Quelle  hibernate.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
/*:
 * Hibernate support specific for ARM64
 *
 * Derived from work on ARM hibernation support by:
 *
 * Ubuntu project, hibernation support for mach-dove
 * Copyright (C) 2010 Nokia Corporation (Hiroshi Doyu)
 * Copyright (C) 2010 Texas Instruments, Inc. (Teerth Reddy et al.)
 * Copyright (C) 2006 Rafael J. Wysocki <rjw@sisk.pl>
 */
#define pr_fmt(x) "hibernate: " x
#include <linux/cpu.h>
#include <linux/kvm_host.h>
#include <linux/pm.h>
#include <linux/sched.h>
#include <linux/suspend.h>
#include <linux/utsname.h>

#include <asm/barrier.h>
#include <asm/cacheflush.h>
#include <asm/cputype.h>
#include <asm/daifflags.h>
#include <asm/irqflags.h>
#include <asm/kexec.h>
#include <asm/memory.h>
#include <asm/mmu_context.h>
#include <asm/mte.h>
#include <asm/sections.h>
#include <asm/smp.h>
#include <asm/smp_plat.h>
#include <asm/suspend.h>
#include <asm/sysreg.h>
#include <asm/trans_pgd.h>
#include <asm/virt.h>

/*
 * Hibernate core relies on this value being 0 on resume, and marks it
 * __nosavedata assuming it will keep the resume kernel's '0' value. This
 * doesn't happen with either KASLR.
 *
 * defined as "__visible int in_suspend __nosavedata" in
 * kernel/power/hibernate.c
 */
extern int in_suspend;

/* Do we need to reset el2? */
#define el2_reset_needed() (is_hyp_nvhe())

/* hyp-stub vectors, used to restore el2 during resume from hibernate. */
extern char __hyp_stub_vectors[];

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

/*
 * Values that may not change over hibernate/resume. We put the build number
 * and date in here so that we guarantee not to resume with a different
 * kernel.
 */
struct arch_hibernate_hdr_invariants {
 char  uts_version[__NEW_UTS_LEN + 1];
};

/* These values need to be know across a hibernate/restore. */
static struct arch_hibernate_hdr {
 struct arch_hibernate_hdr_invariants invariants;

 /* These are needed to find the relocated kernel if built with kaslr */
 phys_addr_t ttbr1_el1;
 void  (*reenter_kernel)(void);

 /*
 * We need to know where the __hyp_stub_vectors are after restore to
 * re-configure el2.
 */
 phys_addr_t __hyp_stub_vectors;

 u64  sleep_cpu_mpidr;
} resume_hdr;

static inline 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));
}

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)) ||
  crash_is_nosave(pfn);
}

void notrace save_processor_state(void)
{
}

void notrace restore_processor_state(void)
{
}

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->ttbr1_el1  = __pa_symbol(swapper_pg_dir);
 hdr->reenter_kernel = _cpu_resume;

 /* We can't use __hyp_get_vectors() because kvm may still be loaded */
 if (el2_reset_needed())
  hdr->__hyp_stub_vectors = __pa_symbol(__hyp_stub_vectors);
 else
  hdr->__hyp_stub_vectors = 0;

 /* Save the mpidr of the cpu we called cpu_suspend() on... */
 if (sleep_cpu < 0) {
  pr_err("Failing to hibernate on an unknown CPU.\n");
  return -ENODEV;
 }
 hdr->sleep_cpu_mpidr = cpu_logical_map(sleep_cpu);
 pr_info("Hibernating on CPU %d [mpidr:0x%llx]\n", sleep_cpu,
  hdr->sleep_cpu_mpidr);

 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL(arch_hibernation_header_save);

int arch_hibernation_header_restore(void *addr)
{
 int ret;
 struct arch_hibernate_hdr_invariants invariants;
 struct arch_hibernate_hdr *hdr = addr;

 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 = get_logical_index(hdr->sleep_cpu_mpidr);
 pr_info("Hibernated on CPU %d [mpidr:0x%llx]\n", sleep_cpu,
  hdr->sleep_cpu_mpidr);
 if (sleep_cpu < 0) {
  pr_crit("Hibernated on a CPU not known to this kernel!\n");
  sleep_cpu = -EINVAL;
  return -EINVAL;
 }

 ret = bringup_hibernate_cpu(sleep_cpu);
 if (ret) {
  sleep_cpu = -EINVAL;
  return ret;
 }

 resume_hdr = *hdr;

 return 0;
}
EXPORT_SYMBOL(arch_hibernation_header_restore);

static void *hibernate_page_alloc(void *arg)
{
 return (void *)get_safe_page((__force gfp_t)(unsigned long)arg);
}

/*
 * Copies length bytes, starting at src_start into an new page,
 * perform cache maintenance, then maps it at the specified address low
 * address as executable.
 *
 * This is used by hibernate to copy the code it needs to execute when
 * overwriting the kernel text. This function generates a new set of page
 * tables, which it loads into ttbr0.
 *
 * Length is provided as we probably only want 4K of data, even on a 64K
 * page system.
 */
static int create_safe_exec_page(void *src_start, size_t length,
     phys_addr_t *phys_dst_addr)
{
 struct trans_pgd_info trans_info = {
  .trans_alloc_page = hibernate_page_alloc,
  .trans_alloc_arg = (__force void *)GFP_ATOMIC,
 };

 void *page = (void *)get_safe_page(GFP_ATOMIC);
 phys_addr_t trans_ttbr0;
 unsigned long t0sz;
 int rc;

 if (!page)
  return -ENOMEM;

 memcpy(page, src_start, length);
 caches_clean_inval_pou((unsigned long)page, (unsigned long)page + length);
 rc = trans_pgd_idmap_page(&trans_info, &trans_ttbr0, &t0sz, page);
 if (rc)
  return rc;

 cpu_install_ttbr0(trans_ttbr0, t0sz);
 *phys_dst_addr = virt_to_phys(page);

 return 0;
}

#ifdef CONFIG_ARM64_MTE

static DEFINE_XARRAY(mte_pages);

static int save_tags(struct page *page, unsigned long pfn)
{
 void *tag_storage, *ret;

 tag_storage = mte_allocate_tag_storage();
 if (!tag_storage)
  return -ENOMEM;

 mte_save_page_tags(page_address(page), tag_storage);

 ret = xa_store(&mte_pages, pfn, tag_storage, GFP_KERNEL);
 if (WARN(xa_is_err(ret), "Failed to store MTE tags")) {
  mte_free_tag_storage(tag_storage);
  return xa_err(ret);
 } else if (WARN(ret, "swsusp: %s: Duplicate entry", __func__)) {
  mte_free_tag_storage(ret);
 }

 return 0;
}

static void swsusp_mte_free_storage(void)
{
 XA_STATE(xa_state, &mte_pages, 0);
 void *tags;

 xa_lock(&mte_pages);
 xas_for_each(&xa_state, tags, ULONG_MAX) {
  mte_free_tag_storage(tags);
 }
 xa_unlock(&mte_pages);

 xa_destroy(&mte_pages);
}

static int swsusp_mte_save_tags(void)
{
 struct zone *zone;
 unsigned long pfn, max_zone_pfn;
 int ret = 0;
 int n = 0;

 if (!system_supports_mte())
  return 0;

 for_each_populated_zone(zone) {
  max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
  for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++) {
   struct page *page = pfn_to_online_page(pfn);
   struct folio *folio;

   if (!page)
    continue;
   folio = page_folio(page);

   if (folio_test_hugetlb(folio) &&
       !folio_test_hugetlb_mte_tagged(folio))
    continue;

   if (!page_mte_tagged(page))
    continue;

   ret = save_tags(page, pfn);
   if (ret) {
    swsusp_mte_free_storage();
    goto out;
   }

   n++;
  }
 }
 pr_info("Saved %d MTE pages\n", n);

out:
 return ret;
}

static void swsusp_mte_restore_tags(void)
{
 XA_STATE(xa_state, &mte_pages, 0);
 int n = 0;
 void *tags;

 xa_lock(&mte_pages);
 xas_for_each(&xa_state, tags, ULONG_MAX) {
  unsigned long pfn = xa_state.xa_index;
  struct page *page = pfn_to_online_page(pfn);

  mte_restore_page_tags(page_address(page), tags);

  mte_free_tag_storage(tags);
  n++;
 }
 xa_unlock(&mte_pages);

 pr_info("Restored %d MTE pages\n", n);

 xa_destroy(&mte_pages);
}

#else /* CONFIG_ARM64_MTE */

static int swsusp_mte_save_tags(void)
{
 return 0;
}

static void swsusp_mte_restore_tags(void)
{
}

#endif /* CONFIG_ARM64_MTE */

int swsusp_arch_suspend(void)
{
 int ret = 0;
 unsigned long flags;
 struct sleep_stack_data state;

 if (cpus_are_stuck_in_kernel()) {
  pr_err("Can't hibernate: no mechanism to offline secondary CPUs.\n");
  return -EBUSY;
 }

 flags = local_daif_save();

 if (__cpu_suspend_enter(&state)) {
  /* make the crash dump kernel image visible/saveable */
  crash_prepare_suspend();

  ret = swsusp_mte_save_tags();
  if (ret)
   return ret;

  sleep_cpu = smp_processor_id();
  ret = swsusp_save();
 } else {
  /* Clean kernel core startup/idle code to PoC*/
  dcache_clean_inval_poc((unsigned long)__mmuoff_data_start,
        (unsigned long)__mmuoff_data_end);
  dcache_clean_inval_poc((unsigned long)__idmap_text_start,
        (unsigned long)__idmap_text_end);

  /* Clean kvm setup code to PoC? */
  if (el2_reset_needed()) {
   dcache_clean_inval_poc(
    (unsigned long)__hyp_idmap_text_start,
    (unsigned long)__hyp_idmap_text_end);
   dcache_clean_inval_poc((unsigned long)__hyp_text_start,
         (unsigned long)__hyp_text_end);
  }

  swsusp_mte_restore_tags();

  /* make the crash dump kernel image protected again */
  crash_post_resume();

  /*
 * Tell the hibernation core that we've just restored
 * the memory
 */
  in_suspend = 0;

  sleep_cpu = -EINVAL;
  __cpu_suspend_exit();

  /*
 * Just in case the boot kernel did turn the SSBD
 * mitigation off behind our back, let's set the state
 * to what we expect it to be.
 */
  spectre_v4_enable_mitigation(NULL);
 }

 local_daif_restore(flags);

 return ret;
}

/*
 * Setup then Resume from the hibernate image using swsusp_arch_suspend_exit().
 *
 * Memory allocated by get_safe_page() will be dealt with by the hibernate code,
 * we don't need to free it here.
 */
int swsusp_arch_resume(void)
{
 int rc;
 void *zero_page;
 size_t exit_size;
 pgd_t *tmp_pg_dir;
 phys_addr_t el2_vectors;
 void __noreturn (*hibernate_exit)(phys_addr_t, phys_addr_t, void *,
       void *, phys_addr_t, phys_addr_t);
 struct trans_pgd_info trans_info = {
  .trans_alloc_page = hibernate_page_alloc,
  .trans_alloc_arg = (__force void *)GFP_ATOMIC,
 };

 /*
 * Restoring the memory image will overwrite the ttbr1 page tables.
 * Create a second copy of just the linear map, and use this when
 * restoring.
 */
 rc = trans_pgd_create_copy(&trans_info, &tmp_pg_dir, PAGE_OFFSET,
       PAGE_END);
 if (rc)
  return rc;

 /*
 * We need a zero page that is zero before & after resume in order
 * to break before make on the ttbr1 page tables.
 */
 zero_page = (void *)get_safe_page(GFP_ATOMIC);
 if (!zero_page) {
  pr_err("Failed to allocate zero page.\n");
  return -ENOMEM;
 }

 if (el2_reset_needed()) {
  rc = trans_pgd_copy_el2_vectors(&trans_info, &el2_vectors);
  if (rc) {
   pr_err("Failed to setup el2 vectors\n");
   return rc;
  }
 }

 exit_size = __hibernate_exit_text_end - __hibernate_exit_text_start;
 /*
 * Copy swsusp_arch_suspend_exit() to a safe page. This will generate
 * a new set of ttbr0 page tables and load them.
 */
 rc = create_safe_exec_page(__hibernate_exit_text_start, exit_size,
       (phys_addr_t *)&hibernate_exit);
 if (rc) {
  pr_err("Failed to create safe executable page for hibernate_exit code.\n");
  return rc;
 }

 /*
 * KASLR will cause the el2 vectors to be in a different location in
 * the resumed kernel. Load hibernate's temporary copy into el2.
 *
 * We can skip this step if we booted at EL1, or are running with VHE.
 */
 if (el2_reset_needed())
  __hyp_set_vectors(el2_vectors);

 hibernate_exit(virt_to_phys(tmp_pg_dir), resume_hdr.ttbr1_el1,
         resume_hdr.reenter_kernel, restore_pblist,
         resume_hdr.__hyp_stub_vectors, virt_to_phys(zero_page));

 return 0;
}

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);
}