smp_processor_id();
  suspend_save_csrs(hibernate_cpu_context);
  ret = swsusp_save();
 } else {
  suspend_restore_csrs(hibernate_cpu_context);
  flush_tlb_all();
  flush_icache_all();

  /*
 * Tell the hibernation core that we've just restored the memory.
 */
  in_suspend = 0;
  sleep_cpu = -EINVAL;
 }

 return ret;
}

static int temp_pgtable_map_pte(pmd_t *dst_pmdp, pmd_t *src_pmdp, unsigned long start,
    unsigned long end, pgprot_t prot)
{
 pte_t *src_ptep;
 pte_t *dst_ptep;

 if (pmd_none(READ_ONCE(*dst_pmdp))) {
  dst_ptep = (pte_t *)get_safe_page(GFP_ATOMIC);
  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 {
  pte_t pte = READ_ONCE(*src_ptep);

  if (pte_present(pte))
   set_pte(dst_ptep, __pte(pte_val(pte) | pgprot_val(prot)));
 } while (dst_ptep++, src_ptep++, start += PAGE_SIZE, start < end);

 return 0;
}

static int temp_pgtable_map_pmd(pud_t *dst_pudp, pud_t *src_pudp, unsigned long start,
    unsigned long end, pgprot_t prot)
{
 unsigned long next;
 unsigned long ret;
 pmd_t *src_pmdp;
 pmd_t *dst_pmdp;

 if (pud_none(READ_ONCE(*dst_pudp))) {
  dst_pmdp = (pmd_t *)get_safe_page(GFP_ATOMIC);
  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(start, end);

  if (pmd_none(pmd))
   continue;

  if (pmd_leaf(pmd)) {
   set_pmd(dst_pmdp, __pmd(pmd_val(pmd) | pgprot_val(prot)));
  } else {
   ret = temp_pgtable_map_pte(dst_pmdp, src_pmdp, start, next, prot);
   if (ret)
    return -ENOMEM;
  }
 } while (dst_pmdp++, src_pmdp++, start = next, start != end);

 return 0;
}

static int temp_pgtable_map_pud(p4d_t *dst_p4dp, p4d_t *src_p4dp, unsigned long start,
    unsigned long end, pgprot_t prot)
{
 unsigned long next;
 unsigned long ret;
 pud_t *dst_pudp;
 pud_t *src_pudp;

 if (p4d_none(READ_ONCE(*dst_p4dp))) {
  dst_pudp = (pud_t *)get_safe_page(GFP_ATOMIC);
  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(start, end);

  if (pud_none(pud))
   continue;

  if (pud_leaf(pud)) {
   set_pud(dst_pudp, __pud(pud_val(pud) | pgprot_val(prot)));
  } else {
   ret = temp_pgtable_map_pmd(dst_pudp, src_pudp, start, next, prot);
   if (ret)
    return -ENOMEM;
  }
 } while (dst_pudp++, src_pudp++, start = next, start != end);

 return 0;
}

static int temp_pgtable_map_p4d(pgd_t *dst_pgdp, pgd_t *src_pgdp, unsigned long start,
    unsigned long end, pgprot_t prot)
{
 unsigned long next;
 unsigned long ret;
 p4d_t *dst_p4dp;
 p4d_t *src_p4dp;

 if (pgd_none(READ_ONCE(*dst_pgdp))) {
  dst_p4dp = (p4d_t *)get_safe_page(GFP_ATOMIC);
  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 {
  p4d_t p4d = READ_ONCE(*src_p4dp);

  next = p4d_addr_end(start, end);

  if (p4d_none(p4d))
   continue;

  if (p4d_leaf(p4d)) {
   set_p4d(dst_p4dp, __p4d(p4d_val(p4d) | pgprot_val(prot)));
  } else {
   ret = temp_pgtable_map_pud(dst_p4dp, src_p4dp, start, next, prot);
   if (ret)
    return -ENOMEM;
  }
 } while (dst_p4dp++, src_p4dp++, start = next, start != end);

 return 0;
}

static int temp_pgtable_mapping(pgd_t *pgdp, unsigned long start, unsigned long end, pgprot_t prot)
{
 pgd_t *dst_pgdp = pgd_offset_pgd(pgdp, start);
 pgd_t *src_pgdp = pgd_offset_k(start);
 unsigned long next;
 unsigned long ret;

 do {
  pgd_t pgd = READ_ONCE(*src_pgdp);

  next = pgd_addr_end(start, end);

  if (pgd_none(pgd))
   continue;

  if (pgd_leaf(pgd)) {
   set_pgd(dst_pgdp, __pgd(pgd_val(pgd) | pgprot_val(prot)));
  } else {
   ret = temp_pgtable_map_p4d(dst_pgdp, src_pgdp, start, next, prot);
   if (ret)
    return -ENOMEM;
  }
 } while (dst_pgdp++, src_pgdp++, start = next, start != end);

 return 0;
}

static unsigned long relocate_restore_code(void)
{
 void *page = (void *)get_safe_page(GFP_ATOMIC);

 if (!page)
  return -ENOMEM;

 copy_page(page, hibernate_core_restore_code);

 /* Make the page containing the relocated code executable. */
 set_memory_x((unsigned long)page, 1);

 return (unsigned long)page;
}

int swsusp_arch_resume(void)
{
 unsigned long end = (unsigned long)pfn_to_virt(max_low_pfn);
 unsigned long start = PAGE_OFFSET;
 int ret;

 /*
 * Memory allocated by get_safe_page() will be dealt with by the hibernation core,
 * we don't need to free it here.
 */
 resume_pg_dir = (pgd_t *)get_safe_page(GFP_ATOMIC);
 if (!resume_pg_dir)
  return -ENOMEM;

 /*
 * Create a temporary page table and map the whole linear region as executable and
 * writable.
 */
 ret = temp_pgtable_mapping(resume_pg_dir, start, end, __pgprot(_PAGE_WRITE | _PAGE_EXEC));
 if (ret)
  return ret;

 /* Move the restore code to a new page so that it doesn't get overwritten by itself. */
 relocated_restore_code = relocate_restore_code();
 if (relocated_restore_code == -ENOMEM)
  return -ENOMEM;

 /*
 * Map the __hibernate_cpu_resume() address to the temporary page table so that the
 * restore code can jumps to it after finished restore the image. The next execution
 * code doesn't find itself in a different address space after switching over to the
 * original page table used by the hibernated image.
 * The __hibernate_cpu_resume() mapping is unnecessary for RV32 since the kernel and
 * linear addresses are identical, but different for RV64. To ensure consistency, we
 * map it for both RV32 and RV64 kernels.
 * Additionally, we should ensure that the page is writable before restoring the image.
 */
 start = (unsigned long)resume_hdr.restore_cpu_addr;
 end = start + PAGE_SIZE;

 ret = temp_pgtable_mapping(resume_pg_dir, start, end, __pgprot(_PAGE_WRITE));
 if (ret)
  return ret;

 hibernate_restore_image(resume_hdr.saved_satp, (PFN_DOWN(__pa(resume_pg_dir)) | satp_mode),
    resume_hdr.restore_cpu_addr);

 return 0;
}

#ifdef CONFIG_PM_SLEEP_SMP
int hibernate_resume_nonboot_cpu_disable(void)
{
 if (sleep_cpu < 0) {
  pr_err("Failing to resume from hibernate on an unknown CPU\n");
  return -ENODEV;
 }

 return freeze_secondary_cpus(sleep_cpu);
}
#endif

static int __init riscv_hibernate_init(void)
{
 hibernate_cpu_context = kzalloc(sizeof(*hibernate_cpu_context), GFP_KERNEL);

 if (WARN_ON(!hibernate_cpu_context))
  return -ENOMEM;

 return 0;
}

early_initcall(riscv_hibernate_init);