]> Git Repo - J-linux.git/blob - kernel/power/snapshot.c
Merge tag 'vfs-6.13-rc7.fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/vfs/vfs
[J-linux.git] / kernel / power / snapshot.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * linux/kernel/power/snapshot.c
4  *
5  * This file provides system snapshot/restore functionality for swsusp.
6  *
7  * Copyright (C) 1998-2005 Pavel Machek <[email protected]>
8  * Copyright (C) 2006 Rafael J. Wysocki <[email protected]>
9  */
10
11 #define pr_fmt(fmt) "PM: hibernation: " fmt
12
13 #include <linux/version.h>
14 #include <linux/module.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/suspend.h>
17 #include <linux/delay.h>
18 #include <linux/bitops.h>
19 #include <linux/spinlock.h>
20 #include <linux/kernel.h>
21 #include <linux/pm.h>
22 #include <linux/device.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/memblock.h>
25 #include <linux/nmi.h>
26 #include <linux/syscalls.h>
27 #include <linux/console.h>
28 #include <linux/highmem.h>
29 #include <linux/list.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/compiler.h>
32 #include <linux/ktime.h>
33 #include <linux/set_memory.h>
34
35 #include <linux/uaccess.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37 #include <asm/tlbflush.h>
38 #include <asm/io.h>
39
40 #include "power.h"
41
42 #if defined(CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX) && defined(CONFIG_ARCH_HAS_SET_MEMORY)
43 static bool hibernate_restore_protection;
44 static bool hibernate_restore_protection_active;
45
46 void enable_restore_image_protection(void)
47 {
48         hibernate_restore_protection = true;
49 }
50
51 static inline void hibernate_restore_protection_begin(void)
52 {
53         hibernate_restore_protection_active = hibernate_restore_protection;
54 }
55
56 static inline void hibernate_restore_protection_end(void)
57 {
58         hibernate_restore_protection_active = false;
59 }
60
61 static inline int __must_check hibernate_restore_protect_page(void *page_address)
62 {
63         if (hibernate_restore_protection_active)
64                 return set_memory_ro((unsigned long)page_address, 1);
65         return 0;
66 }
67
68 static inline int hibernate_restore_unprotect_page(void *page_address)
69 {
70         if (hibernate_restore_protection_active)
71                 return set_memory_rw((unsigned long)page_address, 1);
72         return 0;
73 }
74 #else
75 static inline void hibernate_restore_protection_begin(void) {}
76 static inline void hibernate_restore_protection_end(void) {}
77 static inline int __must_check hibernate_restore_protect_page(void *page_address) {return 0; }
78 static inline int hibernate_restore_unprotect_page(void *page_address) {return 0; }
79 #endif /* CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX  && CONFIG_ARCH_HAS_SET_MEMORY */
80
81
82 /*
83  * The calls to set_direct_map_*() should not fail because remapping a page
84  * here means that we only update protection bits in an existing PTE.
85  * It is still worth to have a warning here if something changes and this
86  * will no longer be the case.
87  */
88 static inline void hibernate_map_page(struct page *page)
89 {
90         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)) {
91                 int ret = set_direct_map_default_noflush(page);
92
93                 if (ret)
94                         pr_warn_once("Failed to remap page\n");
95         } else {
96                 debug_pagealloc_map_pages(page, 1);
97         }
98 }
99
100 static inline void hibernate_unmap_page(struct page *page)
101 {
102         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)) {
103                 unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
104                 int ret  = set_direct_map_invalid_noflush(page);
105
106                 if (ret)
107                         pr_warn_once("Failed to remap page\n");
108
109                 flush_tlb_kernel_range(addr, addr + PAGE_SIZE);
110         } else {
111                 debug_pagealloc_unmap_pages(page, 1);
112         }
113 }
114
115 static int swsusp_page_is_free(struct page *);
116 static void swsusp_set_page_forbidden(struct page *);
117 static void swsusp_unset_page_forbidden(struct page *);
118
119 /*
120  * Number of bytes to reserve for memory allocations made by device drivers
121  * from their ->freeze() and ->freeze_noirq() callbacks so that they don't
122  * cause image creation to fail (tunable via /sys/power/reserved_size).
123  */
124 unsigned long reserved_size;
125
126 void __init hibernate_reserved_size_init(void)
127 {
128         reserved_size = SPARE_PAGES * PAGE_SIZE;
129 }
130
131 /*
132  * Preferred image size in bytes (tunable via /sys/power/image_size).
133  * When it is set to N, swsusp will do its best to ensure the image
134  * size will not exceed N bytes, but if that is impossible, it will
135  * try to create the smallest image possible.
136  */
137 unsigned long image_size;
138
139 void __init hibernate_image_size_init(void)
140 {
141         image_size = ((totalram_pages() * 2) / 5) * PAGE_SIZE;
142 }
143
144 /*
145  * List of PBEs needed for restoring the pages that were allocated before
146  * the suspend and included in the suspend image, but have also been
147  * allocated by the "resume" kernel, so their contents cannot be written
148  * directly to their "original" page frames.
149  */
150 struct pbe *restore_pblist;
151
152 /* struct linked_page is used to build chains of pages */
153
154 #define LINKED_PAGE_DATA_SIZE   (PAGE_SIZE - sizeof(void *))
155
156 struct linked_page {
157         struct linked_page *next;
158         char data[LINKED_PAGE_DATA_SIZE];
159 } __packed;
160
161 /*
162  * List of "safe" pages (ie. pages that were not used by the image kernel
163  * before hibernation) that may be used as temporary storage for image kernel
164  * memory contents.
165  */
166 static struct linked_page *safe_pages_list;
167
168 /* Pointer to an auxiliary buffer (1 page) */
169 static void *buffer;
170
171 #define PG_ANY          0
172 #define PG_SAFE         1
173 #define PG_UNSAFE_CLEAR 1
174 #define PG_UNSAFE_KEEP  0
175
176 static unsigned int allocated_unsafe_pages;
177
178 /**
179  * get_image_page - Allocate a page for a hibernation image.
180  * @gfp_mask: GFP mask for the allocation.
181  * @safe_needed: Get pages that were not used before hibernation (restore only)
182  *
183  * During image restoration, for storing the PBE list and the image data, we can
184  * only use memory pages that do not conflict with the pages used before
185  * hibernation.  The "unsafe" pages have PageNosaveFree set and we count them
186  * using allocated_unsafe_pages.
187  *
188  * Each allocated image page is marked as PageNosave and PageNosaveFree so that
189  * swsusp_free() can release it.
190  */
191 static void *get_image_page(gfp_t gfp_mask, int safe_needed)
192 {
193         void *res;
194
195         res = (void *)get_zeroed_page(gfp_mask);
196         if (safe_needed)
197                 while (res && swsusp_page_is_free(virt_to_page(res))) {
198                         /* The page is unsafe, mark it for swsusp_free() */
199                         swsusp_set_page_forbidden(virt_to_page(res));
200                         allocated_unsafe_pages++;
201                         res = (void *)get_zeroed_page(gfp_mask);
202                 }
203         if (res) {
204                 swsusp_set_page_forbidden(virt_to_page(res));
205                 swsusp_set_page_free(virt_to_page(res));
206         }
207         return res;
208 }
209
210 static void *__get_safe_page(gfp_t gfp_mask)
211 {
212         if (safe_pages_list) {
213                 void *ret = safe_pages_list;
214
215                 safe_pages_list = safe_pages_list->next;
216                 memset(ret, 0, PAGE_SIZE);
217                 return ret;
218         }
219         return get_image_page(gfp_mask, PG_SAFE);
220 }
221
222 unsigned long get_safe_page(gfp_t gfp_mask)
223 {
224         return (unsigned long)__get_safe_page(gfp_mask);
225 }
226
227 static struct page *alloc_image_page(gfp_t gfp_mask)
228 {
229         struct page *page;
230
231         page = alloc_page(gfp_mask);
232         if (page) {
233                 swsusp_set_page_forbidden(page);
234                 swsusp_set_page_free(page);
235         }
236         return page;
237 }
238
239 static void recycle_safe_page(void *page_address)
240 {
241         struct linked_page *lp = page_address;
242
243         lp->next = safe_pages_list;
244         safe_pages_list = lp;
245 }
246
247 /**
248  * free_image_page - Free a page allocated for hibernation image.
249  * @addr: Address of the page to free.
250  * @clear_nosave_free: If set, clear the PageNosaveFree bit for the page.
251  *
252  * The page to free should have been allocated by get_image_page() (page flags
253  * set by it are affected).
254  */
255 static inline void free_image_page(void *addr, int clear_nosave_free)
256 {
257         struct page *page;
258
259         BUG_ON(!virt_addr_valid(addr));
260
261         page = virt_to_page(addr);
262
263         swsusp_unset_page_forbidden(page);
264         if (clear_nosave_free)
265                 swsusp_unset_page_free(page);
266
267         __free_page(page);
268 }
269
270 static inline void free_list_of_pages(struct linked_page *list,
271                                       int clear_page_nosave)
272 {
273         while (list) {
274                 struct linked_page *lp = list->next;
275
276                 free_image_page(list, clear_page_nosave);
277                 list = lp;
278         }
279 }
280
281 /*
282  * struct chain_allocator is used for allocating small objects out of
283  * a linked list of pages called 'the chain'.
284  *
285  * The chain grows each time when there is no room for a new object in
286  * the current page.  The allocated objects cannot be freed individually.
287  * It is only possible to free them all at once, by freeing the entire
288  * chain.
289  *
290  * NOTE: The chain allocator may be inefficient if the allocated objects
291  * are not much smaller than PAGE_SIZE.
292  */
293 struct chain_allocator {
294         struct linked_page *chain;      /* the chain */
295         unsigned int used_space;        /* total size of objects allocated out
296                                            of the current page */
297         gfp_t gfp_mask;         /* mask for allocating pages */
298         int safe_needed;        /* if set, only "safe" pages are allocated */
299 };
300
301 static void chain_init(struct chain_allocator *ca, gfp_t gfp_mask,
302                        int safe_needed)
303 {
304         ca->chain = NULL;
305         ca->used_space = LINKED_PAGE_DATA_SIZE;
306         ca->gfp_mask = gfp_mask;
307         ca->safe_needed = safe_needed;
308 }
309
310 static void *chain_alloc(struct chain_allocator *ca, unsigned int size)
311 {
312         void *ret;
313
314         if (LINKED_PAGE_DATA_SIZE - ca->used_space < size) {
315                 struct linked_page *lp;
316
317                 lp = ca->safe_needed ? __get_safe_page(ca->gfp_mask) :
318                                         get_image_page(ca->gfp_mask, PG_ANY);
319                 if (!lp)
320                         return NULL;
321
322                 lp->next = ca->chain;
323                 ca->chain = lp;
324                 ca->used_space = 0;
325         }
326         ret = ca->chain->data + ca->used_space;
327         ca->used_space += size;
328         return ret;
329 }
330
331 /*
332  * Data types related to memory bitmaps.
333  *
334  * Memory bitmap is a structure consisting of many linked lists of
335  * objects.  The main list's elements are of type struct zone_bitmap
336  * and each of them corresponds to one zone.  For each zone bitmap
337  * object there is a list of objects of type struct bm_block that
338  * represent each blocks of bitmap in which information is stored.
339  *
340  * struct memory_bitmap contains a pointer to the main list of zone
341  * bitmap objects, a struct bm_position used for browsing the bitmap,
342  * and a pointer to the list of pages used for allocating all of the
343  * zone bitmap objects and bitmap block objects.
344  *
345  * NOTE: It has to be possible to lay out the bitmap in memory
346  * using only allocations of order 0.  Additionally, the bitmap is
347  * designed to work with arbitrary number of zones (this is over the
348  * top for now, but let's avoid making unnecessary assumptions ;-).
349  *
350  * struct zone_bitmap contains a pointer to a list of bitmap block
351  * objects and a pointer to the bitmap block object that has been
352  * most recently used for setting bits.  Additionally, it contains the
353  * PFNs that correspond to the start and end of the represented zone.
354  *
355  * struct bm_block contains a pointer to the memory page in which
356  * information is stored (in the form of a block of bitmap)
357  * It also contains the pfns that correspond to the start and end of
358  * the represented memory area.
359  *
360  * The memory bitmap is organized as a radix tree to guarantee fast random
361  * access to the bits. There is one radix tree for each zone (as returned
362  * from create_mem_extents).
363  *
364  * One radix tree is represented by one struct mem_zone_bm_rtree. There are
365  * two linked lists for the nodes of the tree, one for the inner nodes and
366  * one for the leave nodes. The linked leave nodes are used for fast linear
367  * access of the memory bitmap.
368  *
369  * The struct rtree_node represents one node of the radix tree.
370  */
371
372 #define BM_END_OF_MAP   (~0UL)
373
374 #define BM_BITS_PER_BLOCK       (PAGE_SIZE * BITS_PER_BYTE)
375 #define BM_BLOCK_SHIFT          (PAGE_SHIFT + 3)
376 #define BM_BLOCK_MASK           ((1UL << BM_BLOCK_SHIFT) - 1)
377
378 /*
379  * struct rtree_node is a wrapper struct to link the nodes
380  * of the rtree together for easy linear iteration over
381  * bits and easy freeing
382  */
383 struct rtree_node {
384         struct list_head list;
385         unsigned long *data;
386 };
387
388 /*
389  * struct mem_zone_bm_rtree represents a bitmap used for one
390  * populated memory zone.
391  */
392 struct mem_zone_bm_rtree {
393         struct list_head list;          /* Link Zones together         */
394         struct list_head nodes;         /* Radix Tree inner nodes      */
395         struct list_head leaves;        /* Radix Tree leaves           */
396         unsigned long start_pfn;        /* Zone start page frame       */
397         unsigned long end_pfn;          /* Zone end page frame + 1     */
398         struct rtree_node *rtree;       /* Radix Tree Root             */
399         int levels;                     /* Number of Radix Tree Levels */
400         unsigned int blocks;            /* Number of Bitmap Blocks     */
401 };
402
403 /* struct bm_position is used for browsing memory bitmaps */
404
405 struct bm_position {
406         struct mem_zone_bm_rtree *zone;
407         struct rtree_node *node;
408         unsigned long node_pfn;
409         unsigned long cur_pfn;
410         int node_bit;
411 };
412
413 struct memory_bitmap {
414         struct list_head zones;
415         struct linked_page *p_list;     /* list of pages used to store zone
416                                            bitmap objects and bitmap block
417                                            objects */
418         struct bm_position cur; /* most recently used bit position */
419 };
420
421 /* Functions that operate on memory bitmaps */
422
423 #define BM_ENTRIES_PER_LEVEL    (PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long))
424 #if BITS_PER_LONG == 32
425 #define BM_RTREE_LEVEL_SHIFT    (PAGE_SHIFT - 2)
426 #else
427 #define BM_RTREE_LEVEL_SHIFT    (PAGE_SHIFT - 3)
428 #endif
429 #define BM_RTREE_LEVEL_MASK     ((1UL << BM_RTREE_LEVEL_SHIFT) - 1)
430
431 /**
432  * alloc_rtree_node - Allocate a new node and add it to the radix tree.
433  * @gfp_mask: GFP mask for the allocation.
434  * @safe_needed: Get pages not used before hibernation (restore only)
435  * @ca: Pointer to a linked list of pages ("a chain") to allocate from
436  * @list: Radix Tree node to add.
437  *
438  * This function is used to allocate inner nodes as well as the
439  * leave nodes of the radix tree. It also adds the node to the
440  * corresponding linked list passed in by the *list parameter.
441  */
442 static struct rtree_node *alloc_rtree_node(gfp_t gfp_mask, int safe_needed,
443                                            struct chain_allocator *ca,
444                                            struct list_head *list)
445 {
446         struct rtree_node *node;
447
448         node = chain_alloc(ca, sizeof(struct rtree_node));
449         if (!node)
450                 return NULL;
451
452         node->data = get_image_page(gfp_mask, safe_needed);
453         if (!node->data)
454                 return NULL;
455
456         list_add_tail(&node->list, list);
457
458         return node;
459 }
460
461 /**
462  * add_rtree_block - Add a new leave node to the radix tree.
463  *
464  * The leave nodes need to be allocated in order to keep the leaves
465  * linked list in order. This is guaranteed by the zone->blocks
466  * counter.
467  */
468 static int add_rtree_block(struct mem_zone_bm_rtree *zone, gfp_t gfp_mask,
469                            int safe_needed, struct chain_allocator *ca)
470 {
471         struct rtree_node *node, *block, **dst;
472         unsigned int levels_needed, block_nr;
473         int i;
474
475         block_nr = zone->blocks;
476         levels_needed = 0;
477
478         /* How many levels do we need for this block nr? */
479         while (block_nr) {
480                 levels_needed += 1;
481                 block_nr >>= BM_RTREE_LEVEL_SHIFT;
482         }
483
484         /* Make sure the rtree has enough levels */
485         for (i = zone->levels; i < levels_needed; i++) {
486                 node = alloc_rtree_node(gfp_mask, safe_needed, ca,
487                                         &zone->nodes);
488                 if (!node)
489                         return -ENOMEM;
490
491                 node->data[0] = (unsigned long)zone->rtree;
492                 zone->rtree = node;
493                 zone->levels += 1;
494         }
495
496         /* Allocate new block */
497         block = alloc_rtree_node(gfp_mask, safe_needed, ca, &zone->leaves);
498         if (!block)
499                 return -ENOMEM;
500
501         /* Now walk the rtree to insert the block */
502         node = zone->rtree;
503         dst = &zone->rtree;
504         block_nr = zone->blocks;
505         for (i = zone->levels; i > 0; i--) {
506                 int index;
507
508                 if (!node) {
509                         node = alloc_rtree_node(gfp_mask, safe_needed, ca,
510                                                 &zone->nodes);
511                         if (!node)
512                                 return -ENOMEM;
513                         *dst = node;
514                 }
515
516                 index = block_nr >> ((i - 1) * BM_RTREE_LEVEL_SHIFT);
517                 index &= BM_RTREE_LEVEL_MASK;
518                 dst = (struct rtree_node **)&((*dst)->data[index]);
519                 node = *dst;
520         }
521
522         zone->blocks += 1;
523         *dst = block;
524
525         return 0;
526 }
527
528 static void free_zone_bm_rtree(struct mem_zone_bm_rtree *zone,
529                                int clear_nosave_free);
530
531 /**
532  * create_zone_bm_rtree - Create a radix tree for one zone.
533  *
534  * Allocated the mem_zone_bm_rtree structure and initializes it.
535  * This function also allocated and builds the radix tree for the
536  * zone.
537  */
538 static struct mem_zone_bm_rtree *create_zone_bm_rtree(gfp_t gfp_mask,
539                                                       int safe_needed,
540                                                       struct chain_allocator *ca,
541                                                       unsigned long start,
542                                                       unsigned long end)
543 {
544         struct mem_zone_bm_rtree *zone;
545         unsigned int i, nr_blocks;
546         unsigned long pages;
547
548         pages = end - start;
549         zone  = chain_alloc(ca, sizeof(struct mem_zone_bm_rtree));
550         if (!zone)
551                 return NULL;
552
553         INIT_LIST_HEAD(&zone->nodes);
554         INIT_LIST_HEAD(&zone->leaves);
555         zone->start_pfn = start;
556         zone->end_pfn = end;
557         nr_blocks = DIV_ROUND_UP(pages, BM_BITS_PER_BLOCK);
558
559         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
560                 if (add_rtree_block(zone, gfp_mask, safe_needed, ca)) {
561                         free_zone_bm_rtree(zone, PG_UNSAFE_CLEAR);
562                         return NULL;
563                 }
564         }
565
566         return zone;
567 }
568
569 /**
570  * free_zone_bm_rtree - Free the memory of the radix tree.
571  *
572  * Free all node pages of the radix tree. The mem_zone_bm_rtree
573  * structure itself is not freed here nor are the rtree_node
574  * structs.
575  */
576 static void free_zone_bm_rtree(struct mem_zone_bm_rtree *zone,
577                                int clear_nosave_free)
578 {
579         struct rtree_node *node;
580
581         list_for_each_entry(node, &zone->nodes, list)
582                 free_image_page(node->data, clear_nosave_free);
583
584         list_for_each_entry(node, &zone->leaves, list)
585                 free_image_page(node->data, clear_nosave_free);
586 }
587
588 static void memory_bm_position_reset(struct memory_bitmap *bm)
589 {
590         bm->cur.zone = list_entry(bm->zones.next, struct mem_zone_bm_rtree,
591                                   list);
592         bm->cur.node = list_entry(bm->cur.zone->leaves.next,
593                                   struct rtree_node, list);
594         bm->cur.node_pfn = 0;
595         bm->cur.cur_pfn = BM_END_OF_MAP;
596         bm->cur.node_bit = 0;
597 }
598
599 static void memory_bm_free(struct memory_bitmap *bm, int clear_nosave_free);
600
601 struct mem_extent {
602         struct list_head hook;
603         unsigned long start;
604         unsigned long end;
605 };
606
607 /**
608  * free_mem_extents - Free a list of memory extents.
609  * @list: List of extents to free.
610  */
611 static void free_mem_extents(struct list_head *list)
612 {
613         struct mem_extent *ext, *aux;
614
615         list_for_each_entry_safe(ext, aux, list, hook) {
616                 list_del(&ext->hook);
617                 kfree(ext);
618         }
619 }
620
621 /**
622  * create_mem_extents - Create a list of memory extents.
623  * @list: List to put the extents into.
624  * @gfp_mask: Mask to use for memory allocations.
625  *
626  * The extents represent contiguous ranges of PFNs.
627  */
628 static int create_mem_extents(struct list_head *list, gfp_t gfp_mask)
629 {
630         struct zone *zone;
631
632         INIT_LIST_HEAD(list);
633
634         for_each_populated_zone(zone) {
635                 unsigned long zone_start, zone_end;
636                 struct mem_extent *ext, *cur, *aux;
637
638                 zone_start = zone->zone_start_pfn;
639                 zone_end = zone_end_pfn(zone);
640
641                 list_for_each_entry(ext, list, hook)
642                         if (zone_start <= ext->end)
643                                 break;
644
645                 if (&ext->hook == list || zone_end < ext->start) {
646                         /* New extent is necessary */
647                         struct mem_extent *new_ext;
648
649                         new_ext = kzalloc(sizeof(struct mem_extent), gfp_mask);
650                         if (!new_ext) {
651                                 free_mem_extents(list);
652                                 return -ENOMEM;
653                         }
654                         new_ext->start = zone_start;
655                         new_ext->end = zone_end;
656                         list_add_tail(&new_ext->hook, &ext->hook);
657                         continue;
658                 }
659
660                 /* Merge this zone's range of PFNs with the existing one */
661                 if (zone_start < ext->start)
662                         ext->start = zone_start;
663                 if (zone_end > ext->end)
664                         ext->end = zone_end;
665
666                 /* More merging may be possible */
667                 cur = ext;
668                 list_for_each_entry_safe_continue(cur, aux, list, hook) {
669                         if (zone_end < cur->start)
670                                 break;
671                         if (zone_end < cur->end)
672                                 ext->end = cur->end;
673                         list_del(&cur->hook);
674                         kfree(cur);
675                 }
676         }
677
678         return 0;
679 }
680
681 /**
682  * memory_bm_create - Allocate memory for a memory bitmap.
683  */
684 static int memory_bm_create(struct memory_bitmap *bm, gfp_t gfp_mask,
685                             int safe_needed)
686 {
687         struct chain_allocator ca;
688         struct list_head mem_extents;
689         struct mem_extent *ext;
690         int error;
691
692         chain_init(&ca, gfp_mask, safe_needed);
693         INIT_LIST_HEAD(&bm->zones);
694
695         error = create_mem_extents(&mem_extents, gfp_mask);
696         if (error)
697                 return error;
698
699         list_for_each_entry(ext, &mem_extents, hook) {
700                 struct mem_zone_bm_rtree *zone;
701
702                 zone = create_zone_bm_rtree(gfp_mask, safe_needed, &ca,
703                                             ext->start, ext->end);
704                 if (!zone) {
705                         error = -ENOMEM;
706                         goto Error;
707                 }
708                 list_add_tail(&zone->list, &bm->zones);
709         }
710
711         bm->p_list = ca.chain;
712         memory_bm_position_reset(bm);
713  Exit:
714         free_mem_extents(&mem_extents);
715         return error;
716
717  Error:
718         bm->p_list = ca.chain;
719         memory_bm_free(bm, PG_UNSAFE_CLEAR);
720         goto Exit;
721 }
722
723 /**
724  * memory_bm_free - Free memory occupied by the memory bitmap.
725  * @bm: Memory bitmap.
726  */
727 static void memory_bm_free(struct memory_bitmap *bm, int clear_nosave_free)
728 {
729         struct mem_zone_bm_rtree *zone;
730
731         list_for_each_entry(zone, &bm->zones, list)
732                 free_zone_bm_rtree(zone, clear_nosave_free);
733
734         free_list_of_pages(bm->p_list, clear_nosave_free);
735
736         INIT_LIST_HEAD(&bm->zones);
737 }
738
739 /**
740  * memory_bm_find_bit - Find the bit for a given PFN in a memory bitmap.
741  *
742  * Find the bit in memory bitmap @bm that corresponds to the given PFN.
743  * The cur.zone, cur.block and cur.node_pfn members of @bm are updated.
744  *
745  * Walk the radix tree to find the page containing the bit that represents @pfn
746  * and return the position of the bit in @addr and @bit_nr.
747  */
748 static int memory_bm_find_bit(struct memory_bitmap *bm, unsigned long pfn,
749                               void **addr, unsigned int *bit_nr)
750 {
751         struct mem_zone_bm_rtree *curr, *zone;
752         struct rtree_node *node;
753         int i, block_nr;
754
755         zone = bm->cur.zone;
756
757         if (pfn >= zone->start_pfn && pfn < zone->end_pfn)
758                 goto zone_found;
759
760         zone = NULL;
761
762         /* Find the right zone */
763         list_for_each_entry(curr, &bm->zones, list) {
764                 if (pfn >= curr->start_pfn && pfn < curr->end_pfn) {
765                         zone = curr;
766                         break;
767                 }
768         }
769
770         if (!zone)
771                 return -EFAULT;
772
773 zone_found:
774         /*
775          * We have found the zone. Now walk the radix tree to find the leaf node
776          * for our PFN.
777          */
778
779         /*
780          * If the zone we wish to scan is the current zone and the
781          * pfn falls into the current node then we do not need to walk
782          * the tree.
783          */
784         node = bm->cur.node;
785         if (zone == bm->cur.zone &&
786             ((pfn - zone->start_pfn) & ~BM_BLOCK_MASK) == bm->cur.node_pfn)
787                 goto node_found;
788
789         node      = zone->rtree;
790         block_nr  = (pfn - zone->start_pfn) >> BM_BLOCK_SHIFT;
791
792         for (i = zone->levels; i > 0; i--) {
793                 int index;
794
795                 index = block_nr >> ((i - 1) * BM_RTREE_LEVEL_SHIFT);
796                 index &= BM_RTREE_LEVEL_MASK;
797                 BUG_ON(node->data[index] == 0);
798                 node = (struct rtree_node *)node->data[index];
799         }
800
801 node_found:
802         /* Update last position */
803         bm->cur.zone = zone;
804         bm->cur.node = node;
805         bm->cur.node_pfn = (pfn - zone->start_pfn) & ~BM_BLOCK_MASK;
806         bm->cur.cur_pfn = pfn;
807
808         /* Set return values */
809         *addr = node->data;
810         *bit_nr = (pfn - zone->start_pfn) & BM_BLOCK_MASK;
811
812         return 0;
813 }
814
815 static void memory_bm_set_bit(struct memory_bitmap *bm, unsigned long pfn)
816 {
817         void *addr;
818         unsigned int bit;
819         int error;
820
821         error = memory_bm_find_bit(bm, pfn, &addr, &bit);
822         BUG_ON(error);
823         set_bit(bit, addr);
824 }
825
826 static int mem_bm_set_bit_check(struct memory_bitmap *bm, unsigned long pfn)
827 {
828         void *addr;
829         unsigned int bit;
830         int error;
831
832         error = memory_bm_find_bit(bm, pfn, &addr, &bit);
833         if (!error)
834                 set_bit(bit, addr);
835
836         return error;
837 }
838
839 static void memory_bm_clear_bit(struct memory_bitmap *bm, unsigned long pfn)
840 {
841         void *addr;
842         unsigned int bit;
843         int error;
844
845         error = memory_bm_find_bit(bm, pfn, &addr, &bit);
846         BUG_ON(error);
847         clear_bit(bit, addr);
848 }
849
850 static void memory_bm_clear_current(struct memory_bitmap *bm)
851 {
852         int bit;
853
854         bit = max(bm->cur.node_bit - 1, 0);
855         clear_bit(bit, bm->cur.node->data);
856 }
857
858 static unsigned long memory_bm_get_current(struct memory_bitmap *bm)
859 {
860         return bm->cur.cur_pfn;
861 }
862
863 static int memory_bm_test_bit(struct memory_bitmap *bm, unsigned long pfn)
864 {
865         void *addr;
866         unsigned int bit;
867         int error;
868
869         error = memory_bm_find_bit(bm, pfn, &addr, &bit);
870         BUG_ON(error);
871         return test_bit(bit, addr);
872 }
873
874 static bool memory_bm_pfn_present(struct memory_bitmap *bm, unsigned long pfn)
875 {
876         void *addr;
877         unsigned int bit;
878
879         return !memory_bm_find_bit(bm, pfn, &addr, &bit);
880 }
881
882 /*
883  * rtree_next_node - Jump to the next leaf node.
884  *
885  * Set the position to the beginning of the next node in the
886  * memory bitmap. This is either the next node in the current
887  * zone's radix tree or the first node in the radix tree of the
888  * next zone.
889  *
890  * Return true if there is a next node, false otherwise.
891  */
892 static bool rtree_next_node(struct memory_bitmap *bm)
893 {
894         if (!list_is_last(&bm->cur.node->list, &bm->cur.zone->leaves)) {
895                 bm->cur.node = list_entry(bm->cur.node->list.next,
896                                           struct rtree_node, list);
897                 bm->cur.node_pfn += BM_BITS_PER_BLOCK;
898                 bm->cur.node_bit  = 0;
899                 touch_softlockup_watchdog();
900                 return true;
901         }
902
903         /* No more nodes, goto next zone */
904         if (!list_is_last(&bm->cur.zone->list, &bm->zones)) {
905                 bm->cur.zone = list_entry(bm->cur.zone->list.next,
906                                   struct mem_zone_bm_rtree, list);
907                 bm->cur.node = list_entry(bm->cur.zone->leaves.next,
908                                           struct rtree_node, list);
909                 bm->cur.node_pfn = 0;
910                 bm->cur.node_bit = 0;
911                 return true;
912         }
913
914         /* No more zones */
915         return false;
916 }
917
918 /**
919  * memory_bm_next_pfn - Find the next set bit in a memory bitmap.
920  * @bm: Memory bitmap.
921  *
922  * Starting from the last returned position this function searches for the next
923  * set bit in @bm and returns the PFN represented by it.  If no more bits are
924  * set, BM_END_OF_MAP is returned.
925  *
926  * It is required to run memory_bm_position_reset() before the first call to
927  * this function for the given memory bitmap.
928  */
929 static unsigned long memory_bm_next_pfn(struct memory_bitmap *bm)
930 {
931         unsigned long bits, pfn, pages;
932         int bit;
933
934         do {
935                 pages     = bm->cur.zone->end_pfn - bm->cur.zone->start_pfn;
936                 bits      = min(pages - bm->cur.node_pfn, BM_BITS_PER_BLOCK);
937                 bit       = find_next_bit(bm->cur.node->data, bits,
938                                           bm->cur.node_bit);
939                 if (bit < bits) {
940                         pfn = bm->cur.zone->start_pfn + bm->cur.node_pfn + bit;
941                         bm->cur.node_bit = bit + 1;
942                         bm->cur.cur_pfn = pfn;
943                         return pfn;
944                 }
945         } while (rtree_next_node(bm));
946
947         bm->cur.cur_pfn = BM_END_OF_MAP;
948         return BM_END_OF_MAP;
949 }
950
951 /*
952  * This structure represents a range of page frames the contents of which
953  * should not be saved during hibernation.
954  */
955 struct nosave_region {
956         struct list_head list;
957         unsigned long start_pfn;
958         unsigned long end_pfn;
959 };
960
961 static LIST_HEAD(nosave_regions);
962
963 static void recycle_zone_bm_rtree(struct mem_zone_bm_rtree *zone)
964 {
965         struct rtree_node *node;
966
967         list_for_each_entry(node, &zone->nodes, list)
968                 recycle_safe_page(node->data);
969
970         list_for_each_entry(node, &zone->leaves, list)
971                 recycle_safe_page(node->data);
972 }
973
974 static void memory_bm_recycle(struct memory_bitmap *bm)
975 {
976         struct mem_zone_bm_rtree *zone;
977         struct linked_page *p_list;
978
979         list_for_each_entry(zone, &bm->zones, list)
980                 recycle_zone_bm_rtree(zone);
981
982         p_list = bm->p_list;
983         while (p_list) {
984                 struct linked_page *lp = p_list;
985
986                 p_list = lp->next;
987                 recycle_safe_page(lp);
988         }
989 }
990
991 /**
992  * register_nosave_region - Register a region of unsaveable memory.
993  *
994  * Register a range of page frames the contents of which should not be saved
995  * during hibernation (to be used in the early initialization code).
996  */
997 void __init register_nosave_region(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
998 {
999         struct nosave_region *region;
1000
1001         if (start_pfn >= end_pfn)
1002                 return;
1003
1004         if (!list_empty(&nosave_regions)) {
1005                 /* Try to extend the previous region (they should be sorted) */
1006                 region = list_entry(nosave_regions.prev,
1007                                         struct nosave_region, list);
1008                 if (region->end_pfn == start_pfn) {
1009                         region->end_pfn = end_pfn;
1010                         goto Report;
1011                 }
1012         }
1013         /* This allocation cannot fail */
1014         region = memblock_alloc(sizeof(struct nosave_region),
1015                                 SMP_CACHE_BYTES);
1016         if (!region)
1017                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n", __func__,
1018                       sizeof(struct nosave_region));
1019         region->start_pfn = start_pfn;
1020         region->end_pfn = end_pfn;
1021         list_add_tail(&region->list, &nosave_regions);
1022  Report:
1023         pr_info("Registered nosave memory: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
1024                 (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1025                 ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1026 }
1027
1028 /*
1029  * Set bits in this map correspond to the page frames the contents of which
1030  * should not be saved during the suspend.
1031  */
1032 static struct memory_bitmap *forbidden_pages_map;
1033
1034 /* Set bits in this map correspond to free page frames. */
1035 static struct memory_bitmap *free_pages_map;
1036
1037 /*
1038  * Each page frame allocated for creating the image is marked by setting the
1039  * corresponding bits in forbidden_pages_map and free_pages_map simultaneously
1040  */
1041
1042 void swsusp_set_page_free(struct page *page)
1043 {
1044         if (free_pages_map)
1045                 memory_bm_set_bit(free_pages_map, page_to_pfn(page));
1046 }
1047
1048 static int swsusp_page_is_free(struct page *page)
1049 {
1050         return free_pages_map ?
1051                 memory_bm_test_bit(free_pages_map, page_to_pfn(page)) : 0;
1052 }
1053
1054 void swsusp_unset_page_free(struct page *page)
1055 {
1056         if (free_pages_map)
1057                 memory_bm_clear_bit(free_pages_map, page_to_pfn(page));
1058 }
1059
1060 static void swsusp_set_page_forbidden(struct page *page)
1061 {
1062         if (forbidden_pages_map)
1063                 memory_bm_set_bit(forbidden_pages_map, page_to_pfn(page));
1064 }
1065
1066 int swsusp_page_is_forbidden(struct page *page)
1067 {
1068         return forbidden_pages_map ?
1069                 memory_bm_test_bit(forbidden_pages_map, page_to_pfn(page)) : 0;
1070 }
1071
1072 static void swsusp_unset_page_forbidden(struct page *page)
1073 {
1074         if (forbidden_pages_map)
1075                 memory_bm_clear_bit(forbidden_pages_map, page_to_pfn(page));
1076 }
1077
1078 /**
1079  * mark_nosave_pages - Mark pages that should not be saved.
1080  * @bm: Memory bitmap.
1081  *
1082  * Set the bits in @bm that correspond to the page frames the contents of which
1083  * should not be saved.
1084  */
1085 static void mark_nosave_pages(struct memory_bitmap *bm)
1086 {
1087         struct nosave_region *region;
1088
1089         if (list_empty(&nosave_regions))
1090                 return;
1091
1092         list_for_each_entry(region, &nosave_regions, list) {
1093                 unsigned long pfn;
1094
1095                 pr_debug("Marking nosave pages: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
1096                          (unsigned long long) region->start_pfn << PAGE_SHIFT,
1097                          ((unsigned long long) region->end_pfn << PAGE_SHIFT)
1098                                 - 1);
1099
1100                 for (pfn = region->start_pfn; pfn < region->end_pfn; pfn++)
1101                         if (pfn_valid(pfn)) {
1102                                 /*
1103                                  * It is safe to ignore the result of
1104                                  * mem_bm_set_bit_check() here, since we won't
1105                                  * touch the PFNs for which the error is
1106                                  * returned anyway.
1107                                  */
1108                                 mem_bm_set_bit_check(bm, pfn);
1109                         }
1110         }
1111 }
1112
1113 /**
1114  * create_basic_memory_bitmaps - Create bitmaps to hold basic page information.
1115  *
1116  * Create bitmaps needed for marking page frames that should not be saved and
1117  * free page frames.  The forbidden_pages_map and free_pages_map pointers are
1118  * only modified if everything goes well, because we don't want the bits to be
1119  * touched before both bitmaps are set up.
1120  */
1121 int create_basic_memory_bitmaps(void)
1122 {
1123         struct memory_bitmap *bm1, *bm2;
1124         int error;
1125
1126         if (forbidden_pages_map && free_pages_map)
1127                 return 0;
1128         else
1129                 BUG_ON(forbidden_pages_map || free_pages_map);
1130
1131         bm1 = kzalloc(sizeof(struct memory_bitmap), GFP_KERNEL);
1132         if (!bm1)
1133                 return -ENOMEM;
1134
1135         error = memory_bm_create(bm1, GFP_KERNEL, PG_ANY);
1136         if (error)
1137                 goto Free_first_object;
1138
1139         bm2 = kzalloc(sizeof(struct memory_bitmap), GFP_KERNEL);
1140         if (!bm2)
1141                 goto Free_first_bitmap;
1142
1143         error = memory_bm_create(bm2, GFP_KERNEL, PG_ANY);
1144         if (error)
1145                 goto Free_second_object;
1146
1147         forbidden_pages_map = bm1;
1148         free_pages_map = bm2;
1149         mark_nosave_pages(forbidden_pages_map);
1150
1151         pr_debug("Basic memory bitmaps created\n");
1152
1153         return 0;
1154
1155  Free_second_object:
1156         kfree(bm2);
1157  Free_first_bitmap:
1158         memory_bm_free(bm1, PG_UNSAFE_CLEAR);
1159  Free_first_object:
1160         kfree(bm1);
1161         return -ENOMEM;
1162 }
1163
1164 /**
1165  * free_basic_memory_bitmaps - Free memory bitmaps holding basic information.
1166  *
1167  * Free memory bitmaps allocated by create_basic_memory_bitmaps().  The
1168  * auxiliary pointers are necessary so that the bitmaps themselves are not
1169  * referred to while they are being freed.
1170  */
1171 void free_basic_memory_bitmaps(void)
1172 {
1173         struct memory_bitmap *bm1, *bm2;
1174
1175         if (WARN_ON(!(forbidden_pages_map && free_pages_map)))
1176                 return;
1177
1178         bm1 = forbidden_pages_map;
1179         bm2 = free_pages_map;
1180         forbidden_pages_map = NULL;
1181         free_pages_map = NULL;
1182         memory_bm_free(bm1, PG_UNSAFE_CLEAR);
1183         kfree(bm1);
1184         memory_bm_free(bm2, PG_UNSAFE_CLEAR);
1185         kfree(bm2);
1186
1187         pr_debug("Basic memory bitmaps freed\n");
1188 }
1189
1190 static void clear_or_poison_free_page(struct page *page)
1191 {
1192         if (page_poisoning_enabled_static())
1193                 __kernel_poison_pages(page, 1);
1194         else if (want_init_on_free())
1195                 clear_highpage(page);
1196 }
1197
1198 void clear_or_poison_free_pages(void)
1199 {
1200         struct memory_bitmap *bm = free_pages_map;
1201         unsigned long pfn;
1202
1203         if (WARN_ON(!(free_pages_map)))
1204                 return;
1205
1206         if (page_poisoning_enabled() || want_init_on_free()) {
1207                 memory_bm_position_reset(bm);
1208                 pfn = memory_bm_next_pfn(bm);
1209                 while (pfn != BM_END_OF_MAP) {
1210                         if (pfn_valid(pfn))
1211                                 clear_or_poison_free_page(pfn_to_page(pfn));
1212
1213                         pfn = memory_bm_next_pfn(bm);
1214                 }
1215                 memory_bm_position_reset(bm);
1216                 pr_info("free pages cleared after restore\n");
1217         }
1218 }
1219
1220 /**
1221  * snapshot_additional_pages - Estimate the number of extra pages needed.
1222  * @zone: Memory zone to carry out the computation for.
1223  *
1224  * Estimate the number of additional pages needed for setting up a hibernation
1225  * image data structures for @zone (usually, the returned value is greater than
1226  * the exact number).
1227  */
1228 unsigned int snapshot_additional_pages(struct zone *zone)
1229 {
1230         unsigned int rtree, nodes;
1231
1232         rtree = nodes = DIV_ROUND_UP(zone->spanned_pages, BM_BITS_PER_BLOCK);
1233         rtree += DIV_ROUND_UP(rtree * sizeof(struct rtree_node),
1234                               LINKED_PAGE_DATA_SIZE);
1235         while (nodes > 1) {
1236                 nodes = DIV_ROUND_UP(nodes, BM_ENTRIES_PER_LEVEL);
1237                 rtree += nodes;
1238         }
1239
1240         return 2 * rtree;
1241 }
1242
1243 /*
1244  * Touch the watchdog for every WD_PAGE_COUNT pages.
1245  */
1246 #define WD_PAGE_COUNT   (128*1024)
1247
1248 static void mark_free_pages(struct zone *zone)
1249 {
1250         unsigned long pfn, max_zone_pfn, page_count = WD_PAGE_COUNT;
1251         unsigned long flags;
1252         unsigned int order, t;
1253         struct page *page;
1254
1255         if (zone_is_empty(zone))
1256                 return;
1257
1258         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1259
1260         max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
1261         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1262                 if (pfn_valid(pfn)) {
1263                         page = pfn_to_page(pfn);
1264
1265                         if (!--page_count) {
1266                                 touch_nmi_watchdog();
1267                                 page_count = WD_PAGE_COUNT;
1268                         }
1269
1270                         if (page_zone(page) != zone)
1271                                 continue;
1272
1273                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1274                                 swsusp_unset_page_free(page);
1275                 }
1276
1277         for_each_migratetype_order(order, t) {
1278                 list_for_each_entry(page,
1279                                 &zone->free_area[order].free_list[t], buddy_list) {
1280                         unsigned long i;
1281
1282                         pfn = page_to_pfn(page);
1283                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++) {
1284                                 if (!--page_count) {
1285                                         touch_nmi_watchdog();
1286                                         page_count = WD_PAGE_COUNT;
1287                                 }
1288                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1289                         }
1290                 }
1291         }
1292         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1293 }
1294
1295 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1296 /**
1297  * count_free_highmem_pages - Compute the total number of free highmem pages.
1298  *
1299  * The returned number is system-wide.
1300  */
1301 static unsigned int count_free_highmem_pages(void)
1302 {
1303         struct zone *zone;
1304         unsigned int cnt = 0;
1305
1306         for_each_populated_zone(zone)
1307                 if (is_highmem(zone))
1308                         cnt += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
1309
1310         return cnt;
1311 }
1312
1313 /**
1314  * saveable_highmem_page - Check if a highmem page is saveable.
1315  *
1316  * Determine whether a highmem page should be included in a hibernation image.
1317  *
1318  * We should save the page if it isn't Nosave or NosaveFree, or Reserved,
1319  * and it isn't part of a free chunk of pages.
1320  */
1321 static struct page *saveable_highmem_page(struct zone *zone, unsigned long pfn)
1322 {
1323         struct page *page;
1324
1325         if (!pfn_valid(pfn))
1326                 return NULL;
1327
1328         page = pfn_to_online_page(pfn);
1329         if (!page || page_zone(page) != zone)
1330                 return NULL;
1331
1332         BUG_ON(!PageHighMem(page));
1333
1334         if (swsusp_page_is_forbidden(page) ||  swsusp_page_is_free(page))
1335                 return NULL;
1336
1337         if (PageReserved(page) || PageOffline(page))
1338                 return NULL;
1339
1340         if (page_is_guard(page))
1341                 return NULL;
1342
1343         return page;
1344 }
1345
1346 /**
1347  * count_highmem_pages - Compute the total number of saveable highmem pages.
1348  */
1349 static unsigned int count_highmem_pages(void)
1350 {
1351         struct zone *zone;
1352         unsigned int n = 0;
1353
1354         for_each_populated_zone(zone) {
1355                 unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1356
1357                 if (!is_highmem(zone))
1358                         continue;
1359
1360                 mark_free_pages(zone);
1361                 max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
1362                 for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1363                         if (saveable_highmem_page(zone, pfn))
1364                                 n++;
1365         }
1366         return n;
1367 }
1368 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
1369
1370 /**
1371  * saveable_page - Check if the given page is saveable.
1372  *
1373  * Determine whether a non-highmem page should be included in a hibernation
1374  * image.
1375  *
1376  * We should save the page if it isn't Nosave, and is not in the range
1377  * of pages statically defined as 'unsaveable', and it isn't part of
1378  * a free chunk of pages.
1379  */
1380 static struct page *saveable_page(struct zone *zone, unsigned long pfn)
1381 {
1382         struct page *page;
1383
1384         if (!pfn_valid(pfn))
1385                 return NULL;
1386
1387         page = pfn_to_online_page(pfn);
1388         if (!page || page_zone(page) != zone)
1389                 return NULL;
1390
1391         BUG_ON(PageHighMem(page));
1392
1393         if (swsusp_page_is_forbidden(page) || swsusp_page_is_free(page))
1394                 return NULL;
1395
1396         if (PageOffline(page))
1397                 return NULL;
1398
1399         if (PageReserved(page)
1400             && (!kernel_page_present(page) || pfn_is_nosave(pfn)))
1401                 return NULL;
1402
1403         if (page_is_guard(page))
1404                 return NULL;
1405
1406         return page;
1407 }
1408
1409 /**
1410  * count_data_pages - Compute the total number of saveable non-highmem pages.
1411  */
1412 static unsigned int count_data_pages(void)
1413 {
1414         struct zone *zone;
1415         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1416         unsigned int n = 0;
1417
1418         for_each_populated_zone(zone) {
1419                 if (is_highmem(zone))
1420                         continue;
1421
1422                 mark_free_pages(zone);
1423                 max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
1424                 for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1425                         if (saveable_page(zone, pfn))
1426                                 n++;
1427         }
1428         return n;
1429 }
1430
1431 /*
1432  * This is needed, because copy_page and memcpy are not usable for copying
1433  * task structs. Returns true if the page was filled with only zeros,
1434  * otherwise false.
1435  */
1436 static inline bool do_copy_page(long *dst, long *src)
1437 {
1438         long z = 0;
1439         int n;
1440
1441         for (n = PAGE_SIZE / sizeof(long); n; n--) {
1442                 z |= *src;
1443                 *dst++ = *src++;
1444         }
1445         return !z;
1446 }
1447
1448 /**
1449  * safe_copy_page - Copy a page in a safe way.
1450  *
1451  * Check if the page we are going to copy is marked as present in the kernel
1452  * page tables. This always is the case if CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC or
1453  * CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP is not set. In that case kernel_page_present()
1454  * always returns 'true'. Returns true if the page was entirely composed of
1455  * zeros, otherwise it will return false.
1456  */
1457 static bool safe_copy_page(void *dst, struct page *s_page)
1458 {
1459         bool zeros_only;
1460
1461         if (kernel_page_present(s_page)) {
1462                 zeros_only = do_copy_page(dst, page_address(s_page));
1463         } else {
1464                 hibernate_map_page(s_page);
1465                 zeros_only = do_copy_page(dst, page_address(s_page));
1466                 hibernate_unmap_page(s_page);
1467         }
1468         return zeros_only;
1469 }
1470
1471 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1472 static inline struct page *page_is_saveable(struct zone *zone, unsigned long pfn)
1473 {
1474         return is_highmem(zone) ?
1475                 saveable_highmem_page(zone, pfn) : saveable_page(zone, pfn);
1476 }
1477
1478 static bool copy_data_page(unsigned long dst_pfn, unsigned long src_pfn)
1479 {
1480         struct page *s_page, *d_page;
1481         void *src, *dst;
1482         bool zeros_only;
1483
1484         s_page = pfn_to_page(src_pfn);
1485         d_page = pfn_to_page(dst_pfn);
1486         if (PageHighMem(s_page)) {
1487                 src = kmap_local_page(s_page);
1488                 dst = kmap_local_page(d_page);
1489                 zeros_only = do_copy_page(dst, src);
1490                 kunmap_local(dst);
1491                 kunmap_local(src);
1492         } else {
1493                 if (PageHighMem(d_page)) {
1494                         /*
1495                          * The page pointed to by src may contain some kernel
1496                          * data modified by kmap_atomic()
1497                          */
1498                         zeros_only = safe_copy_page(buffer, s_page);
1499                         dst = kmap_local_page(d_page);
1500                         copy_page(dst, buffer);
1501                         kunmap_local(dst);
1502                 } else {
1503                         zeros_only = safe_copy_page(page_address(d_page), s_page);
1504                 }
1505         }
1506         return zeros_only;
1507 }
1508 #else
1509 #define page_is_saveable(zone, pfn)     saveable_page(zone, pfn)
1510
1511 static inline int copy_data_page(unsigned long dst_pfn, unsigned long src_pfn)
1512 {
1513         return safe_copy_page(page_address(pfn_to_page(dst_pfn)),
1514                                 pfn_to_page(src_pfn));
1515 }
1516 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
1517
1518 /*
1519  * Copy data pages will copy all pages into pages pulled from the copy_bm.
1520  * If a page was entirely filled with zeros it will be marked in the zero_bm.
1521  *
1522  * Returns the number of pages copied.
1523  */
1524 static unsigned long copy_data_pages(struct memory_bitmap *copy_bm,
1525                             struct memory_bitmap *orig_bm,
1526                             struct memory_bitmap *zero_bm)
1527 {
1528         unsigned long copied_pages = 0;
1529         struct zone *zone;
1530         unsigned long pfn, copy_pfn;
1531
1532         for_each_populated_zone(zone) {
1533                 unsigned long max_zone_pfn;
1534
1535                 mark_free_pages(zone);
1536                 max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
1537                 for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1538                         if (page_is_saveable(zone, pfn))
1539                                 memory_bm_set_bit(orig_bm, pfn);
1540         }
1541         memory_bm_position_reset(orig_bm);
1542         memory_bm_position_reset(copy_bm);
1543         copy_pfn = memory_bm_next_pfn(copy_bm);
1544         for(;;) {
1545                 pfn = memory_bm_next_pfn(orig_bm);
1546                 if (unlikely(pfn == BM_END_OF_MAP))
1547                         break;
1548                 if (copy_data_page(copy_pfn, pfn)) {
1549                         memory_bm_set_bit(zero_bm, pfn);
1550                         /* Use this copy_pfn for a page that is not full of zeros */
1551                         continue;
1552                 }
1553                 copied_pages++;
1554                 copy_pfn = memory_bm_next_pfn(copy_bm);
1555         }
1556         return copied_pages;
1557 }
1558
1559 /* Total number of image pages */
1560 static unsigned int nr_copy_pages;
1561 /* Number of pages needed for saving the original pfns of the image pages */
1562 static unsigned int nr_meta_pages;
1563 /* Number of zero pages */
1564 static unsigned int nr_zero_pages;
1565
1566 /*
1567  * Numbers of normal and highmem page frames allocated for hibernation image
1568  * before suspending devices.
1569  */
1570 static unsigned int alloc_normal, alloc_highmem;
1571 /*
1572  * Memory bitmap used for marking saveable pages (during hibernation) or
1573  * hibernation image pages (during restore)
1574  */
1575 static struct memory_bitmap orig_bm;
1576 /*
1577  * Memory bitmap used during hibernation for marking allocated page frames that
1578  * will contain copies of saveable pages.  During restore it is initially used
1579  * for marking hibernation image pages, but then the set bits from it are
1580  * duplicated in @orig_bm and it is released.  On highmem systems it is next
1581  * used for marking "safe" highmem pages, but it has to be reinitialized for
1582  * this purpose.
1583  */
1584 static struct memory_bitmap copy_bm;
1585
1586 /* Memory bitmap which tracks which saveable pages were zero filled. */
1587 static struct memory_bitmap zero_bm;
1588
1589 /**
1590  * swsusp_free - Free pages allocated for hibernation image.
1591  *
1592  * Image pages are allocated before snapshot creation, so they need to be
1593  * released after resume.
1594  */
1595 void swsusp_free(void)
1596 {
1597         unsigned long fb_pfn, fr_pfn;
1598
1599         if (!forbidden_pages_map || !free_pages_map)
1600                 goto out;
1601
1602         memory_bm_position_reset(forbidden_pages_map);
1603         memory_bm_position_reset(free_pages_map);
1604
1605 loop:
1606         fr_pfn = memory_bm_next_pfn(free_pages_map);
1607         fb_pfn = memory_bm_next_pfn(forbidden_pages_map);
1608
1609         /*
1610          * Find the next bit set in both bitmaps. This is guaranteed to
1611          * terminate when fb_pfn == fr_pfn == BM_END_OF_MAP.
1612          */
1613         do {
1614                 if (fb_pfn < fr_pfn)
1615                         fb_pfn = memory_bm_next_pfn(forbidden_pages_map);
1616                 if (fr_pfn < fb_pfn)
1617                         fr_pfn = memory_bm_next_pfn(free_pages_map);
1618         } while (fb_pfn != fr_pfn);
1619
1620         if (fr_pfn != BM_END_OF_MAP && pfn_valid(fr_pfn)) {
1621                 struct page *page = pfn_to_page(fr_pfn);
1622
1623                 memory_bm_clear_current(forbidden_pages_map);
1624                 memory_bm_clear_current(free_pages_map);
1625                 hibernate_restore_unprotect_page(page_address(page));
1626                 __free_page(page);
1627                 goto loop;
1628         }
1629
1630 out:
1631         nr_copy_pages = 0;
1632         nr_meta_pages = 0;
1633         nr_zero_pages = 0;
1634         restore_pblist = NULL;
1635         buffer = NULL;
1636         alloc_normal = 0;
1637         alloc_highmem = 0;
1638         hibernate_restore_protection_end();
1639 }
1640
1641 /* Helper functions used for the shrinking of memory. */
1642
1643 #define GFP_IMAGE       (GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN)
1644
1645 /**
1646  * preallocate_image_pages - Allocate a number of pages for hibernation image.
1647  * @nr_pages: Number of page frames to allocate.
1648  * @mask: GFP flags to use for the allocation.
1649  *
1650  * Return value: Number of page frames actually allocated
1651  */
1652 static unsigned long preallocate_image_pages(unsigned long nr_pages, gfp_t mask)
1653 {
1654         unsigned long nr_alloc = 0;
1655
1656         while (nr_pages > 0) {
1657                 struct page *page;
1658
1659                 page = alloc_image_page(mask);
1660                 if (!page)
1661                         break;
1662                 memory_bm_set_bit(&copy_bm, page_to_pfn(page));
1663                 if (PageHighMem(page))
1664                         alloc_highmem++;
1665                 else
1666                         alloc_normal++;
1667                 nr_pages--;
1668                 nr_alloc++;
1669         }
1670
1671         return nr_alloc;
1672 }
1673
1674 static unsigned long preallocate_image_memory(unsigned long nr_pages,
1675                                               unsigned long avail_normal)
1676 {
1677         unsigned long alloc;
1678
1679         if (avail_normal <= alloc_normal)
1680                 return 0;
1681
1682         alloc = avail_normal - alloc_normal;
1683         if (nr_pages < alloc)
1684                 alloc = nr_pages;
1685
1686         return preallocate_image_pages(alloc, GFP_IMAGE);
1687 }
1688
1689 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1690 static unsigned long preallocate_image_highmem(unsigned long nr_pages)
1691 {
1692         return preallocate_image_pages(nr_pages, GFP_IMAGE | __GFP_HIGHMEM);
1693 }
1694
1695 /**
1696  *  __fraction - Compute (an approximation of) x * (multiplier / base).
1697  */
1698 static unsigned long __fraction(u64 x, u64 multiplier, u64 base)
1699 {
1700         return div64_u64(x * multiplier, base);
1701 }
1702
1703 static unsigned long preallocate_highmem_fraction(unsigned long nr_pages,
1704                                                   unsigned long highmem,
1705                                                   unsigned long total)
1706 {
1707         unsigned long alloc = __fraction(nr_pages, highmem, total);
1708
1709         return preallocate_image_pages(alloc, GFP_IMAGE | __GFP_HIGHMEM);
1710 }
1711 #else /* CONFIG_HIGHMEM */
1712 static inline unsigned long preallocate_image_highmem(unsigned long nr_pages)
1713 {
1714         return 0;
1715 }
1716
1717 static inline unsigned long preallocate_highmem_fraction(unsigned long nr_pages,
1718                                                          unsigned long highmem,
1719                                                          unsigned long total)
1720 {
1721         return 0;
1722 }
1723 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
1724
1725 /**
1726  * free_unnecessary_pages - Release preallocated pages not needed for the image.
1727  */
1728 static unsigned long free_unnecessary_pages(void)
1729 {
1730         unsigned long save, to_free_normal, to_free_highmem, free;
1731
1732         save = count_data_pages();
1733         if (alloc_normal >= save) {
1734                 to_free_normal = alloc_normal - save;
1735                 save = 0;
1736         } else {
1737                 to_free_normal = 0;
1738                 save -= alloc_normal;
1739         }
1740         save += count_highmem_pages();
1741         if (alloc_highmem >= save) {
1742                 to_free_highmem = alloc_highmem - save;
1743         } else {
1744                 to_free_highmem = 0;
1745                 save -= alloc_highmem;
1746                 if (to_free_normal > save)
1747                         to_free_normal -= save;
1748                 else
1749                         to_free_normal = 0;
1750         }
1751         free = to_free_normal + to_free_highmem;
1752
1753         memory_bm_position_reset(&copy_bm);
1754
1755         while (to_free_normal > 0 || to_free_highmem > 0) {
1756                 unsigned long pfn = memory_bm_next_pfn(&copy_bm);
1757                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1758
1759                 if (PageHighMem(page)) {
1760                         if (!to_free_highmem)
1761                                 continue;
1762                         to_free_highmem--;
1763                         alloc_highmem--;
1764                 } else {
1765                         if (!to_free_normal)
1766                                 continue;
1767                         to_free_normal--;
1768                         alloc_normal--;
1769                 }
1770                 memory_bm_clear_bit(&copy_bm, pfn);
1771                 swsusp_unset_page_forbidden(page);
1772                 swsusp_unset_page_free(page);
1773                 __free_page(page);
1774         }
1775
1776         return free;
1777 }
1778
1779 /**
1780  * minimum_image_size - Estimate the minimum acceptable size of an image.
1781  * @saveable: Number of saveable pages in the system.
1782  *
1783  * We want to avoid attempting to free too much memory too hard, so estimate the
1784  * minimum acceptable size of a hibernation image to use as the lower limit for
1785  * preallocating memory.
1786  *
1787  * We assume that the minimum image size should be proportional to
1788  *
1789  * [number of saveable pages] - [number of pages that can be freed in theory]
1790  *
1791  * where the second term is the sum of (1) reclaimable slab pages, (2) active
1792  * and (3) inactive anonymous pages, (4) active and (5) inactive file pages.
1793  */
1794 static unsigned long minimum_image_size(unsigned long saveable)
1795 {
1796         unsigned long size;
1797
1798         size = global_node_page_state_pages(NR_SLAB_RECLAIMABLE_B)
1799                 + global_node_page_state(NR_ACTIVE_ANON)
1800                 + global_node_page_state(NR_INACTIVE_ANON)
1801                 + global_node_page_state(NR_ACTIVE_FILE)
1802                 + global_node_page_state(NR_INACTIVE_FILE);
1803
1804         return saveable <= size ? 0 : saveable - size;
1805 }
1806
1807 /**
1808  * hibernate_preallocate_memory - Preallocate memory for hibernation image.
1809  *
1810  * To create a hibernation image it is necessary to make a copy of every page
1811  * frame in use.  We also need a number of page frames to be free during
1812  * hibernation for allocations made while saving the image and for device
1813  * drivers, in case they need to allocate memory from their hibernation
1814  * callbacks (these two numbers are given by PAGES_FOR_IO (which is a rough
1815  * estimate) and reserved_size divided by PAGE_SIZE (which is tunable through
1816  * /sys/power/reserved_size, respectively).  To make this happen, we compute the
1817  * total number of available page frames and allocate at least
1818  *
1819  * ([page frames total] - PAGES_FOR_IO - [metadata pages]) / 2
1820  *  - 2 * DIV_ROUND_UP(reserved_size, PAGE_SIZE)
1821  *
1822  * of them, which corresponds to the maximum size of a hibernation image.
1823  *
1824  * If image_size is set below the number following from the above formula,
1825  * the preallocation of memory is continued until the total number of saveable
1826  * pages in the system is below the requested image size or the minimum
1827  * acceptable image size returned by minimum_image_size(), whichever is greater.
1828  */
1829 int hibernate_preallocate_memory(void)
1830 {
1831         struct zone *zone;
1832         unsigned long saveable, size, max_size, count, highmem, pages = 0;
1833         unsigned long alloc, save_highmem, pages_highmem, avail_normal;
1834         ktime_t start, stop;
1835         int error;
1836
1837         pr_info("Preallocating image memory\n");
1838         start = ktime_get();
1839
1840         error = memory_bm_create(&orig_bm, GFP_IMAGE, PG_ANY);
1841         if (error) {
1842                 pr_err("Cannot allocate original bitmap\n");
1843                 goto err_out;
1844         }
1845
1846         error = memory_bm_create(&copy_bm, GFP_IMAGE, PG_ANY);
1847         if (error) {
1848                 pr_err("Cannot allocate copy bitmap\n");
1849                 goto err_out;
1850         }
1851
1852         error = memory_bm_create(&zero_bm, GFP_IMAGE, PG_ANY);
1853         if (error) {
1854                 pr_err("Cannot allocate zero bitmap\n");
1855                 goto err_out;
1856         }
1857
1858         alloc_normal = 0;
1859         alloc_highmem = 0;
1860         nr_zero_pages = 0;
1861
1862         /* Count the number of saveable data pages. */
1863         save_highmem = count_highmem_pages();
1864         saveable = count_data_pages();
1865
1866         /*
1867          * Compute the total number of page frames we can use (count) and the
1868          * number of pages needed for image metadata (size).
1869          */
1870         count = saveable;
1871         saveable += save_highmem;
1872         highmem = save_highmem;
1873         size = 0;
1874         for_each_populated_zone(zone) {
1875                 size += snapshot_additional_pages(zone);
1876                 if (is_highmem(zone))
1877                         highmem += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
1878                 else
1879                         count += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
1880         }
1881         avail_normal = count;
1882         count += highmem;
1883         count -= totalreserve_pages;
1884
1885         /* Compute the maximum number of saveable pages to leave in memory. */
1886         max_size = (count - (size + PAGES_FOR_IO)) / 2
1887                         - 2 * DIV_ROUND_UP(reserved_size, PAGE_SIZE);
1888         /* Compute the desired number of image pages specified by image_size. */
1889         size = DIV_ROUND_UP(image_size, PAGE_SIZE);
1890         if (size > max_size)
1891                 size = max_size;
1892         /*
1893          * If the desired number of image pages is at least as large as the
1894          * current number of saveable pages in memory, allocate page frames for
1895          * the image and we're done.
1896          */
1897         if (size >= saveable) {
1898                 pages = preallocate_image_highmem(save_highmem);
1899                 pages += preallocate_image_memory(saveable - pages, avail_normal);
1900                 goto out;
1901         }
1902
1903         /* Estimate the minimum size of the image. */
1904         pages = minimum_image_size(saveable);
1905         /*
1906          * To avoid excessive pressure on the normal zone, leave room in it to
1907          * accommodate an image of the minimum size (unless it's already too
1908          * small, in which case don't preallocate pages from it at all).
1909          */
1910         if (avail_normal > pages)
1911                 avail_normal -= pages;
1912         else
1913                 avail_normal = 0;
1914         if (size < pages)
1915                 size = min_t(unsigned long, pages, max_size);
1916
1917         /*
1918          * Let the memory management subsystem know that we're going to need a
1919          * large number of page frames to allocate and make it free some memory.
1920          * NOTE: If this is not done, performance will be hurt badly in some
1921          * test cases.
1922          */
1923         shrink_all_memory(saveable - size);
1924
1925         /*
1926          * The number of saveable pages in memory was too high, so apply some
1927          * pressure to decrease it.  First, make room for the largest possible
1928          * image and fail if that doesn't work.  Next, try to decrease the size
1929          * of the image as much as indicated by 'size' using allocations from
1930          * highmem and non-highmem zones separately.
1931          */
1932         pages_highmem = preallocate_image_highmem(highmem / 2);
1933         alloc = count - max_size;
1934         if (alloc > pages_highmem)
1935                 alloc -= pages_highmem;
1936         else
1937                 alloc = 0;
1938         pages = preallocate_image_memory(alloc, avail_normal);
1939         if (pages < alloc) {
1940                 /* We have exhausted non-highmem pages, try highmem. */
1941                 alloc -= pages;
1942                 pages += pages_highmem;
1943                 pages_highmem = preallocate_image_highmem(alloc);
1944                 if (pages_highmem < alloc) {
1945                         pr_err("Image allocation is %lu pages short\n",
1946                                 alloc - pages_highmem);
1947                         goto err_out;
1948                 }
1949                 pages += pages_highmem;
1950                 /*
1951                  * size is the desired number of saveable pages to leave in
1952                  * memory, so try to preallocate (all memory - size) pages.
1953                  */
1954                 alloc = (count - pages) - size;
1955                 pages += preallocate_image_highmem(alloc);
1956         } else {
1957                 /*
1958                  * There are approximately max_size saveable pages at this point
1959                  * and we want to reduce this number down to size.
1960                  */
1961                 alloc = max_size - size;
1962                 size = preallocate_highmem_fraction(alloc, highmem, count);
1963                 pages_highmem += size;
1964                 alloc -= size;
1965                 size = preallocate_image_memory(alloc, avail_normal);
1966                 pages_highmem += preallocate_image_highmem(alloc - size);
1967                 pages += pages_highmem + size;
1968         }
1969
1970         /*
1971          * We only need as many page frames for the image as there are saveable
1972          * pages in memory, but we have allocated more.  Release the excessive
1973          * ones now.
1974          */
1975         pages -= free_unnecessary_pages();
1976
1977  out:
1978         stop = ktime_get();
1979         pr_info("Allocated %lu pages for snapshot\n", pages);
1980         swsusp_show_speed(start, stop, pages, "Allocated");
1981
1982         return 0;
1983
1984  err_out:
1985         swsusp_free();
1986         return -ENOMEM;
1987 }
1988
1989 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1990 /**
1991  * count_pages_for_highmem - Count non-highmem pages needed for copying highmem.
1992  *
1993  * Compute the number of non-highmem pages that will be necessary for creating
1994  * copies of highmem pages.
1995  */
1996 static unsigned int count_pages_for_highmem(unsigned int nr_highmem)
1997 {
1998         unsigned int free_highmem = count_free_highmem_pages() + alloc_highmem;
1999
2000         if (free_highmem >= nr_highmem)
2001                 nr_highmem = 0;
2002         else
2003                 nr_highmem -= free_highmem;
2004
2005         return nr_highmem;
2006 }
2007 #else
2008 static unsigned int count_pages_for_highmem(unsigned int nr_highmem) { return 0; }
2009 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
2010
2011 /**
2012  * enough_free_mem - Check if there is enough free memory for the image.
2013  */
2014 static int enough_free_mem(unsigned int nr_pages, unsigned int nr_highmem)
2015 {
2016         struct zone *zone;
2017         unsigned int free = alloc_normal;
2018
2019         for_each_populated_zone(zone)
2020                 if (!is_highmem(zone))
2021                         free += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2022
2023         nr_pages += count_pages_for_highmem(nr_highmem);
2024         pr_debug("Normal pages needed: %u + %u, available pages: %u\n",
2025                  nr_pages, PAGES_FOR_IO, free);
2026
2027         return free > nr_pages + PAGES_FOR_IO;
2028 }
2029
2030 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2031 /**
2032  * get_highmem_buffer - Allocate a buffer for highmem pages.
2033  *
2034  * If there are some highmem pages in the hibernation image, we may need a
2035  * buffer to copy them and/or load their data.
2036  */
2037 static inline int get_highmem_buffer(int safe_needed)
2038 {
2039         buffer = get_image_page(GFP_ATOMIC, safe_needed);
2040         return buffer ? 0 : -ENOMEM;
2041 }
2042
2043 /**
2044  * alloc_highmem_pages - Allocate some highmem pages for the image.
2045  *
2046  * Try to allocate as many pages as needed, but if the number of free highmem
2047  * pages is less than that, allocate them all.
2048  */
2049 static inline unsigned int alloc_highmem_pages(struct memory_bitmap *bm,
2050                                                unsigned int nr_highmem)
2051 {
2052         unsigned int to_alloc = count_free_highmem_pages();
2053
2054         if (to_alloc > nr_highmem)
2055                 to_alloc = nr_highmem;
2056
2057         nr_highmem -= to_alloc;
2058         while (to_alloc-- > 0) {
2059                 struct page *page;
2060
2061                 page = alloc_image_page(__GFP_HIGHMEM|__GFP_KSWAPD_RECLAIM);
2062                 memory_bm_set_bit(bm, page_to_pfn(page));
2063         }
2064         return nr_highmem;
2065 }
2066 #else
2067 static inline int get_highmem_buffer(int safe_needed) { return 0; }
2068
2069 static inline unsigned int alloc_highmem_pages(struct memory_bitmap *bm,
2070                                                unsigned int n) { return 0; }
2071 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
2072
2073 /**
2074  * swsusp_alloc - Allocate memory for hibernation image.
2075  *
2076  * We first try to allocate as many highmem pages as there are
2077  * saveable highmem pages in the system.  If that fails, we allocate
2078  * non-highmem pages for the copies of the remaining highmem ones.
2079  *
2080  * In this approach it is likely that the copies of highmem pages will
2081  * also be located in the high memory, because of the way in which
2082  * copy_data_pages() works.
2083  */
2084 static int swsusp_alloc(struct memory_bitmap *copy_bm,
2085                         unsigned int nr_pages, unsigned int nr_highmem)
2086 {
2087         if (nr_highmem > 0) {
2088                 if (get_highmem_buffer(PG_ANY))
2089                         goto err_out;
2090                 if (nr_highmem > alloc_highmem) {
2091                         nr_highmem -= alloc_highmem;
2092                         nr_pages += alloc_highmem_pages(copy_bm, nr_highmem);
2093                 }
2094         }
2095         if (nr_pages > alloc_normal) {
2096                 nr_pages -= alloc_normal;
2097                 while (nr_pages-- > 0) {
2098                         struct page *page;
2099
2100                         page = alloc_image_page(GFP_ATOMIC);
2101                         if (!page)
2102                                 goto err_out;
2103                         memory_bm_set_bit(copy_bm, page_to_pfn(page));
2104                 }
2105         }
2106
2107         return 0;
2108
2109  err_out:
2110         swsusp_free();
2111         return -ENOMEM;
2112 }
2113
2114 asmlinkage __visible int swsusp_save(void)
2115 {
2116         unsigned int nr_pages, nr_highmem;
2117
2118         pr_info("Creating image:\n");
2119
2120         drain_local_pages(NULL);
2121         nr_pages = count_data_pages();
2122         nr_highmem = count_highmem_pages();
2123         pr_info("Need to copy %u pages\n", nr_pages + nr_highmem);
2124
2125         if (!enough_free_mem(nr_pages, nr_highmem)) {
2126                 pr_err("Not enough free memory\n");
2127                 return -ENOMEM;
2128         }
2129
2130         if (swsusp_alloc(&copy_bm, nr_pages, nr_highmem)) {
2131                 pr_err("Memory allocation failed\n");
2132                 return -ENOMEM;
2133         }
2134
2135         /*
2136          * During allocating of suspend pagedir, new cold pages may appear.
2137          * Kill them.
2138          */
2139         drain_local_pages(NULL);
2140         nr_copy_pages = copy_data_pages(&copy_bm, &orig_bm, &zero_bm);
2141
2142         /*
2143          * End of critical section. From now on, we can write to memory,
2144          * but we should not touch disk. This specially means we must _not_
2145          * touch swap space! Except we must write out our image of course.
2146          */
2147         nr_pages += nr_highmem;
2148         /* We don't actually copy the zero pages */
2149         nr_zero_pages = nr_pages - nr_copy_pages;
2150         nr_meta_pages = DIV_ROUND_UP(nr_pages * sizeof(long), PAGE_SIZE);
2151
2152         pr_info("Image created (%d pages copied, %d zero pages)\n", nr_copy_pages, nr_zero_pages);
2153
2154         return 0;
2155 }
2156
2157 #ifndef CONFIG_ARCH_HIBERNATION_HEADER
2158 static int init_header_complete(struct swsusp_info *info)
2159 {
2160         memcpy(&info->uts, init_utsname(), sizeof(struct new_utsname));
2161         info->version_code = LINUX_VERSION_CODE;
2162         return 0;
2163 }
2164
2165 static const char *check_image_kernel(struct swsusp_info *info)
2166 {
2167         if (info->version_code != LINUX_VERSION_CODE)
2168                 return "kernel version";
2169         if (strcmp(info->uts.sysname,init_utsname()->sysname))
2170                 return "system type";
2171         if (strcmp(info->uts.release,init_utsname()->release))
2172                 return "kernel release";
2173         if (strcmp(info->uts.version,init_utsname()->version))
2174                 return "version";
2175         if (strcmp(info->uts.machine,init_utsname()->machine))
2176                 return "machine";
2177         return NULL;
2178 }
2179 #endif /* CONFIG_ARCH_HIBERNATION_HEADER */
2180
2181 unsigned long snapshot_get_image_size(void)
2182 {
2183         return nr_copy_pages + nr_meta_pages + 1;
2184 }
2185
2186 static int init_header(struct swsusp_info *info)
2187 {
2188         memset(info, 0, sizeof(struct swsusp_info));
2189         info->num_physpages = get_num_physpages();
2190         info->image_pages = nr_copy_pages;
2191         info->pages = snapshot_get_image_size();
2192         info->size = info->pages;
2193         info->size <<= PAGE_SHIFT;
2194         return init_header_complete(info);
2195 }
2196
2197 #define ENCODED_PFN_ZERO_FLAG ((unsigned long)1 << (BITS_PER_LONG - 1))
2198 #define ENCODED_PFN_MASK (~ENCODED_PFN_ZERO_FLAG)
2199
2200 /**
2201  * pack_pfns - Prepare PFNs for saving.
2202  * @bm: Memory bitmap.
2203  * @buf: Memory buffer to store the PFNs in.
2204  * @zero_bm: Memory bitmap containing PFNs of zero pages.
2205  *
2206  * PFNs corresponding to set bits in @bm are stored in the area of memory
2207  * pointed to by @buf (1 page at a time). Pages which were filled with only
2208  * zeros will have the highest bit set in the packed format to distinguish
2209  * them from PFNs which will be contained in the image file.
2210  */
2211 static inline void pack_pfns(unsigned long *buf, struct memory_bitmap *bm,
2212                 struct memory_bitmap *zero_bm)
2213 {
2214         int j;
2215
2216         for (j = 0; j < PAGE_SIZE / sizeof(long); j++) {
2217                 buf[j] = memory_bm_next_pfn(bm);
2218                 if (unlikely(buf[j] == BM_END_OF_MAP))
2219                         break;
2220                 if (memory_bm_test_bit(zero_bm, buf[j]))
2221                         buf[j] |= ENCODED_PFN_ZERO_FLAG;
2222         }
2223 }
2224
2225 /**
2226  * snapshot_read_next - Get the address to read the next image page from.
2227  * @handle: Snapshot handle to be used for the reading.
2228  *
2229  * On the first call, @handle should point to a zeroed snapshot_handle
2230  * structure.  The structure gets populated then and a pointer to it should be
2231  * passed to this function every next time.
2232  *
2233  * On success, the function returns a positive number.  Then, the caller
2234  * is allowed to read up to the returned number of bytes from the memory
2235  * location computed by the data_of() macro.
2236  *
2237  * The function returns 0 to indicate the end of the data stream condition,
2238  * and negative numbers are returned on errors.  If that happens, the structure
2239  * pointed to by @handle is not updated and should not be used any more.
2240  */
2241 int snapshot_read_next(struct snapshot_handle *handle)
2242 {
2243         if (handle->cur > nr_meta_pages + nr_copy_pages)
2244                 return 0;
2245
2246         if (!buffer) {
2247                 /* This makes the buffer be freed by swsusp_free() */
2248                 buffer = get_image_page(GFP_ATOMIC, PG_ANY);
2249                 if (!buffer)
2250                         return -ENOMEM;
2251         }
2252         if (!handle->cur) {
2253                 int error;
2254
2255                 error = init_header((struct swsusp_info *)buffer);
2256                 if (error)
2257                         return error;
2258                 handle->buffer = buffer;
2259                 memory_bm_position_reset(&orig_bm);
2260                 memory_bm_position_reset(&copy_bm);
2261         } else if (handle->cur <= nr_meta_pages) {
2262                 clear_page(buffer);
2263                 pack_pfns(buffer, &orig_bm, &zero_bm);
2264         } else {
2265                 struct page *page;
2266
2267                 page = pfn_to_page(memory_bm_next_pfn(&copy_bm));
2268                 if (PageHighMem(page)) {
2269                         /*
2270                          * Highmem pages are copied to the buffer,
2271                          * because we can't return with a kmapped
2272                          * highmem page (we may not be called again).
2273                          */
2274                         void *kaddr;
2275
2276                         kaddr = kmap_atomic(page);
2277                         copy_page(buffer, kaddr);
2278                         kunmap_atomic(kaddr);
2279                         handle->buffer = buffer;
2280                 } else {
2281                         handle->buffer = page_address(page);
2282                 }
2283         }
2284         handle->cur++;
2285         return PAGE_SIZE;
2286 }
2287
2288 static void duplicate_memory_bitmap(struct memory_bitmap *dst,
2289                                     struct memory_bitmap *src)
2290 {
2291         unsigned long pfn;
2292
2293         memory_bm_position_reset(src);
2294         pfn = memory_bm_next_pfn(src);
2295         while (pfn != BM_END_OF_MAP) {
2296                 memory_bm_set_bit(dst, pfn);
2297                 pfn = memory_bm_next_pfn(src);
2298         }
2299 }
2300
2301 /**
2302  * mark_unsafe_pages - Mark pages that were used before hibernation.
2303  *
2304  * Mark the pages that cannot be used for storing the image during restoration,
2305  * because they conflict with the pages that had been used before hibernation.
2306  */
2307 static void mark_unsafe_pages(struct memory_bitmap *bm)
2308 {
2309         unsigned long pfn;
2310
2311         /* Clear the "free"/"unsafe" bit for all PFNs */
2312         memory_bm_position_reset(free_pages_map);
2313         pfn = memory_bm_next_pfn(free_pages_map);
2314         while (pfn != BM_END_OF_MAP) {
2315                 memory_bm_clear_current(free_pages_map);
2316                 pfn = memory_bm_next_pfn(free_pages_map);
2317         }
2318
2319         /* Mark pages that correspond to the "original" PFNs as "unsafe" */
2320         duplicate_memory_bitmap(free_pages_map, bm);
2321
2322         allocated_unsafe_pages = 0;
2323 }
2324
2325 static int check_header(struct swsusp_info *info)
2326 {
2327         const char *reason;
2328
2329         reason = check_image_kernel(info);
2330         if (!reason && info->num_physpages != get_num_physpages())
2331                 reason = "memory size";
2332         if (reason) {
2333                 pr_err("Image mismatch: %s\n", reason);
2334                 return -EPERM;
2335         }
2336         return 0;
2337 }
2338
2339 /**
2340  * load_header - Check the image header and copy the data from it.
2341  */
2342 static int load_header(struct swsusp_info *info)
2343 {
2344         int error;
2345
2346         restore_pblist = NULL;
2347         error = check_header(info);
2348         if (!error) {
2349                 nr_copy_pages = info->image_pages;
2350                 nr_meta_pages = info->pages - info->image_pages - 1;
2351         }
2352         return error;
2353 }
2354
2355 /**
2356  * unpack_orig_pfns - Set bits corresponding to given PFNs in a memory bitmap.
2357  * @bm: Memory bitmap.
2358  * @buf: Area of memory containing the PFNs.
2359  * @zero_bm: Memory bitmap with the zero PFNs marked.
2360  *
2361  * For each element of the array pointed to by @buf (1 page at a time), set the
2362  * corresponding bit in @bm. If the page was originally populated with only
2363  * zeros then a corresponding bit will also be set in @zero_bm.
2364  */
2365 static int unpack_orig_pfns(unsigned long *buf, struct memory_bitmap *bm,
2366                 struct memory_bitmap *zero_bm)
2367 {
2368         unsigned long decoded_pfn;
2369         bool zero;
2370         int j;
2371
2372         for (j = 0; j < PAGE_SIZE / sizeof(long); j++) {
2373                 if (unlikely(buf[j] == BM_END_OF_MAP))
2374                         break;
2375
2376                 zero = !!(buf[j] & ENCODED_PFN_ZERO_FLAG);
2377                 decoded_pfn = buf[j] & ENCODED_PFN_MASK;
2378                 if (pfn_valid(decoded_pfn) && memory_bm_pfn_present(bm, decoded_pfn)) {
2379                         memory_bm_set_bit(bm, decoded_pfn);
2380                         if (zero) {
2381                                 memory_bm_set_bit(zero_bm, decoded_pfn);
2382                                 nr_zero_pages++;
2383                         }
2384                 } else {
2385                         if (!pfn_valid(decoded_pfn))
2386                                 pr_err(FW_BUG "Memory map mismatch at 0x%llx after hibernation\n",
2387                                        (unsigned long long)PFN_PHYS(decoded_pfn));
2388                         return -EFAULT;
2389                 }
2390         }
2391
2392         return 0;
2393 }
2394
2395 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2396 /*
2397  * struct highmem_pbe is used for creating the list of highmem pages that
2398  * should be restored atomically during the resume from disk, because the page
2399  * frames they have occupied before the suspend are in use.
2400  */
2401 struct highmem_pbe {
2402         struct page *copy_page; /* data is here now */
2403         struct page *orig_page; /* data was here before the suspend */
2404         struct highmem_pbe *next;
2405 };
2406
2407 /*
2408  * List of highmem PBEs needed for restoring the highmem pages that were
2409  * allocated before the suspend and included in the suspend image, but have
2410  * also been allocated by the "resume" kernel, so their contents cannot be
2411  * written directly to their "original" page frames.
2412  */
2413 static struct highmem_pbe *highmem_pblist;
2414
2415 /**
2416  * count_highmem_image_pages - Compute the number of highmem pages in the image.
2417  * @bm: Memory bitmap.
2418  *
2419  * The bits in @bm that correspond to image pages are assumed to be set.
2420  */
2421 static unsigned int count_highmem_image_pages(struct memory_bitmap *bm)
2422 {
2423         unsigned long pfn;
2424         unsigned int cnt = 0;
2425
2426         memory_bm_position_reset(bm);
2427         pfn = memory_bm_next_pfn(bm);
2428         while (pfn != BM_END_OF_MAP) {
2429                 if (PageHighMem(pfn_to_page(pfn)))
2430                         cnt++;
2431
2432                 pfn = memory_bm_next_pfn(bm);
2433         }
2434         return cnt;
2435 }
2436
2437 static unsigned int safe_highmem_pages;
2438
2439 static struct memory_bitmap *safe_highmem_bm;
2440
2441 /**
2442  * prepare_highmem_image - Allocate memory for loading highmem data from image.
2443  * @bm: Pointer to an uninitialized memory bitmap structure.
2444  * @nr_highmem_p: Pointer to the number of highmem image pages.
2445  *
2446  * Try to allocate as many highmem pages as there are highmem image pages
2447  * (@nr_highmem_p points to the variable containing the number of highmem image
2448  * pages).  The pages that are "safe" (ie. will not be overwritten when the
2449  * hibernation image is restored entirely) have the corresponding bits set in
2450  * @bm (it must be uninitialized).
2451  *
2452  * NOTE: This function should not be called if there are no highmem image pages.
2453  */
2454 static int prepare_highmem_image(struct memory_bitmap *bm,
2455                                  unsigned int *nr_highmem_p)
2456 {
2457         unsigned int to_alloc;
2458
2459         if (memory_bm_create(bm, GFP_ATOMIC, PG_SAFE))
2460                 return -ENOMEM;
2461
2462         if (get_highmem_buffer(PG_SAFE))
2463                 return -ENOMEM;
2464
2465         to_alloc = count_free_highmem_pages();
2466         if (to_alloc > *nr_highmem_p)
2467                 to_alloc = *nr_highmem_p;
2468         else
2469                 *nr_highmem_p = to_alloc;
2470
2471         safe_highmem_pages = 0;
2472         while (to_alloc-- > 0) {
2473                 struct page *page;
2474
2475                 page = alloc_page(__GFP_HIGHMEM);
2476                 if (!swsusp_page_is_free(page)) {
2477                         /* The page is "safe", set its bit the bitmap */
2478                         memory_bm_set_bit(bm, page_to_pfn(page));
2479                         safe_highmem_pages++;
2480                 }
2481                 /* Mark the page as allocated */
2482                 swsusp_set_page_forbidden(page);
2483                 swsusp_set_page_free(page);
2484         }
2485         memory_bm_position_reset(bm);
2486         safe_highmem_bm = bm;
2487         return 0;
2488 }
2489
2490 static struct page *last_highmem_page;
2491
2492 /**
2493  * get_highmem_page_buffer - Prepare a buffer to store a highmem image page.
2494  *
2495  * For a given highmem image page get a buffer that suspend_write_next() should
2496  * return to its caller to write to.
2497  *
2498  * If the page is to be saved to its "original" page frame or a copy of
2499  * the page is to be made in the highmem, @buffer is returned.  Otherwise,
2500  * the copy of the page is to be made in normal memory, so the address of
2501  * the copy is returned.
2502  *
2503  * If @buffer is returned, the caller of suspend_write_next() will write
2504  * the page's contents to @buffer, so they will have to be copied to the
2505  * right location on the next call to suspend_write_next() and it is done
2506  * with the help of copy_last_highmem_page().  For this purpose, if
2507  * @buffer is returned, @last_highmem_page is set to the page to which
2508  * the data will have to be copied from @buffer.
2509  */
2510 static void *get_highmem_page_buffer(struct page *page,
2511                                      struct chain_allocator *ca)
2512 {
2513         struct highmem_pbe *pbe;
2514         void *kaddr;
2515
2516         if (swsusp_page_is_forbidden(page) && swsusp_page_is_free(page)) {
2517                 /*
2518                  * We have allocated the "original" page frame and we can
2519                  * use it directly to store the loaded page.
2520                  */
2521                 last_highmem_page = page;
2522                 return buffer;
2523         }
2524         /*
2525          * The "original" page frame has not been allocated and we have to
2526          * use a "safe" page frame to store the loaded page.
2527          */
2528         pbe = chain_alloc(ca, sizeof(struct highmem_pbe));
2529         if (!pbe) {
2530                 swsusp_free();
2531                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2532         }
2533         pbe->orig_page = page;
2534         if (safe_highmem_pages > 0) {
2535                 struct page *tmp;
2536
2537                 /* Copy of the page will be stored in high memory */
2538                 kaddr = buffer;
2539                 tmp = pfn_to_page(memory_bm_next_pfn(safe_highmem_bm));
2540                 safe_highmem_pages--;
2541                 last_highmem_page = tmp;
2542                 pbe->copy_page = tmp;
2543         } else {
2544                 /* Copy of the page will be stored in normal memory */
2545                 kaddr = __get_safe_page(ca->gfp_mask);
2546                 if (!kaddr)
2547                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2548                 pbe->copy_page = virt_to_page(kaddr);
2549         }
2550         pbe->next = highmem_pblist;
2551         highmem_pblist = pbe;
2552         return kaddr;
2553 }
2554
2555 /**
2556  * copy_last_highmem_page - Copy most the most recent highmem image page.
2557  *
2558  * Copy the contents of a highmem image from @buffer, where the caller of
2559  * snapshot_write_next() has stored them, to the right location represented by
2560  * @last_highmem_page .
2561  */
2562 static void copy_last_highmem_page(void)
2563 {
2564         if (last_highmem_page) {
2565                 void *dst;
2566
2567                 dst = kmap_atomic(last_highmem_page);
2568                 copy_page(dst, buffer);
2569                 kunmap_atomic(dst);
2570                 last_highmem_page = NULL;
2571         }
2572 }
2573
2574 static inline int last_highmem_page_copied(void)
2575 {
2576         return !last_highmem_page;
2577 }
2578
2579 static inline void free_highmem_data(void)
2580 {
2581         if (safe_highmem_bm)
2582                 memory_bm_free(safe_highmem_bm, PG_UNSAFE_CLEAR);
2583
2584         if (buffer)
2585                 free_image_page(buffer, PG_UNSAFE_CLEAR);
2586 }
2587 #else
2588 static unsigned int count_highmem_image_pages(struct memory_bitmap *bm) { return 0; }
2589
2590 static inline int prepare_highmem_image(struct memory_bitmap *bm,
2591                                         unsigned int *nr_highmem_p) { return 0; }
2592
2593 static inline void *get_highmem_page_buffer(struct page *page,
2594                                             struct chain_allocator *ca)
2595 {
2596         return ERR_PTR(-EINVAL);
2597 }
2598
2599 static inline void copy_last_highmem_page(void) {}
2600 static inline int last_highmem_page_copied(void) { return 1; }
2601 static inline void free_highmem_data(void) {}
2602 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
2603
2604 #define PBES_PER_LINKED_PAGE    (LINKED_PAGE_DATA_SIZE / sizeof(struct pbe))
2605
2606 /**
2607  * prepare_image - Make room for loading hibernation image.
2608  * @new_bm: Uninitialized memory bitmap structure.
2609  * @bm: Memory bitmap with unsafe pages marked.
2610  * @zero_bm: Memory bitmap containing the zero pages.
2611  *
2612  * Use @bm to mark the pages that will be overwritten in the process of
2613  * restoring the system memory state from the suspend image ("unsafe" pages)
2614  * and allocate memory for the image.
2615  *
2616  * The idea is to allocate a new memory bitmap first and then allocate
2617  * as many pages as needed for image data, but without specifying what those
2618  * pages will be used for just yet.  Instead, we mark them all as allocated and
2619  * create a lists of "safe" pages to be used later.  On systems with high
2620  * memory a list of "safe" highmem pages is created too.
2621  *
2622  * Because it was not known which pages were unsafe when @zero_bm was created,
2623  * make a copy of it and recreate it within safe pages.
2624  */
2625 static int prepare_image(struct memory_bitmap *new_bm, struct memory_bitmap *bm,
2626                 struct memory_bitmap *zero_bm)
2627 {
2628         unsigned int nr_pages, nr_highmem;
2629         struct memory_bitmap tmp;
2630         struct linked_page *lp;
2631         int error;
2632
2633         /* If there is no highmem, the buffer will not be necessary */
2634         free_image_page(buffer, PG_UNSAFE_CLEAR);
2635         buffer = NULL;
2636
2637         nr_highmem = count_highmem_image_pages(bm);
2638         mark_unsafe_pages(bm);
2639
2640         error = memory_bm_create(new_bm, GFP_ATOMIC, PG_SAFE);
2641         if (error)
2642                 goto Free;
2643
2644         duplicate_memory_bitmap(new_bm, bm);
2645         memory_bm_free(bm, PG_UNSAFE_KEEP);
2646
2647         /* Make a copy of zero_bm so it can be created in safe pages */
2648         error = memory_bm_create(&tmp, GFP_ATOMIC, PG_SAFE);
2649         if (error)
2650                 goto Free;
2651
2652         duplicate_memory_bitmap(&tmp, zero_bm);
2653         memory_bm_free(zero_bm, PG_UNSAFE_KEEP);
2654
2655         /* Recreate zero_bm in safe pages */
2656         error = memory_bm_create(zero_bm, GFP_ATOMIC, PG_SAFE);
2657         if (error)
2658                 goto Free;
2659
2660         duplicate_memory_bitmap(zero_bm, &tmp);
2661         memory_bm_free(&tmp, PG_UNSAFE_CLEAR);
2662         /* At this point zero_bm is in safe pages and it can be used for restoring. */
2663
2664         if (nr_highmem > 0) {
2665                 error = prepare_highmem_image(bm, &nr_highmem);
2666                 if (error)
2667                         goto Free;
2668         }
2669         /*
2670          * Reserve some safe pages for potential later use.
2671          *
2672          * NOTE: This way we make sure there will be enough safe pages for the
2673          * chain_alloc() in get_buffer().  It is a bit wasteful, but
2674          * nr_copy_pages cannot be greater than 50% of the memory anyway.
2675          *
2676          * nr_copy_pages cannot be less than allocated_unsafe_pages too.
2677          */
2678         nr_pages = (nr_zero_pages + nr_copy_pages) - nr_highmem - allocated_unsafe_pages;
2679         nr_pages = DIV_ROUND_UP(nr_pages, PBES_PER_LINKED_PAGE);
2680         while (nr_pages > 0) {
2681                 lp = get_image_page(GFP_ATOMIC, PG_SAFE);
2682                 if (!lp) {
2683                         error = -ENOMEM;
2684                         goto Free;
2685                 }
2686                 lp->next = safe_pages_list;
2687                 safe_pages_list = lp;
2688                 nr_pages--;
2689         }
2690         /* Preallocate memory for the image */
2691         nr_pages = (nr_zero_pages + nr_copy_pages) - nr_highmem - allocated_unsafe_pages;
2692         while (nr_pages > 0) {
2693                 lp = (struct linked_page *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
2694                 if (!lp) {
2695                         error = -ENOMEM;
2696                         goto Free;
2697                 }
2698                 if (!swsusp_page_is_free(virt_to_page(lp))) {
2699                         /* The page is "safe", add it to the list */
2700                         lp->next = safe_pages_list;
2701                         safe_pages_list = lp;
2702                 }
2703                 /* Mark the page as allocated */
2704                 swsusp_set_page_forbidden(virt_to_page(lp));
2705                 swsusp_set_page_free(virt_to_page(lp));
2706                 nr_pages--;
2707         }
2708         return 0;
2709
2710  Free:
2711         swsusp_free();
2712         return error;
2713 }
2714
2715 /**
2716  * get_buffer - Get the address to store the next image data page.
2717  *
2718  * Get the address that snapshot_write_next() should return to its caller to
2719  * write to.
2720  */
2721 static void *get_buffer(struct memory_bitmap *bm, struct chain_allocator *ca)
2722 {
2723         struct pbe *pbe;
2724         struct page *page;
2725         unsigned long pfn = memory_bm_next_pfn(bm);
2726
2727         if (pfn == BM_END_OF_MAP)
2728                 return ERR_PTR(-EFAULT);
2729
2730         page = pfn_to_page(pfn);
2731         if (PageHighMem(page))
2732                 return get_highmem_page_buffer(page, ca);
2733
2734         if (swsusp_page_is_forbidden(page) && swsusp_page_is_free(page))
2735                 /*
2736                  * We have allocated the "original" page frame and we can
2737                  * use it directly to store the loaded page.
2738                  */
2739                 return page_address(page);
2740
2741         /*
2742          * The "original" page frame has not been allocated and we have to
2743          * use a "safe" page frame to store the loaded page.
2744          */
2745         pbe = chain_alloc(ca, sizeof(struct pbe));
2746         if (!pbe) {
2747                 swsusp_free();
2748                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2749         }
2750         pbe->orig_address = page_address(page);
2751         pbe->address = __get_safe_page(ca->gfp_mask);
2752         if (!pbe->address)
2753                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2754         pbe->next = restore_pblist;
2755         restore_pblist = pbe;
2756         return pbe->address;
2757 }
2758
2759 /**
2760  * snapshot_write_next - Get the address to store the next image page.
2761  * @handle: Snapshot handle structure to guide the writing.
2762  *
2763  * On the first call, @handle should point to a zeroed snapshot_handle
2764  * structure.  The structure gets populated then and a pointer to it should be
2765  * passed to this function every next time.
2766  *
2767  * On success, the function returns a positive number.  Then, the caller
2768  * is allowed to write up to the returned number of bytes to the memory
2769  * location computed by the data_of() macro.
2770  *
2771  * The function returns 0 to indicate the "end of file" condition.  Negative
2772  * numbers are returned on errors, in which cases the structure pointed to by
2773  * @handle is not updated and should not be used any more.
2774  */
2775 int snapshot_write_next(struct snapshot_handle *handle)
2776 {
2777         static struct chain_allocator ca;
2778         int error;
2779
2780 next:
2781         /* Check if we have already loaded the entire image */
2782         if (handle->cur > 1 && handle->cur > nr_meta_pages + nr_copy_pages + nr_zero_pages)
2783                 return 0;
2784
2785         if (!handle->cur) {
2786                 if (!buffer)
2787                         /* This makes the buffer be freed by swsusp_free() */
2788                         buffer = get_image_page(GFP_ATOMIC, PG_ANY);
2789
2790                 if (!buffer)
2791                         return -ENOMEM;
2792
2793                 handle->buffer = buffer;
2794         } else if (handle->cur == 1) {
2795                 error = load_header(buffer);
2796                 if (error)
2797                         return error;
2798
2799                 safe_pages_list = NULL;
2800
2801                 error = memory_bm_create(&copy_bm, GFP_ATOMIC, PG_ANY);
2802                 if (error)
2803                         return error;
2804
2805                 error = memory_bm_create(&zero_bm, GFP_ATOMIC, PG_ANY);
2806                 if (error)
2807                         return error;
2808
2809                 nr_zero_pages = 0;
2810
2811                 hibernate_restore_protection_begin();
2812         } else if (handle->cur <= nr_meta_pages + 1) {
2813                 error = unpack_orig_pfns(buffer, &copy_bm, &zero_bm);
2814                 if (error)
2815                         return error;
2816
2817                 if (handle->cur == nr_meta_pages + 1) {
2818                         error = prepare_image(&orig_bm, &copy_bm, &zero_bm);
2819                         if (error)
2820                                 return error;
2821
2822                         chain_init(&ca, GFP_ATOMIC, PG_SAFE);
2823                         memory_bm_position_reset(&orig_bm);
2824                         memory_bm_position_reset(&zero_bm);
2825                         restore_pblist = NULL;
2826                         handle->buffer = get_buffer(&orig_bm, &ca);
2827                         if (IS_ERR(handle->buffer))
2828                                 return PTR_ERR(handle->buffer);
2829                 }
2830         } else {
2831                 copy_last_highmem_page();
2832                 error = hibernate_restore_protect_page(handle->buffer);
2833                 if (error)
2834                         return error;
2835                 handle->buffer = get_buffer(&orig_bm, &ca);
2836                 if (IS_ERR(handle->buffer))
2837                         return PTR_ERR(handle->buffer);
2838         }
2839         handle->sync_read = (handle->buffer == buffer);
2840         handle->cur++;
2841
2842         /* Zero pages were not included in the image, memset it and move on. */
2843         if (handle->cur > nr_meta_pages + 1 &&
2844             memory_bm_test_bit(&zero_bm, memory_bm_get_current(&orig_bm))) {
2845                 memset(handle->buffer, 0, PAGE_SIZE);
2846                 goto next;
2847         }
2848
2849         return PAGE_SIZE;
2850 }
2851
2852 /**
2853  * snapshot_write_finalize - Complete the loading of a hibernation image.
2854  *
2855  * Must be called after the last call to snapshot_write_next() in case the last
2856  * page in the image happens to be a highmem page and its contents should be
2857  * stored in highmem.  Additionally, it recycles bitmap memory that's not
2858  * necessary any more.
2859  */
2860 int snapshot_write_finalize(struct snapshot_handle *handle)
2861 {
2862         int error;
2863
2864         copy_last_highmem_page();
2865         error = hibernate_restore_protect_page(handle->buffer);
2866         /* Do that only if we have loaded the image entirely */
2867         if (handle->cur > 1 && handle->cur > nr_meta_pages + nr_copy_pages + nr_zero_pages) {
2868                 memory_bm_recycle(&orig_bm);
2869                 free_highmem_data();
2870         }
2871         return error;
2872 }
2873
2874 int snapshot_image_loaded(struct snapshot_handle *handle)
2875 {
2876         return !(!nr_copy_pages || !last_highmem_page_copied() ||
2877                         handle->cur <= nr_meta_pages + nr_copy_pages + nr_zero_pages);
2878 }
2879
2880 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2881 /* Assumes that @buf is ready and points to a "safe" page */
2882 static inline void swap_two_pages_data(struct page *p1, struct page *p2,
2883                                        void *buf)
2884 {
2885         void *kaddr1, *kaddr2;
2886
2887         kaddr1 = kmap_atomic(p1);
2888         kaddr2 = kmap_atomic(p2);
2889         copy_page(buf, kaddr1);
2890         copy_page(kaddr1, kaddr2);
2891         copy_page(kaddr2, buf);
2892         kunmap_atomic(kaddr2);
2893         kunmap_atomic(kaddr1);
2894 }
2895
2896 /**
2897  * restore_highmem - Put highmem image pages into their original locations.
2898  *
2899  * For each highmem page that was in use before hibernation and is included in
2900  * the image, and also has been allocated by the "restore" kernel, swap its
2901  * current contents with the previous (ie. "before hibernation") ones.
2902  *
2903  * If the restore eventually fails, we can call this function once again and
2904  * restore the highmem state as seen by the restore kernel.
2905  */
2906 int restore_highmem(void)
2907 {
2908         struct highmem_pbe *pbe = highmem_pblist;
2909         void *buf;
2910
2911         if (!pbe)
2912                 return 0;
2913
2914         buf = get_image_page(GFP_ATOMIC, PG_SAFE);
2915         if (!buf)
2916                 return -ENOMEM;
2917
2918         while (pbe) {
2919                 swap_two_pages_data(pbe->copy_page, pbe->orig_page, buf);
2920                 pbe = pbe->next;
2921         }
2922         free_image_page(buf, PG_UNSAFE_CLEAR);
2923         return 0;
2924 }
2925 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
This page took 0.18728 seconds and 4 git commands to generate.