arm64: dts: qcom: sm8550: add TRNG node
[linux-modified.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 <pavel@ucw.cz>
8  * Copyright (C) 2006 Rafael J. Wysocki <rjw@sisk.pl>
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 void hibernate_restore_protect_page(void *page_address)
62 {
63         if (hibernate_restore_protection_active)
64                 set_memory_ro((unsigned long)page_address, 1);
65 }
66
67 static inline void hibernate_restore_unprotect_page(void *page_address)
68 {
69         if (hibernate_restore_protection_active)
70                 set_memory_rw((unsigned long)page_address, 1);
71 }
72 #else
73 static inline void hibernate_restore_protection_begin(void) {}
74 static inline void hibernate_restore_protection_end(void) {}
75 static inline void hibernate_restore_protect_page(void *page_address) {}
76 static inline void hibernate_restore_unprotect_page(void *page_address) {}
77 #endif /* CONFIG_STRICT_KERNEL_RWX  && CONFIG_ARCH_HAS_SET_MEMORY */
78
79
80 /*
81  * The calls to set_direct_map_*() should not fail because remapping a page
82  * here means that we only update protection bits in an existing PTE.
83  * It is still worth to have a warning here if something changes and this
84  * will no longer be the case.
85  */
86 static inline void hibernate_map_page(struct page *page)
87 {
88         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)) {
89                 int ret = set_direct_map_default_noflush(page);
90
91                 if (ret)
92                         pr_warn_once("Failed to remap page\n");
93         } else {
94                 debug_pagealloc_map_pages(page, 1);
95         }
96 }
97
98 static inline void hibernate_unmap_page(struct page *page)
99 {
100         if (IS_ENABLED(CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP)) {
101                 unsigned long addr = (unsigned long)page_address(page);
102                 int ret  = set_direct_map_invalid_noflush(page);
103
104                 if (ret)
105                         pr_warn_once("Failed to remap page\n");
106
107                 flush_tlb_kernel_range(addr, addr + PAGE_SIZE);
108         } else {
109                 debug_pagealloc_unmap_pages(page, 1);
110         }
111 }
112
113 static int swsusp_page_is_free(struct page *);
114 static void swsusp_set_page_forbidden(struct page *);
115 static void swsusp_unset_page_forbidden(struct page *);
116
117 /*
118  * Number of bytes to reserve for memory allocations made by device drivers
119  * from their ->freeze() and ->freeze_noirq() callbacks so that they don't
120  * cause image creation to fail (tunable via /sys/power/reserved_size).
121  */
122 unsigned long reserved_size;
123
124 void __init hibernate_reserved_size_init(void)
125 {
126         reserved_size = SPARE_PAGES * PAGE_SIZE;
127 }
128
129 /*
130  * Preferred image size in bytes (tunable via /sys/power/image_size).
131  * When it is set to N, swsusp will do its best to ensure the image
132  * size will not exceed N bytes, but if that is impossible, it will
133  * try to create the smallest image possible.
134  */
135 unsigned long image_size;
136
137 void __init hibernate_image_size_init(void)
138 {
139         image_size = ((totalram_pages() * 2) / 5) * PAGE_SIZE;
140 }
141
142 /*
143  * List of PBEs needed for restoring the pages that were allocated before
144  * the suspend and included in the suspend image, but have also been
145  * allocated by the "resume" kernel, so their contents cannot be written
146  * directly to their "original" page frames.
147  */
148 struct pbe *restore_pblist;
149
150 /* struct linked_page is used to build chains of pages */
151
152 #define LINKED_PAGE_DATA_SIZE   (PAGE_SIZE - sizeof(void *))
153
154 struct linked_page {
155         struct linked_page *next;
156         char data[LINKED_PAGE_DATA_SIZE];
157 } __packed;
158
159 /*
160  * List of "safe" pages (ie. pages that were not used by the image kernel
161  * before hibernation) that may be used as temporary storage for image kernel
162  * memory contents.
163  */
164 static struct linked_page *safe_pages_list;
165
166 /* Pointer to an auxiliary buffer (1 page) */
167 static void *buffer;
168
169 #define PG_ANY          0
170 #define PG_SAFE         1
171 #define PG_UNSAFE_CLEAR 1
172 #define PG_UNSAFE_KEEP  0
173
174 static unsigned int allocated_unsafe_pages;
175
176 /**
177  * get_image_page - Allocate a page for a hibernation image.
178  * @gfp_mask: GFP mask for the allocation.
179  * @safe_needed: Get pages that were not used before hibernation (restore only)
180  *
181  * During image restoration, for storing the PBE list and the image data, we can
182  * only use memory pages that do not conflict with the pages used before
183  * hibernation.  The "unsafe" pages have PageNosaveFree set and we count them
184  * using allocated_unsafe_pages.
185  *
186  * Each allocated image page is marked as PageNosave and PageNosaveFree so that
187  * swsusp_free() can release it.
188  */
189 static void *get_image_page(gfp_t gfp_mask, int safe_needed)
190 {
191         void *res;
192
193         res = (void *)get_zeroed_page(gfp_mask);
194         if (safe_needed)
195                 while (res && swsusp_page_is_free(virt_to_page(res))) {
196                         /* The page is unsafe, mark it for swsusp_free() */
197                         swsusp_set_page_forbidden(virt_to_page(res));
198                         allocated_unsafe_pages++;
199                         res = (void *)get_zeroed_page(gfp_mask);
200                 }
201         if (res) {
202                 swsusp_set_page_forbidden(virt_to_page(res));
203                 swsusp_set_page_free(virt_to_page(res));
204         }
205         return res;
206 }
207
208 static void *__get_safe_page(gfp_t gfp_mask)
209 {
210         if (safe_pages_list) {
211                 void *ret = safe_pages_list;
212
213                 safe_pages_list = safe_pages_list->next;
214                 memset(ret, 0, PAGE_SIZE);
215                 return ret;
216         }
217         return get_image_page(gfp_mask, PG_SAFE);
218 }
219
220 unsigned long get_safe_page(gfp_t gfp_mask)
221 {
222         return (unsigned long)__get_safe_page(gfp_mask);
223 }
224
225 static struct page *alloc_image_page(gfp_t gfp_mask)
226 {
227         struct page *page;
228
229         page = alloc_page(gfp_mask);
230         if (page) {
231                 swsusp_set_page_forbidden(page);
232                 swsusp_set_page_free(page);
233         }
234         return page;
235 }
236
237 static void recycle_safe_page(void *page_address)
238 {
239         struct linked_page *lp = page_address;
240
241         lp->next = safe_pages_list;
242         safe_pages_list = lp;
243 }
244
245 /**
246  * free_image_page - Free a page allocated for hibernation image.
247  * @addr: Address of the page to free.
248  * @clear_nosave_free: If set, clear the PageNosaveFree bit for the page.
249  *
250  * The page to free should have been allocated by get_image_page() (page flags
251  * set by it are affected).
252  */
253 static inline void free_image_page(void *addr, int clear_nosave_free)
254 {
255         struct page *page;
256
257         BUG_ON(!virt_addr_valid(addr));
258
259         page = virt_to_page(addr);
260
261         swsusp_unset_page_forbidden(page);
262         if (clear_nosave_free)
263                 swsusp_unset_page_free(page);
264
265         __free_page(page);
266 }
267
268 static inline void free_list_of_pages(struct linked_page *list,
269                                       int clear_page_nosave)
270 {
271         while (list) {
272                 struct linked_page *lp = list->next;
273
274                 free_image_page(list, clear_page_nosave);
275                 list = lp;
276         }
277 }
278
279 /*
280  * struct chain_allocator is used for allocating small objects out of
281  * a linked list of pages called 'the chain'.
282  *
283  * The chain grows each time when there is no room for a new object in
284  * the current page.  The allocated objects cannot be freed individually.
285  * It is only possible to free them all at once, by freeing the entire
286  * chain.
287  *
288  * NOTE: The chain allocator may be inefficient if the allocated objects
289  * are not much smaller than PAGE_SIZE.
290  */
291 struct chain_allocator {
292         struct linked_page *chain;      /* the chain */
293         unsigned int used_space;        /* total size of objects allocated out
294                                            of the current page */
295         gfp_t gfp_mask;         /* mask for allocating pages */
296         int safe_needed;        /* if set, only "safe" pages are allocated */
297 };
298
299 static void chain_init(struct chain_allocator *ca, gfp_t gfp_mask,
300                        int safe_needed)
301 {
302         ca->chain = NULL;
303         ca->used_space = LINKED_PAGE_DATA_SIZE;
304         ca->gfp_mask = gfp_mask;
305         ca->safe_needed = safe_needed;
306 }
307
308 static void *chain_alloc(struct chain_allocator *ca, unsigned int size)
309 {
310         void *ret;
311
312         if (LINKED_PAGE_DATA_SIZE - ca->used_space < size) {
313                 struct linked_page *lp;
314
315                 lp = ca->safe_needed ? __get_safe_page(ca->gfp_mask) :
316                                         get_image_page(ca->gfp_mask, PG_ANY);
317                 if (!lp)
318                         return NULL;
319
320                 lp->next = ca->chain;
321                 ca->chain = lp;
322                 ca->used_space = 0;
323         }
324         ret = ca->chain->data + ca->used_space;
325         ca->used_space += size;
326         return ret;
327 }
328
329 /*
330  * Data types related to memory bitmaps.
331  *
332  * Memory bitmap is a structure consisting of many linked lists of
333  * objects.  The main list's elements are of type struct zone_bitmap
334  * and each of them corresponds to one zone.  For each zone bitmap
335  * object there is a list of objects of type struct bm_block that
336  * represent each blocks of bitmap in which information is stored.
337  *
338  * struct memory_bitmap contains a pointer to the main list of zone
339  * bitmap objects, a struct bm_position used for browsing the bitmap,
340  * and a pointer to the list of pages used for allocating all of the
341  * zone bitmap objects and bitmap block objects.
342  *
343  * NOTE: It has to be possible to lay out the bitmap in memory
344  * using only allocations of order 0.  Additionally, the bitmap is
345  * designed to work with arbitrary number of zones (this is over the
346  * top for now, but let's avoid making unnecessary assumptions ;-).
347  *
348  * struct zone_bitmap contains a pointer to a list of bitmap block
349  * objects and a pointer to the bitmap block object that has been
350  * most recently used for setting bits.  Additionally, it contains the
351  * PFNs that correspond to the start and end of the represented zone.
352  *
353  * struct bm_block contains a pointer to the memory page in which
354  * information is stored (in the form of a block of bitmap)
355  * It also contains the pfns that correspond to the start and end of
356  * the represented memory area.
357  *
358  * The memory bitmap is organized as a radix tree to guarantee fast random
359  * access to the bits. There is one radix tree for each zone (as returned
360  * from create_mem_extents).
361  *
362  * One radix tree is represented by one struct mem_zone_bm_rtree. There are
363  * two linked lists for the nodes of the tree, one for the inner nodes and
364  * one for the leave nodes. The linked leave nodes are used for fast linear
365  * access of the memory bitmap.
366  *
367  * The struct rtree_node represents one node of the radix tree.
368  */
369
370 #define BM_END_OF_MAP   (~0UL)
371
372 #define BM_BITS_PER_BLOCK       (PAGE_SIZE * BITS_PER_BYTE)
373 #define BM_BLOCK_SHIFT          (PAGE_SHIFT + 3)
374 #define BM_BLOCK_MASK           ((1UL << BM_BLOCK_SHIFT) - 1)
375
376 /*
377  * struct rtree_node is a wrapper struct to link the nodes
378  * of the rtree together for easy linear iteration over
379  * bits and easy freeing
380  */
381 struct rtree_node {
382         struct list_head list;
383         unsigned long *data;
384 };
385
386 /*
387  * struct mem_zone_bm_rtree represents a bitmap used for one
388  * populated memory zone.
389  */
390 struct mem_zone_bm_rtree {
391         struct list_head list;          /* Link Zones together         */
392         struct list_head nodes;         /* Radix Tree inner nodes      */
393         struct list_head leaves;        /* Radix Tree leaves           */
394         unsigned long start_pfn;        /* Zone start page frame       */
395         unsigned long end_pfn;          /* Zone end page frame + 1     */
396         struct rtree_node *rtree;       /* Radix Tree Root             */
397         int levels;                     /* Number of Radix Tree Levels */
398         unsigned int blocks;            /* Number of Bitmap Blocks     */
399 };
400
401 /* struct bm_position is used for browsing memory bitmaps */
402
403 struct bm_position {
404         struct mem_zone_bm_rtree *zone;
405         struct rtree_node *node;
406         unsigned long node_pfn;
407         unsigned long cur_pfn;
408         int node_bit;
409 };
410
411 struct memory_bitmap {
412         struct list_head zones;
413         struct linked_page *p_list;     /* list of pages used to store zone
414                                            bitmap objects and bitmap block
415                                            objects */
416         struct bm_position cur; /* most recently used bit position */
417 };
418
419 /* Functions that operate on memory bitmaps */
420
421 #define BM_ENTRIES_PER_LEVEL    (PAGE_SIZE / sizeof(unsigned long))
422 #if BITS_PER_LONG == 32
423 #define BM_RTREE_LEVEL_SHIFT    (PAGE_SHIFT - 2)
424 #else
425 #define BM_RTREE_LEVEL_SHIFT    (PAGE_SHIFT - 3)
426 #endif
427 #define BM_RTREE_LEVEL_MASK     ((1UL << BM_RTREE_LEVEL_SHIFT) - 1)
428
429 /**
430  * alloc_rtree_node - Allocate a new node and add it to the radix tree.
431  * @gfp_mask: GFP mask for the allocation.
432  * @safe_needed: Get pages not used before hibernation (restore only)
433  * @ca: Pointer to a linked list of pages ("a chain") to allocate from
434  * @list: Radix Tree node to add.
435  *
436  * This function is used to allocate inner nodes as well as the
437  * leave nodes of the radix tree. It also adds the node to the
438  * corresponding linked list passed in by the *list parameter.
439  */
440 static struct rtree_node *alloc_rtree_node(gfp_t gfp_mask, int safe_needed,
441                                            struct chain_allocator *ca,
442                                            struct list_head *list)
443 {
444         struct rtree_node *node;
445
446         node = chain_alloc(ca, sizeof(struct rtree_node));
447         if (!node)
448                 return NULL;
449
450         node->data = get_image_page(gfp_mask, safe_needed);
451         if (!node->data)
452                 return NULL;
453
454         list_add_tail(&node->list, list);
455
456         return node;
457 }
458
459 /**
460  * add_rtree_block - Add a new leave node to the radix tree.
461  *
462  * The leave nodes need to be allocated in order to keep the leaves
463  * linked list in order. This is guaranteed by the zone->blocks
464  * counter.
465  */
466 static int add_rtree_block(struct mem_zone_bm_rtree *zone, gfp_t gfp_mask,
467                            int safe_needed, struct chain_allocator *ca)
468 {
469         struct rtree_node *node, *block, **dst;
470         unsigned int levels_needed, block_nr;
471         int i;
472
473         block_nr = zone->blocks;
474         levels_needed = 0;
475
476         /* How many levels do we need for this block nr? */
477         while (block_nr) {
478                 levels_needed += 1;
479                 block_nr >>= BM_RTREE_LEVEL_SHIFT;
480         }
481
482         /* Make sure the rtree has enough levels */
483         for (i = zone->levels; i < levels_needed; i++) {
484                 node = alloc_rtree_node(gfp_mask, safe_needed, ca,
485                                         &zone->nodes);
486                 if (!node)
487                         return -ENOMEM;
488
489                 node->data[0] = (unsigned long)zone->rtree;
490                 zone->rtree = node;
491                 zone->levels += 1;
492         }
493
494         /* Allocate new block */
495         block = alloc_rtree_node(gfp_mask, safe_needed, ca, &zone->leaves);
496         if (!block)
497                 return -ENOMEM;
498
499         /* Now walk the rtree to insert the block */
500         node = zone->rtree;
501         dst = &zone->rtree;
502         block_nr = zone->blocks;
503         for (i = zone->levels; i > 0; i--) {
504                 int index;
505
506                 if (!node) {
507                         node = alloc_rtree_node(gfp_mask, safe_needed, ca,
508                                                 &zone->nodes);
509                         if (!node)
510                                 return -ENOMEM;
511                         *dst = node;
512                 }
513
514                 index = block_nr >> ((i - 1) * BM_RTREE_LEVEL_SHIFT);
515                 index &= BM_RTREE_LEVEL_MASK;
516                 dst = (struct rtree_node **)&((*dst)->data[index]);
517                 node = *dst;
518         }
519
520         zone->blocks += 1;
521         *dst = block;
522
523         return 0;
524 }
525
526 static void free_zone_bm_rtree(struct mem_zone_bm_rtree *zone,
527                                int clear_nosave_free);
528
529 /**
530  * create_zone_bm_rtree - Create a radix tree for one zone.
531  *
532  * Allocated the mem_zone_bm_rtree structure and initializes it.
533  * This function also allocated and builds the radix tree for the
534  * zone.
535  */
536 static struct mem_zone_bm_rtree *create_zone_bm_rtree(gfp_t gfp_mask,
537                                                       int safe_needed,
538                                                       struct chain_allocator *ca,
539                                                       unsigned long start,
540                                                       unsigned long end)
541 {
542         struct mem_zone_bm_rtree *zone;
543         unsigned int i, nr_blocks;
544         unsigned long pages;
545
546         pages = end - start;
547         zone  = chain_alloc(ca, sizeof(struct mem_zone_bm_rtree));
548         if (!zone)
549                 return NULL;
550
551         INIT_LIST_HEAD(&zone->nodes);
552         INIT_LIST_HEAD(&zone->leaves);
553         zone->start_pfn = start;
554         zone->end_pfn = end;
555         nr_blocks = DIV_ROUND_UP(pages, BM_BITS_PER_BLOCK);
556
557         for (i = 0; i < nr_blocks; i++) {
558                 if (add_rtree_block(zone, gfp_mask, safe_needed, ca)) {
559                         free_zone_bm_rtree(zone, PG_UNSAFE_CLEAR);
560                         return NULL;
561                 }
562         }
563
564         return zone;
565 }
566
567 /**
568  * free_zone_bm_rtree - Free the memory of the radix tree.
569  *
570  * Free all node pages of the radix tree. The mem_zone_bm_rtree
571  * structure itself is not freed here nor are the rtree_node
572  * structs.
573  */
574 static void free_zone_bm_rtree(struct mem_zone_bm_rtree *zone,
575                                int clear_nosave_free)
576 {
577         struct rtree_node *node;
578
579         list_for_each_entry(node, &zone->nodes, list)
580                 free_image_page(node->data, clear_nosave_free);
581
582         list_for_each_entry(node, &zone->leaves, list)
583                 free_image_page(node->data, clear_nosave_free);
584 }
585
586 static void memory_bm_position_reset(struct memory_bitmap *bm)
587 {
588         bm->cur.zone = list_entry(bm->zones.next, struct mem_zone_bm_rtree,
589                                   list);
590         bm->cur.node = list_entry(bm->cur.zone->leaves.next,
591                                   struct rtree_node, list);
592         bm->cur.node_pfn = 0;
593         bm->cur.cur_pfn = BM_END_OF_MAP;
594         bm->cur.node_bit = 0;
595 }
596
597 static void memory_bm_free(struct memory_bitmap *bm, int clear_nosave_free);
598
599 struct mem_extent {
600         struct list_head hook;
601         unsigned long start;
602         unsigned long end;
603 };
604
605 /**
606  * free_mem_extents - Free a list of memory extents.
607  * @list: List of extents to free.
608  */
609 static void free_mem_extents(struct list_head *list)
610 {
611         struct mem_extent *ext, *aux;
612
613         list_for_each_entry_safe(ext, aux, list, hook) {
614                 list_del(&ext->hook);
615                 kfree(ext);
616         }
617 }
618
619 /**
620  * create_mem_extents - Create a list of memory extents.
621  * @list: List to put the extents into.
622  * @gfp_mask: Mask to use for memory allocations.
623  *
624  * The extents represent contiguous ranges of PFNs.
625  */
626 static int create_mem_extents(struct list_head *list, gfp_t gfp_mask)
627 {
628         struct zone *zone;
629
630         INIT_LIST_HEAD(list);
631
632         for_each_populated_zone(zone) {
633                 unsigned long zone_start, zone_end;
634                 struct mem_extent *ext, *cur, *aux;
635
636                 zone_start = zone->zone_start_pfn;
637                 zone_end = zone_end_pfn(zone);
638
639                 list_for_each_entry(ext, list, hook)
640                         if (zone_start <= ext->end)
641                                 break;
642
643                 if (&ext->hook == list || zone_end < ext->start) {
644                         /* New extent is necessary */
645                         struct mem_extent *new_ext;
646
647                         new_ext = kzalloc(sizeof(struct mem_extent), gfp_mask);
648                         if (!new_ext) {
649                                 free_mem_extents(list);
650                                 return -ENOMEM;
651                         }
652                         new_ext->start = zone_start;
653                         new_ext->end = zone_end;
654                         list_add_tail(&new_ext->hook, &ext->hook);
655                         continue;
656                 }
657
658                 /* Merge this zone's range of PFNs with the existing one */
659                 if (zone_start < ext->start)
660                         ext->start = zone_start;
661                 if (zone_end > ext->end)
662                         ext->end = zone_end;
663
664                 /* More merging may be possible */
665                 cur = ext;
666                 list_for_each_entry_safe_continue(cur, aux, list, hook) {
667                         if (zone_end < cur->start)
668                                 break;
669                         if (zone_end < cur->end)
670                                 ext->end = cur->end;
671                         list_del(&cur->hook);
672                         kfree(cur);
673                 }
674         }
675
676         return 0;
677 }
678
679 /**
680  * memory_bm_create - Allocate memory for a memory bitmap.
681  */
682 static int memory_bm_create(struct memory_bitmap *bm, gfp_t gfp_mask,
683                             int safe_needed)
684 {
685         struct chain_allocator ca;
686         struct list_head mem_extents;
687         struct mem_extent *ext;
688         int error;
689
690         chain_init(&ca, gfp_mask, safe_needed);
691         INIT_LIST_HEAD(&bm->zones);
692
693         error = create_mem_extents(&mem_extents, gfp_mask);
694         if (error)
695                 return error;
696
697         list_for_each_entry(ext, &mem_extents, hook) {
698                 struct mem_zone_bm_rtree *zone;
699
700                 zone = create_zone_bm_rtree(gfp_mask, safe_needed, &ca,
701                                             ext->start, ext->end);
702                 if (!zone) {
703                         error = -ENOMEM;
704                         goto Error;
705                 }
706                 list_add_tail(&zone->list, &bm->zones);
707         }
708
709         bm->p_list = ca.chain;
710         memory_bm_position_reset(bm);
711  Exit:
712         free_mem_extents(&mem_extents);
713         return error;
714
715  Error:
716         bm->p_list = ca.chain;
717         memory_bm_free(bm, PG_UNSAFE_CLEAR);
718         goto Exit;
719 }
720
721 /**
722  * memory_bm_free - Free memory occupied by the memory bitmap.
723  * @bm: Memory bitmap.
724  */
725 static void memory_bm_free(struct memory_bitmap *bm, int clear_nosave_free)
726 {
727         struct mem_zone_bm_rtree *zone;
728
729         list_for_each_entry(zone, &bm->zones, list)
730                 free_zone_bm_rtree(zone, clear_nosave_free);
731
732         free_list_of_pages(bm->p_list, clear_nosave_free);
733
734         INIT_LIST_HEAD(&bm->zones);
735 }
736
737 /**
738  * memory_bm_find_bit - Find the bit for a given PFN in a memory bitmap.
739  *
740  * Find the bit in memory bitmap @bm that corresponds to the given PFN.
741  * The cur.zone, cur.block and cur.node_pfn members of @bm are updated.
742  *
743  * Walk the radix tree to find the page containing the bit that represents @pfn
744  * and return the position of the bit in @addr and @bit_nr.
745  */
746 static int memory_bm_find_bit(struct memory_bitmap *bm, unsigned long pfn,
747                               void **addr, unsigned int *bit_nr)
748 {
749         struct mem_zone_bm_rtree *curr, *zone;
750         struct rtree_node *node;
751         int i, block_nr;
752
753         zone = bm->cur.zone;
754
755         if (pfn >= zone->start_pfn && pfn < zone->end_pfn)
756                 goto zone_found;
757
758         zone = NULL;
759
760         /* Find the right zone */
761         list_for_each_entry(curr, &bm->zones, list) {
762                 if (pfn >= curr->start_pfn && pfn < curr->end_pfn) {
763                         zone = curr;
764                         break;
765                 }
766         }
767
768         if (!zone)
769                 return -EFAULT;
770
771 zone_found:
772         /*
773          * We have found the zone. Now walk the radix tree to find the leaf node
774          * for our PFN.
775          */
776
777         /*
778          * If the zone we wish to scan is the current zone and the
779          * pfn falls into the current node then we do not need to walk
780          * the tree.
781          */
782         node = bm->cur.node;
783         if (zone == bm->cur.zone &&
784             ((pfn - zone->start_pfn) & ~BM_BLOCK_MASK) == bm->cur.node_pfn)
785                 goto node_found;
786
787         node      = zone->rtree;
788         block_nr  = (pfn - zone->start_pfn) >> BM_BLOCK_SHIFT;
789
790         for (i = zone->levels; i > 0; i--) {
791                 int index;
792
793                 index = block_nr >> ((i - 1) * BM_RTREE_LEVEL_SHIFT);
794                 index &= BM_RTREE_LEVEL_MASK;
795                 BUG_ON(node->data[index] == 0);
796                 node = (struct rtree_node *)node->data[index];
797         }
798
799 node_found:
800         /* Update last position */
801         bm->cur.zone = zone;
802         bm->cur.node = node;
803         bm->cur.node_pfn = (pfn - zone->start_pfn) & ~BM_BLOCK_MASK;
804         bm->cur.cur_pfn = pfn;
805
806         /* Set return values */
807         *addr = node->data;
808         *bit_nr = (pfn - zone->start_pfn) & BM_BLOCK_MASK;
809
810         return 0;
811 }
812
813 static void memory_bm_set_bit(struct memory_bitmap *bm, unsigned long pfn)
814 {
815         void *addr;
816         unsigned int bit;
817         int error;
818
819         error = memory_bm_find_bit(bm, pfn, &addr, &bit);
820         BUG_ON(error);
821         set_bit(bit, addr);
822 }
823
824 static int mem_bm_set_bit_check(struct memory_bitmap *bm, unsigned long pfn)
825 {
826         void *addr;
827         unsigned int bit;
828         int error;
829
830         error = memory_bm_find_bit(bm, pfn, &addr, &bit);
831         if (!error)
832                 set_bit(bit, addr);
833
834         return error;
835 }
836
837 static void memory_bm_clear_bit(struct memory_bitmap *bm, unsigned long pfn)
838 {
839         void *addr;
840         unsigned int bit;
841         int error;
842
843         error = memory_bm_find_bit(bm, pfn, &addr, &bit);
844         BUG_ON(error);
845         clear_bit(bit, addr);
846 }
847
848 static void memory_bm_clear_current(struct memory_bitmap *bm)
849 {
850         int bit;
851
852         bit = max(bm->cur.node_bit - 1, 0);
853         clear_bit(bit, bm->cur.node->data);
854 }
855
856 static unsigned long memory_bm_get_current(struct memory_bitmap *bm)
857 {
858         return bm->cur.cur_pfn;
859 }
860
861 static int memory_bm_test_bit(struct memory_bitmap *bm, unsigned long pfn)
862 {
863         void *addr;
864         unsigned int bit;
865         int error;
866
867         error = memory_bm_find_bit(bm, pfn, &addr, &bit);
868         BUG_ON(error);
869         return test_bit(bit, addr);
870 }
871
872 static bool memory_bm_pfn_present(struct memory_bitmap *bm, unsigned long pfn)
873 {
874         void *addr;
875         unsigned int bit;
876
877         return !memory_bm_find_bit(bm, pfn, &addr, &bit);
878 }
879
880 /*
881  * rtree_next_node - Jump to the next leaf node.
882  *
883  * Set the position to the beginning of the next node in the
884  * memory bitmap. This is either the next node in the current
885  * zone's radix tree or the first node in the radix tree of the
886  * next zone.
887  *
888  * Return true if there is a next node, false otherwise.
889  */
890 static bool rtree_next_node(struct memory_bitmap *bm)
891 {
892         if (!list_is_last(&bm->cur.node->list, &bm->cur.zone->leaves)) {
893                 bm->cur.node = list_entry(bm->cur.node->list.next,
894                                           struct rtree_node, list);
895                 bm->cur.node_pfn += BM_BITS_PER_BLOCK;
896                 bm->cur.node_bit  = 0;
897                 touch_softlockup_watchdog();
898                 return true;
899         }
900
901         /* No more nodes, goto next zone */
902         if (!list_is_last(&bm->cur.zone->list, &bm->zones)) {
903                 bm->cur.zone = list_entry(bm->cur.zone->list.next,
904                                   struct mem_zone_bm_rtree, list);
905                 bm->cur.node = list_entry(bm->cur.zone->leaves.next,
906                                           struct rtree_node, list);
907                 bm->cur.node_pfn = 0;
908                 bm->cur.node_bit = 0;
909                 return true;
910         }
911
912         /* No more zones */
913         return false;
914 }
915
916 /**
917  * memory_bm_next_pfn - Find the next set bit in a memory bitmap.
918  * @bm: Memory bitmap.
919  *
920  * Starting from the last returned position this function searches for the next
921  * set bit in @bm and returns the PFN represented by it.  If no more bits are
922  * set, BM_END_OF_MAP is returned.
923  *
924  * It is required to run memory_bm_position_reset() before the first call to
925  * this function for the given memory bitmap.
926  */
927 static unsigned long memory_bm_next_pfn(struct memory_bitmap *bm)
928 {
929         unsigned long bits, pfn, pages;
930         int bit;
931
932         do {
933                 pages     = bm->cur.zone->end_pfn - bm->cur.zone->start_pfn;
934                 bits      = min(pages - bm->cur.node_pfn, BM_BITS_PER_BLOCK);
935                 bit       = find_next_bit(bm->cur.node->data, bits,
936                                           bm->cur.node_bit);
937                 if (bit < bits) {
938                         pfn = bm->cur.zone->start_pfn + bm->cur.node_pfn + bit;
939                         bm->cur.node_bit = bit + 1;
940                         bm->cur.cur_pfn = pfn;
941                         return pfn;
942                 }
943         } while (rtree_next_node(bm));
944
945         bm->cur.cur_pfn = BM_END_OF_MAP;
946         return BM_END_OF_MAP;
947 }
948
949 /*
950  * This structure represents a range of page frames the contents of which
951  * should not be saved during hibernation.
952  */
953 struct nosave_region {
954         struct list_head list;
955         unsigned long start_pfn;
956         unsigned long end_pfn;
957 };
958
959 static LIST_HEAD(nosave_regions);
960
961 static void recycle_zone_bm_rtree(struct mem_zone_bm_rtree *zone)
962 {
963         struct rtree_node *node;
964
965         list_for_each_entry(node, &zone->nodes, list)
966                 recycle_safe_page(node->data);
967
968         list_for_each_entry(node, &zone->leaves, list)
969                 recycle_safe_page(node->data);
970 }
971
972 static void memory_bm_recycle(struct memory_bitmap *bm)
973 {
974         struct mem_zone_bm_rtree *zone;
975         struct linked_page *p_list;
976
977         list_for_each_entry(zone, &bm->zones, list)
978                 recycle_zone_bm_rtree(zone);
979
980         p_list = bm->p_list;
981         while (p_list) {
982                 struct linked_page *lp = p_list;
983
984                 p_list = lp->next;
985                 recycle_safe_page(lp);
986         }
987 }
988
989 /**
990  * register_nosave_region - Register a region of unsaveable memory.
991  *
992  * Register a range of page frames the contents of which should not be saved
993  * during hibernation (to be used in the early initialization code).
994  */
995 void __init register_nosave_region(unsigned long start_pfn, unsigned long end_pfn)
996 {
997         struct nosave_region *region;
998
999         if (start_pfn >= end_pfn)
1000                 return;
1001
1002         if (!list_empty(&nosave_regions)) {
1003                 /* Try to extend the previous region (they should be sorted) */
1004                 region = list_entry(nosave_regions.prev,
1005                                         struct nosave_region, list);
1006                 if (region->end_pfn == start_pfn) {
1007                         region->end_pfn = end_pfn;
1008                         goto Report;
1009                 }
1010         }
1011         /* This allocation cannot fail */
1012         region = memblock_alloc(sizeof(struct nosave_region),
1013                                 SMP_CACHE_BYTES);
1014         if (!region)
1015                 panic("%s: Failed to allocate %zu bytes\n", __func__,
1016                       sizeof(struct nosave_region));
1017         region->start_pfn = start_pfn;
1018         region->end_pfn = end_pfn;
1019         list_add_tail(&region->list, &nosave_regions);
1020  Report:
1021         pr_info("Registered nosave memory: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
1022                 (unsigned long long) start_pfn << PAGE_SHIFT,
1023                 ((unsigned long long) end_pfn << PAGE_SHIFT) - 1);
1024 }
1025
1026 /*
1027  * Set bits in this map correspond to the page frames the contents of which
1028  * should not be saved during the suspend.
1029  */
1030 static struct memory_bitmap *forbidden_pages_map;
1031
1032 /* Set bits in this map correspond to free page frames. */
1033 static struct memory_bitmap *free_pages_map;
1034
1035 /*
1036  * Each page frame allocated for creating the image is marked by setting the
1037  * corresponding bits in forbidden_pages_map and free_pages_map simultaneously
1038  */
1039
1040 void swsusp_set_page_free(struct page *page)
1041 {
1042         if (free_pages_map)
1043                 memory_bm_set_bit(free_pages_map, page_to_pfn(page));
1044 }
1045
1046 static int swsusp_page_is_free(struct page *page)
1047 {
1048         return free_pages_map ?
1049                 memory_bm_test_bit(free_pages_map, page_to_pfn(page)) : 0;
1050 }
1051
1052 void swsusp_unset_page_free(struct page *page)
1053 {
1054         if (free_pages_map)
1055                 memory_bm_clear_bit(free_pages_map, page_to_pfn(page));
1056 }
1057
1058 static void swsusp_set_page_forbidden(struct page *page)
1059 {
1060         if (forbidden_pages_map)
1061                 memory_bm_set_bit(forbidden_pages_map, page_to_pfn(page));
1062 }
1063
1064 int swsusp_page_is_forbidden(struct page *page)
1065 {
1066         return forbidden_pages_map ?
1067                 memory_bm_test_bit(forbidden_pages_map, page_to_pfn(page)) : 0;
1068 }
1069
1070 static void swsusp_unset_page_forbidden(struct page *page)
1071 {
1072         if (forbidden_pages_map)
1073                 memory_bm_clear_bit(forbidden_pages_map, page_to_pfn(page));
1074 }
1075
1076 /**
1077  * mark_nosave_pages - Mark pages that should not be saved.
1078  * @bm: Memory bitmap.
1079  *
1080  * Set the bits in @bm that correspond to the page frames the contents of which
1081  * should not be saved.
1082  */
1083 static void mark_nosave_pages(struct memory_bitmap *bm)
1084 {
1085         struct nosave_region *region;
1086
1087         if (list_empty(&nosave_regions))
1088                 return;
1089
1090         list_for_each_entry(region, &nosave_regions, list) {
1091                 unsigned long pfn;
1092
1093                 pr_debug("Marking nosave pages: [mem %#010llx-%#010llx]\n",
1094                          (unsigned long long) region->start_pfn << PAGE_SHIFT,
1095                          ((unsigned long long) region->end_pfn << PAGE_SHIFT)
1096                                 - 1);
1097
1098                 for (pfn = region->start_pfn; pfn < region->end_pfn; pfn++)
1099                         if (pfn_valid(pfn)) {
1100                                 /*
1101                                  * It is safe to ignore the result of
1102                                  * mem_bm_set_bit_check() here, since we won't
1103                                  * touch the PFNs for which the error is
1104                                  * returned anyway.
1105                                  */
1106                                 mem_bm_set_bit_check(bm, pfn);
1107                         }
1108         }
1109 }
1110
1111 /**
1112  * create_basic_memory_bitmaps - Create bitmaps to hold basic page information.
1113  *
1114  * Create bitmaps needed for marking page frames that should not be saved and
1115  * free page frames.  The forbidden_pages_map and free_pages_map pointers are
1116  * only modified if everything goes well, because we don't want the bits to be
1117  * touched before both bitmaps are set up.
1118  */
1119 int create_basic_memory_bitmaps(void)
1120 {
1121         struct memory_bitmap *bm1, *bm2;
1122         int error = 0;
1123
1124         if (forbidden_pages_map && free_pages_map)
1125                 return 0;
1126         else
1127                 BUG_ON(forbidden_pages_map || free_pages_map);
1128
1129         bm1 = kzalloc(sizeof(struct memory_bitmap), GFP_KERNEL);
1130         if (!bm1)
1131                 return -ENOMEM;
1132
1133         error = memory_bm_create(bm1, GFP_KERNEL, PG_ANY);
1134         if (error)
1135                 goto Free_first_object;
1136
1137         bm2 = kzalloc(sizeof(struct memory_bitmap), GFP_KERNEL);
1138         if (!bm2)
1139                 goto Free_first_bitmap;
1140
1141         error = memory_bm_create(bm2, GFP_KERNEL, PG_ANY);
1142         if (error)
1143                 goto Free_second_object;
1144
1145         forbidden_pages_map = bm1;
1146         free_pages_map = bm2;
1147         mark_nosave_pages(forbidden_pages_map);
1148
1149         pr_debug("Basic memory bitmaps created\n");
1150
1151         return 0;
1152
1153  Free_second_object:
1154         kfree(bm2);
1155  Free_first_bitmap:
1156         memory_bm_free(bm1, PG_UNSAFE_CLEAR);
1157  Free_first_object:
1158         kfree(bm1);
1159         return -ENOMEM;
1160 }
1161
1162 /**
1163  * free_basic_memory_bitmaps - Free memory bitmaps holding basic information.
1164  *
1165  * Free memory bitmaps allocated by create_basic_memory_bitmaps().  The
1166  * auxiliary pointers are necessary so that the bitmaps themselves are not
1167  * referred to while they are being freed.
1168  */
1169 void free_basic_memory_bitmaps(void)
1170 {
1171         struct memory_bitmap *bm1, *bm2;
1172
1173         if (WARN_ON(!(forbidden_pages_map && free_pages_map)))
1174                 return;
1175
1176         bm1 = forbidden_pages_map;
1177         bm2 = free_pages_map;
1178         forbidden_pages_map = NULL;
1179         free_pages_map = NULL;
1180         memory_bm_free(bm1, PG_UNSAFE_CLEAR);
1181         kfree(bm1);
1182         memory_bm_free(bm2, PG_UNSAFE_CLEAR);
1183         kfree(bm2);
1184
1185         pr_debug("Basic memory bitmaps freed\n");
1186 }
1187
1188 static void clear_or_poison_free_page(struct page *page)
1189 {
1190         if (page_poisoning_enabled_static())
1191                 __kernel_poison_pages(page, 1);
1192         else if (want_init_on_free())
1193                 clear_highpage(page);
1194 }
1195
1196 void clear_or_poison_free_pages(void)
1197 {
1198         struct memory_bitmap *bm = free_pages_map;
1199         unsigned long pfn;
1200
1201         if (WARN_ON(!(free_pages_map)))
1202                 return;
1203
1204         if (page_poisoning_enabled() || want_init_on_free()) {
1205                 memory_bm_position_reset(bm);
1206                 pfn = memory_bm_next_pfn(bm);
1207                 while (pfn != BM_END_OF_MAP) {
1208                         if (pfn_valid(pfn))
1209                                 clear_or_poison_free_page(pfn_to_page(pfn));
1210
1211                         pfn = memory_bm_next_pfn(bm);
1212                 }
1213                 memory_bm_position_reset(bm);
1214                 pr_info("free pages cleared after restore\n");
1215         }
1216 }
1217
1218 /**
1219  * snapshot_additional_pages - Estimate the number of extra pages needed.
1220  * @zone: Memory zone to carry out the computation for.
1221  *
1222  * Estimate the number of additional pages needed for setting up a hibernation
1223  * image data structures for @zone (usually, the returned value is greater than
1224  * the exact number).
1225  */
1226 unsigned int snapshot_additional_pages(struct zone *zone)
1227 {
1228         unsigned int rtree, nodes;
1229
1230         rtree = nodes = DIV_ROUND_UP(zone->spanned_pages, BM_BITS_PER_BLOCK);
1231         rtree += DIV_ROUND_UP(rtree * sizeof(struct rtree_node),
1232                               LINKED_PAGE_DATA_SIZE);
1233         while (nodes > 1) {
1234                 nodes = DIV_ROUND_UP(nodes, BM_ENTRIES_PER_LEVEL);
1235                 rtree += nodes;
1236         }
1237
1238         return 2 * rtree;
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Touch the watchdog for every WD_PAGE_COUNT pages.
1243  */
1244 #define WD_PAGE_COUNT   (128*1024)
1245
1246 static void mark_free_pages(struct zone *zone)
1247 {
1248         unsigned long pfn, max_zone_pfn, page_count = WD_PAGE_COUNT;
1249         unsigned long flags;
1250         unsigned int order, t;
1251         struct page *page;
1252
1253         if (zone_is_empty(zone))
1254                 return;
1255
1256         spin_lock_irqsave(&zone->lock, flags);
1257
1258         max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
1259         for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1260                 if (pfn_valid(pfn)) {
1261                         page = pfn_to_page(pfn);
1262
1263                         if (!--page_count) {
1264                                 touch_nmi_watchdog();
1265                                 page_count = WD_PAGE_COUNT;
1266                         }
1267
1268                         if (page_zone(page) != zone)
1269                                 continue;
1270
1271                         if (!swsusp_page_is_forbidden(page))
1272                                 swsusp_unset_page_free(page);
1273                 }
1274
1275         for_each_migratetype_order(order, t) {
1276                 list_for_each_entry(page,
1277                                 &zone->free_area[order].free_list[t], buddy_list) {
1278                         unsigned long i;
1279
1280                         pfn = page_to_pfn(page);
1281                         for (i = 0; i < (1UL << order); i++) {
1282                                 if (!--page_count) {
1283                                         touch_nmi_watchdog();
1284                                         page_count = WD_PAGE_COUNT;
1285                                 }
1286                                 swsusp_set_page_free(pfn_to_page(pfn + i));
1287                         }
1288                 }
1289         }
1290         spin_unlock_irqrestore(&zone->lock, flags);
1291 }
1292
1293 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1294 /**
1295  * count_free_highmem_pages - Compute the total number of free highmem pages.
1296  *
1297  * The returned number is system-wide.
1298  */
1299 static unsigned int count_free_highmem_pages(void)
1300 {
1301         struct zone *zone;
1302         unsigned int cnt = 0;
1303
1304         for_each_populated_zone(zone)
1305                 if (is_highmem(zone))
1306                         cnt += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
1307
1308         return cnt;
1309 }
1310
1311 /**
1312  * saveable_highmem_page - Check if a highmem page is saveable.
1313  *
1314  * Determine whether a highmem page should be included in a hibernation image.
1315  *
1316  * We should save the page if it isn't Nosave or NosaveFree, or Reserved,
1317  * and it isn't part of a free chunk of pages.
1318  */
1319 static struct page *saveable_highmem_page(struct zone *zone, unsigned long pfn)
1320 {
1321         struct page *page;
1322
1323         if (!pfn_valid(pfn))
1324                 return NULL;
1325
1326         page = pfn_to_online_page(pfn);
1327         if (!page || page_zone(page) != zone)
1328                 return NULL;
1329
1330         BUG_ON(!PageHighMem(page));
1331
1332         if (swsusp_page_is_forbidden(page) ||  swsusp_page_is_free(page))
1333                 return NULL;
1334
1335         if (PageReserved(page) || PageOffline(page))
1336                 return NULL;
1337
1338         if (page_is_guard(page))
1339                 return NULL;
1340
1341         return page;
1342 }
1343
1344 /**
1345  * count_highmem_pages - Compute the total number of saveable highmem pages.
1346  */
1347 static unsigned int count_highmem_pages(void)
1348 {
1349         struct zone *zone;
1350         unsigned int n = 0;
1351
1352         for_each_populated_zone(zone) {
1353                 unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1354
1355                 if (!is_highmem(zone))
1356                         continue;
1357
1358                 mark_free_pages(zone);
1359                 max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
1360                 for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1361                         if (saveable_highmem_page(zone, pfn))
1362                                 n++;
1363         }
1364         return n;
1365 }
1366 #else
1367 static inline void *saveable_highmem_page(struct zone *z, unsigned long p)
1368 {
1369         return NULL;
1370 }
1371 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
1372
1373 /**
1374  * saveable_page - Check if the given page is saveable.
1375  *
1376  * Determine whether a non-highmem page should be included in a hibernation
1377  * image.
1378  *
1379  * We should save the page if it isn't Nosave, and is not in the range
1380  * of pages statically defined as 'unsaveable', and it isn't part of
1381  * a free chunk of pages.
1382  */
1383 static struct page *saveable_page(struct zone *zone, unsigned long pfn)
1384 {
1385         struct page *page;
1386
1387         if (!pfn_valid(pfn))
1388                 return NULL;
1389
1390         page = pfn_to_online_page(pfn);
1391         if (!page || page_zone(page) != zone)
1392                 return NULL;
1393
1394         BUG_ON(PageHighMem(page));
1395
1396         if (swsusp_page_is_forbidden(page) || swsusp_page_is_free(page))
1397                 return NULL;
1398
1399         if (PageOffline(page))
1400                 return NULL;
1401
1402         if (PageReserved(page)
1403             && (!kernel_page_present(page) || pfn_is_nosave(pfn)))
1404                 return NULL;
1405
1406         if (page_is_guard(page))
1407                 return NULL;
1408
1409         return page;
1410 }
1411
1412 /**
1413  * count_data_pages - Compute the total number of saveable non-highmem pages.
1414  */
1415 static unsigned int count_data_pages(void)
1416 {
1417         struct zone *zone;
1418         unsigned long pfn, max_zone_pfn;
1419         unsigned int n = 0;
1420
1421         for_each_populated_zone(zone) {
1422                 if (is_highmem(zone))
1423                         continue;
1424
1425                 mark_free_pages(zone);
1426                 max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
1427                 for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1428                         if (saveable_page(zone, pfn))
1429                                 n++;
1430         }
1431         return n;
1432 }
1433
1434 /*
1435  * This is needed, because copy_page and memcpy are not usable for copying
1436  * task structs. Returns true if the page was filled with only zeros,
1437  * otherwise false.
1438  */
1439 static inline bool do_copy_page(long *dst, long *src)
1440 {
1441         long z = 0;
1442         int n;
1443
1444         for (n = PAGE_SIZE / sizeof(long); n; n--) {
1445                 z |= *src;
1446                 *dst++ = *src++;
1447         }
1448         return !z;
1449 }
1450
1451 /**
1452  * safe_copy_page - Copy a page in a safe way.
1453  *
1454  * Check if the page we are going to copy is marked as present in the kernel
1455  * page tables. This always is the case if CONFIG_DEBUG_PAGEALLOC or
1456  * CONFIG_ARCH_HAS_SET_DIRECT_MAP is not set. In that case kernel_page_present()
1457  * always returns 'true'. Returns true if the page was entirely composed of
1458  * zeros, otherwise it will return false.
1459  */
1460 static bool safe_copy_page(void *dst, struct page *s_page)
1461 {
1462         bool zeros_only;
1463
1464         if (kernel_page_present(s_page)) {
1465                 zeros_only = do_copy_page(dst, page_address(s_page));
1466         } else {
1467                 hibernate_map_page(s_page);
1468                 zeros_only = do_copy_page(dst, page_address(s_page));
1469                 hibernate_unmap_page(s_page);
1470         }
1471         return zeros_only;
1472 }
1473
1474 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1475 static inline struct page *page_is_saveable(struct zone *zone, unsigned long pfn)
1476 {
1477         return is_highmem(zone) ?
1478                 saveable_highmem_page(zone, pfn) : saveable_page(zone, pfn);
1479 }
1480
1481 static bool copy_data_page(unsigned long dst_pfn, unsigned long src_pfn)
1482 {
1483         struct page *s_page, *d_page;
1484         void *src, *dst;
1485         bool zeros_only;
1486
1487         s_page = pfn_to_page(src_pfn);
1488         d_page = pfn_to_page(dst_pfn);
1489         if (PageHighMem(s_page)) {
1490                 src = kmap_atomic(s_page);
1491                 dst = kmap_atomic(d_page);
1492                 zeros_only = do_copy_page(dst, src);
1493                 kunmap_atomic(dst);
1494                 kunmap_atomic(src);
1495         } else {
1496                 if (PageHighMem(d_page)) {
1497                         /*
1498                          * The page pointed to by src may contain some kernel
1499                          * data modified by kmap_atomic()
1500                          */
1501                         zeros_only = safe_copy_page(buffer, s_page);
1502                         dst = kmap_atomic(d_page);
1503                         copy_page(dst, buffer);
1504                         kunmap_atomic(dst);
1505                 } else {
1506                         zeros_only = safe_copy_page(page_address(d_page), s_page);
1507                 }
1508         }
1509         return zeros_only;
1510 }
1511 #else
1512 #define page_is_saveable(zone, pfn)     saveable_page(zone, pfn)
1513
1514 static inline int copy_data_page(unsigned long dst_pfn, unsigned long src_pfn)
1515 {
1516         return safe_copy_page(page_address(pfn_to_page(dst_pfn)),
1517                                 pfn_to_page(src_pfn));
1518 }
1519 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
1520
1521 /*
1522  * Copy data pages will copy all pages into pages pulled from the copy_bm.
1523  * If a page was entirely filled with zeros it will be marked in the zero_bm.
1524  *
1525  * Returns the number of pages copied.
1526  */
1527 static unsigned long copy_data_pages(struct memory_bitmap *copy_bm,
1528                             struct memory_bitmap *orig_bm,
1529                             struct memory_bitmap *zero_bm)
1530 {
1531         unsigned long copied_pages = 0;
1532         struct zone *zone;
1533         unsigned long pfn, copy_pfn;
1534
1535         for_each_populated_zone(zone) {
1536                 unsigned long max_zone_pfn;
1537
1538                 mark_free_pages(zone);
1539                 max_zone_pfn = zone_end_pfn(zone);
1540                 for (pfn = zone->zone_start_pfn; pfn < max_zone_pfn; pfn++)
1541                         if (page_is_saveable(zone, pfn))
1542                                 memory_bm_set_bit(orig_bm, pfn);
1543         }
1544         memory_bm_position_reset(orig_bm);
1545         memory_bm_position_reset(copy_bm);
1546         copy_pfn = memory_bm_next_pfn(copy_bm);
1547         for(;;) {
1548                 pfn = memory_bm_next_pfn(orig_bm);
1549                 if (unlikely(pfn == BM_END_OF_MAP))
1550                         break;
1551                 if (copy_data_page(copy_pfn, pfn)) {
1552                         memory_bm_set_bit(zero_bm, pfn);
1553                         /* Use this copy_pfn for a page that is not full of zeros */
1554                         continue;
1555                 }
1556                 copied_pages++;
1557                 copy_pfn = memory_bm_next_pfn(copy_bm);
1558         }
1559         return copied_pages;
1560 }
1561
1562 /* Total number of image pages */
1563 static unsigned int nr_copy_pages;
1564 /* Number of pages needed for saving the original pfns of the image pages */
1565 static unsigned int nr_meta_pages;
1566 /* Number of zero pages */
1567 static unsigned int nr_zero_pages;
1568
1569 /*
1570  * Numbers of normal and highmem page frames allocated for hibernation image
1571  * before suspending devices.
1572  */
1573 static unsigned int alloc_normal, alloc_highmem;
1574 /*
1575  * Memory bitmap used for marking saveable pages (during hibernation) or
1576  * hibernation image pages (during restore)
1577  */
1578 static struct memory_bitmap orig_bm;
1579 /*
1580  * Memory bitmap used during hibernation for marking allocated page frames that
1581  * will contain copies of saveable pages.  During restore it is initially used
1582  * for marking hibernation image pages, but then the set bits from it are
1583  * duplicated in @orig_bm and it is released.  On highmem systems it is next
1584  * used for marking "safe" highmem pages, but it has to be reinitialized for
1585  * this purpose.
1586  */
1587 static struct memory_bitmap copy_bm;
1588
1589 /* Memory bitmap which tracks which saveable pages were zero filled. */
1590 static struct memory_bitmap zero_bm;
1591
1592 /**
1593  * swsusp_free - Free pages allocated for hibernation image.
1594  *
1595  * Image pages are allocated before snapshot creation, so they need to be
1596  * released after resume.
1597  */
1598 void swsusp_free(void)
1599 {
1600         unsigned long fb_pfn, fr_pfn;
1601
1602         if (!forbidden_pages_map || !free_pages_map)
1603                 goto out;
1604
1605         memory_bm_position_reset(forbidden_pages_map);
1606         memory_bm_position_reset(free_pages_map);
1607
1608 loop:
1609         fr_pfn = memory_bm_next_pfn(free_pages_map);
1610         fb_pfn = memory_bm_next_pfn(forbidden_pages_map);
1611
1612         /*
1613          * Find the next bit set in both bitmaps. This is guaranteed to
1614          * terminate when fb_pfn == fr_pfn == BM_END_OF_MAP.
1615          */
1616         do {
1617                 if (fb_pfn < fr_pfn)
1618                         fb_pfn = memory_bm_next_pfn(forbidden_pages_map);
1619                 if (fr_pfn < fb_pfn)
1620                         fr_pfn = memory_bm_next_pfn(free_pages_map);
1621         } while (fb_pfn != fr_pfn);
1622
1623         if (fr_pfn != BM_END_OF_MAP && pfn_valid(fr_pfn)) {
1624                 struct page *page = pfn_to_page(fr_pfn);
1625
1626                 memory_bm_clear_current(forbidden_pages_map);
1627                 memory_bm_clear_current(free_pages_map);
1628                 hibernate_restore_unprotect_page(page_address(page));
1629                 __free_page(page);
1630                 goto loop;
1631         }
1632
1633 out:
1634         nr_copy_pages = 0;
1635         nr_meta_pages = 0;
1636         nr_zero_pages = 0;
1637         restore_pblist = NULL;
1638         buffer = NULL;
1639         alloc_normal = 0;
1640         alloc_highmem = 0;
1641         hibernate_restore_protection_end();
1642 }
1643
1644 /* Helper functions used for the shrinking of memory. */
1645
1646 #define GFP_IMAGE       (GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN)
1647
1648 /**
1649  * preallocate_image_pages - Allocate a number of pages for hibernation image.
1650  * @nr_pages: Number of page frames to allocate.
1651  * @mask: GFP flags to use for the allocation.
1652  *
1653  * Return value: Number of page frames actually allocated
1654  */
1655 static unsigned long preallocate_image_pages(unsigned long nr_pages, gfp_t mask)
1656 {
1657         unsigned long nr_alloc = 0;
1658
1659         while (nr_pages > 0) {
1660                 struct page *page;
1661
1662                 page = alloc_image_page(mask);
1663                 if (!page)
1664                         break;
1665                 memory_bm_set_bit(&copy_bm, page_to_pfn(page));
1666                 if (PageHighMem(page))
1667                         alloc_highmem++;
1668                 else
1669                         alloc_normal++;
1670                 nr_pages--;
1671                 nr_alloc++;
1672         }
1673
1674         return nr_alloc;
1675 }
1676
1677 static unsigned long preallocate_image_memory(unsigned long nr_pages,
1678                                               unsigned long avail_normal)
1679 {
1680         unsigned long alloc;
1681
1682         if (avail_normal <= alloc_normal)
1683                 return 0;
1684
1685         alloc = avail_normal - alloc_normal;
1686         if (nr_pages < alloc)
1687                 alloc = nr_pages;
1688
1689         return preallocate_image_pages(alloc, GFP_IMAGE);
1690 }
1691
1692 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1693 static unsigned long preallocate_image_highmem(unsigned long nr_pages)
1694 {
1695         return preallocate_image_pages(nr_pages, GFP_IMAGE | __GFP_HIGHMEM);
1696 }
1697
1698 /**
1699  *  __fraction - Compute (an approximation of) x * (multiplier / base).
1700  */
1701 static unsigned long __fraction(u64 x, u64 multiplier, u64 base)
1702 {
1703         return div64_u64(x * multiplier, base);
1704 }
1705
1706 static unsigned long preallocate_highmem_fraction(unsigned long nr_pages,
1707                                                   unsigned long highmem,
1708                                                   unsigned long total)
1709 {
1710         unsigned long alloc = __fraction(nr_pages, highmem, total);
1711
1712         return preallocate_image_pages(alloc, GFP_IMAGE | __GFP_HIGHMEM);
1713 }
1714 #else /* CONFIG_HIGHMEM */
1715 static inline unsigned long preallocate_image_highmem(unsigned long nr_pages)
1716 {
1717         return 0;
1718 }
1719
1720 static inline unsigned long preallocate_highmem_fraction(unsigned long nr_pages,
1721                                                          unsigned long highmem,
1722                                                          unsigned long total)
1723 {
1724         return 0;
1725 }
1726 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
1727
1728 /**
1729  * free_unnecessary_pages - Release preallocated pages not needed for the image.
1730  */
1731 static unsigned long free_unnecessary_pages(void)
1732 {
1733         unsigned long save, to_free_normal, to_free_highmem, free;
1734
1735         save = count_data_pages();
1736         if (alloc_normal >= save) {
1737                 to_free_normal = alloc_normal - save;
1738                 save = 0;
1739         } else {
1740                 to_free_normal = 0;
1741                 save -= alloc_normal;
1742         }
1743         save += count_highmem_pages();
1744         if (alloc_highmem >= save) {
1745                 to_free_highmem = alloc_highmem - save;
1746         } else {
1747                 to_free_highmem = 0;
1748                 save -= alloc_highmem;
1749                 if (to_free_normal > save)
1750                         to_free_normal -= save;
1751                 else
1752                         to_free_normal = 0;
1753         }
1754         free = to_free_normal + to_free_highmem;
1755
1756         memory_bm_position_reset(&copy_bm);
1757
1758         while (to_free_normal > 0 || to_free_highmem > 0) {
1759                 unsigned long pfn = memory_bm_next_pfn(&copy_bm);
1760                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1761
1762                 if (PageHighMem(page)) {
1763                         if (!to_free_highmem)
1764                                 continue;
1765                         to_free_highmem--;
1766                         alloc_highmem--;
1767                 } else {
1768                         if (!to_free_normal)
1769                                 continue;
1770                         to_free_normal--;
1771                         alloc_normal--;
1772                 }
1773                 memory_bm_clear_bit(&copy_bm, pfn);
1774                 swsusp_unset_page_forbidden(page);
1775                 swsusp_unset_page_free(page);
1776                 __free_page(page);
1777         }
1778
1779         return free;
1780 }
1781
1782 /**
1783  * minimum_image_size - Estimate the minimum acceptable size of an image.
1784  * @saveable: Number of saveable pages in the system.
1785  *
1786  * We want to avoid attempting to free too much memory too hard, so estimate the
1787  * minimum acceptable size of a hibernation image to use as the lower limit for
1788  * preallocating memory.
1789  *
1790  * We assume that the minimum image size should be proportional to
1791  *
1792  * [number of saveable pages] - [number of pages that can be freed in theory]
1793  *
1794  * where the second term is the sum of (1) reclaimable slab pages, (2) active
1795  * and (3) inactive anonymous pages, (4) active and (5) inactive file pages.
1796  */
1797 static unsigned long minimum_image_size(unsigned long saveable)
1798 {
1799         unsigned long size;
1800
1801         size = global_node_page_state_pages(NR_SLAB_RECLAIMABLE_B)
1802                 + global_node_page_state(NR_ACTIVE_ANON)
1803                 + global_node_page_state(NR_INACTIVE_ANON)
1804                 + global_node_page_state(NR_ACTIVE_FILE)
1805                 + global_node_page_state(NR_INACTIVE_FILE);
1806
1807         return saveable <= size ? 0 : saveable - size;
1808 }
1809
1810 /**
1811  * hibernate_preallocate_memory - Preallocate memory for hibernation image.
1812  *
1813  * To create a hibernation image it is necessary to make a copy of every page
1814  * frame in use.  We also need a number of page frames to be free during
1815  * hibernation for allocations made while saving the image and for device
1816  * drivers, in case they need to allocate memory from their hibernation
1817  * callbacks (these two numbers are given by PAGES_FOR_IO (which is a rough
1818  * estimate) and reserved_size divided by PAGE_SIZE (which is tunable through
1819  * /sys/power/reserved_size, respectively).  To make this happen, we compute the
1820  * total number of available page frames and allocate at least
1821  *
1822  * ([page frames total] - PAGES_FOR_IO - [metadata pages]) / 2
1823  *  - 2 * DIV_ROUND_UP(reserved_size, PAGE_SIZE)
1824  *
1825  * of them, which corresponds to the maximum size of a hibernation image.
1826  *
1827  * If image_size is set below the number following from the above formula,
1828  * the preallocation of memory is continued until the total number of saveable
1829  * pages in the system is below the requested image size or the minimum
1830  * acceptable image size returned by minimum_image_size(), whichever is greater.
1831  */
1832 int hibernate_preallocate_memory(void)
1833 {
1834         struct zone *zone;
1835         unsigned long saveable, size, max_size, count, highmem, pages = 0;
1836         unsigned long alloc, save_highmem, pages_highmem, avail_normal;
1837         ktime_t start, stop;
1838         int error;
1839
1840         pr_info("Preallocating image memory\n");
1841         start = ktime_get();
1842
1843         error = memory_bm_create(&orig_bm, GFP_IMAGE, PG_ANY);
1844         if (error) {
1845                 pr_err("Cannot allocate original bitmap\n");
1846                 goto err_out;
1847         }
1848
1849         error = memory_bm_create(&copy_bm, GFP_IMAGE, PG_ANY);
1850         if (error) {
1851                 pr_err("Cannot allocate copy bitmap\n");
1852                 goto err_out;
1853         }
1854
1855         error = memory_bm_create(&zero_bm, GFP_IMAGE, PG_ANY);
1856         if (error) {
1857                 pr_err("Cannot allocate zero bitmap\n");
1858                 goto err_out;
1859         }
1860
1861         alloc_normal = 0;
1862         alloc_highmem = 0;
1863         nr_zero_pages = 0;
1864
1865         /* Count the number of saveable data pages. */
1866         save_highmem = count_highmem_pages();
1867         saveable = count_data_pages();
1868
1869         /*
1870          * Compute the total number of page frames we can use (count) and the
1871          * number of pages needed for image metadata (size).
1872          */
1873         count = saveable;
1874         saveable += save_highmem;
1875         highmem = save_highmem;
1876         size = 0;
1877         for_each_populated_zone(zone) {
1878                 size += snapshot_additional_pages(zone);
1879                 if (is_highmem(zone))
1880                         highmem += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
1881                 else
1882                         count += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
1883         }
1884         avail_normal = count;
1885         count += highmem;
1886         count -= totalreserve_pages;
1887
1888         /* Compute the maximum number of saveable pages to leave in memory. */
1889         max_size = (count - (size + PAGES_FOR_IO)) / 2
1890                         - 2 * DIV_ROUND_UP(reserved_size, PAGE_SIZE);
1891         /* Compute the desired number of image pages specified by image_size. */
1892         size = DIV_ROUND_UP(image_size, PAGE_SIZE);
1893         if (size > max_size)
1894                 size = max_size;
1895         /*
1896          * If the desired number of image pages is at least as large as the
1897          * current number of saveable pages in memory, allocate page frames for
1898          * the image and we're done.
1899          */
1900         if (size >= saveable) {
1901                 pages = preallocate_image_highmem(save_highmem);
1902                 pages += preallocate_image_memory(saveable - pages, avail_normal);
1903                 goto out;
1904         }
1905
1906         /* Estimate the minimum size of the image. */
1907         pages = minimum_image_size(saveable);
1908         /*
1909          * To avoid excessive pressure on the normal zone, leave room in it to
1910          * accommodate an image of the minimum size (unless it's already too
1911          * small, in which case don't preallocate pages from it at all).
1912          */
1913         if (avail_normal > pages)
1914                 avail_normal -= pages;
1915         else
1916                 avail_normal = 0;
1917         if (size < pages)
1918                 size = min_t(unsigned long, pages, max_size);
1919
1920         /*
1921          * Let the memory management subsystem know that we're going to need a
1922          * large number of page frames to allocate and make it free some memory.
1923          * NOTE: If this is not done, performance will be hurt badly in some
1924          * test cases.
1925          */
1926         shrink_all_memory(saveable - size);
1927
1928         /*
1929          * The number of saveable pages in memory was too high, so apply some
1930          * pressure to decrease it.  First, make room for the largest possible
1931          * image and fail if that doesn't work.  Next, try to decrease the size
1932          * of the image as much as indicated by 'size' using allocations from
1933          * highmem and non-highmem zones separately.
1934          */
1935         pages_highmem = preallocate_image_highmem(highmem / 2);
1936         alloc = count - max_size;
1937         if (alloc > pages_highmem)
1938                 alloc -= pages_highmem;
1939         else
1940                 alloc = 0;
1941         pages = preallocate_image_memory(alloc, avail_normal);
1942         if (pages < alloc) {
1943                 /* We have exhausted non-highmem pages, try highmem. */
1944                 alloc -= pages;
1945                 pages += pages_highmem;
1946                 pages_highmem = preallocate_image_highmem(alloc);
1947                 if (pages_highmem < alloc) {
1948                         pr_err("Image allocation is %lu pages short\n",
1949                                 alloc - pages_highmem);
1950                         goto err_out;
1951                 }
1952                 pages += pages_highmem;
1953                 /*
1954                  * size is the desired number of saveable pages to leave in
1955                  * memory, so try to preallocate (all memory - size) pages.
1956                  */
1957                 alloc = (count - pages) - size;
1958                 pages += preallocate_image_highmem(alloc);
1959         } else {
1960                 /*
1961                  * There are approximately max_size saveable pages at this point
1962                  * and we want to reduce this number down to size.
1963                  */
1964                 alloc = max_size - size;
1965                 size = preallocate_highmem_fraction(alloc, highmem, count);
1966                 pages_highmem += size;
1967                 alloc -= size;
1968                 size = preallocate_image_memory(alloc, avail_normal);
1969                 pages_highmem += preallocate_image_highmem(alloc - size);
1970                 pages += pages_highmem + size;
1971         }
1972
1973         /*
1974          * We only need as many page frames for the image as there are saveable
1975          * pages in memory, but we have allocated more.  Release the excessive
1976          * ones now.
1977          */
1978         pages -= free_unnecessary_pages();
1979
1980  out:
1981         stop = ktime_get();
1982         pr_info("Allocated %lu pages for snapshot\n", pages);
1983         swsusp_show_speed(start, stop, pages, "Allocated");
1984
1985         return 0;
1986
1987  err_out:
1988         swsusp_free();
1989         return -ENOMEM;
1990 }
1991
1992 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
1993 /**
1994  * count_pages_for_highmem - Count non-highmem pages needed for copying highmem.
1995  *
1996  * Compute the number of non-highmem pages that will be necessary for creating
1997  * copies of highmem pages.
1998  */
1999 static unsigned int count_pages_for_highmem(unsigned int nr_highmem)
2000 {
2001         unsigned int free_highmem = count_free_highmem_pages() + alloc_highmem;
2002
2003         if (free_highmem >= nr_highmem)
2004                 nr_highmem = 0;
2005         else
2006                 nr_highmem -= free_highmem;
2007
2008         return nr_highmem;
2009 }
2010 #else
2011 static unsigned int count_pages_for_highmem(unsigned int nr_highmem) { return 0; }
2012 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
2013
2014 /**
2015  * enough_free_mem - Check if there is enough free memory for the image.
2016  */
2017 static int enough_free_mem(unsigned int nr_pages, unsigned int nr_highmem)
2018 {
2019         struct zone *zone;
2020         unsigned int free = alloc_normal;
2021
2022         for_each_populated_zone(zone)
2023                 if (!is_highmem(zone))
2024                         free += zone_page_state(zone, NR_FREE_PAGES);
2025
2026         nr_pages += count_pages_for_highmem(nr_highmem);
2027         pr_debug("Normal pages needed: %u + %u, available pages: %u\n",
2028                  nr_pages, PAGES_FOR_IO, free);
2029
2030         return free > nr_pages + PAGES_FOR_IO;
2031 }
2032
2033 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2034 /**
2035  * get_highmem_buffer - Allocate a buffer for highmem pages.
2036  *
2037  * If there are some highmem pages in the hibernation image, we may need a
2038  * buffer to copy them and/or load their data.
2039  */
2040 static inline int get_highmem_buffer(int safe_needed)
2041 {
2042         buffer = get_image_page(GFP_ATOMIC, safe_needed);
2043         return buffer ? 0 : -ENOMEM;
2044 }
2045
2046 /**
2047  * alloc_highmem_pages - Allocate some highmem pages for the image.
2048  *
2049  * Try to allocate as many pages as needed, but if the number of free highmem
2050  * pages is less than that, allocate them all.
2051  */
2052 static inline unsigned int alloc_highmem_pages(struct memory_bitmap *bm,
2053                                                unsigned int nr_highmem)
2054 {
2055         unsigned int to_alloc = count_free_highmem_pages();
2056
2057         if (to_alloc > nr_highmem)
2058                 to_alloc = nr_highmem;
2059
2060         nr_highmem -= to_alloc;
2061         while (to_alloc-- > 0) {
2062                 struct page *page;
2063
2064                 page = alloc_image_page(__GFP_HIGHMEM|__GFP_KSWAPD_RECLAIM);
2065                 memory_bm_set_bit(bm, page_to_pfn(page));
2066         }
2067         return nr_highmem;
2068 }
2069 #else
2070 static inline int get_highmem_buffer(int safe_needed) { return 0; }
2071
2072 static inline unsigned int alloc_highmem_pages(struct memory_bitmap *bm,
2073                                                unsigned int n) { return 0; }
2074 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
2075
2076 /**
2077  * swsusp_alloc - Allocate memory for hibernation image.
2078  *
2079  * We first try to allocate as many highmem pages as there are
2080  * saveable highmem pages in the system.  If that fails, we allocate
2081  * non-highmem pages for the copies of the remaining highmem ones.
2082  *
2083  * In this approach it is likely that the copies of highmem pages will
2084  * also be located in the high memory, because of the way in which
2085  * copy_data_pages() works.
2086  */
2087 static int swsusp_alloc(struct memory_bitmap *copy_bm,
2088                         unsigned int nr_pages, unsigned int nr_highmem)
2089 {
2090         if (nr_highmem > 0) {
2091                 if (get_highmem_buffer(PG_ANY))
2092                         goto err_out;
2093                 if (nr_highmem > alloc_highmem) {
2094                         nr_highmem -= alloc_highmem;
2095                         nr_pages += alloc_highmem_pages(copy_bm, nr_highmem);
2096                 }
2097         }
2098         if (nr_pages > alloc_normal) {
2099                 nr_pages -= alloc_normal;
2100                 while (nr_pages-- > 0) {
2101                         struct page *page;
2102
2103                         page = alloc_image_page(GFP_ATOMIC);
2104                         if (!page)
2105                                 goto err_out;
2106                         memory_bm_set_bit(copy_bm, page_to_pfn(page));
2107                 }
2108         }
2109
2110         return 0;
2111
2112  err_out:
2113         swsusp_free();
2114         return -ENOMEM;
2115 }
2116
2117 asmlinkage __visible int swsusp_save(void)
2118 {
2119         unsigned int nr_pages, nr_highmem;
2120
2121         pr_info("Creating image:\n");
2122
2123         drain_local_pages(NULL);
2124         nr_pages = count_data_pages();
2125         nr_highmem = count_highmem_pages();
2126         pr_info("Need to copy %u pages\n", nr_pages + nr_highmem);
2127
2128         if (!enough_free_mem(nr_pages, nr_highmem)) {
2129                 pr_err("Not enough free memory\n");
2130                 return -ENOMEM;
2131         }
2132
2133         if (swsusp_alloc(&copy_bm, nr_pages, nr_highmem)) {
2134                 pr_err("Memory allocation failed\n");
2135                 return -ENOMEM;
2136         }
2137
2138         /*
2139          * During allocating of suspend pagedir, new cold pages may appear.
2140          * Kill them.
2141          */
2142         drain_local_pages(NULL);
2143         nr_copy_pages = copy_data_pages(&copy_bm, &orig_bm, &zero_bm);
2144
2145         /*
2146          * End of critical section. From now on, we can write to memory,
2147          * but we should not touch disk. This specially means we must _not_
2148          * touch swap space! Except we must write out our image of course.
2149          */
2150         nr_pages += nr_highmem;
2151         /* We don't actually copy the zero pages */
2152         nr_zero_pages = nr_pages - nr_copy_pages;
2153         nr_meta_pages = DIV_ROUND_UP(nr_pages * sizeof(long), PAGE_SIZE);
2154
2155         pr_info("Image created (%d pages copied, %d zero pages)\n", nr_copy_pages, nr_zero_pages);
2156
2157         return 0;
2158 }
2159
2160 #ifndef CONFIG_ARCH_HIBERNATION_HEADER
2161 static int init_header_complete(struct swsusp_info *info)
2162 {
2163         memcpy(&info->uts, init_utsname(), sizeof(struct new_utsname));
2164         info->version_code = LINUX_VERSION_CODE;
2165         return 0;
2166 }
2167
2168 static const char *check_image_kernel(struct swsusp_info *info)
2169 {
2170         if (info->version_code != LINUX_VERSION_CODE)
2171                 return "kernel version";
2172         if (strcmp(info->uts.sysname,init_utsname()->sysname))
2173                 return "system type";
2174         if (strcmp(info->uts.release,init_utsname()->release))
2175                 return "kernel release";
2176         if (strcmp(info->uts.version,init_utsname()->version))
2177                 return "version";
2178         if (strcmp(info->uts.machine,init_utsname()->machine))
2179                 return "machine";
2180         return NULL;
2181 }
2182 #endif /* CONFIG_ARCH_HIBERNATION_HEADER */
2183
2184 unsigned long snapshot_get_image_size(void)
2185 {
2186         return nr_copy_pages + nr_meta_pages + 1;
2187 }
2188
2189 static int init_header(struct swsusp_info *info)
2190 {
2191         memset(info, 0, sizeof(struct swsusp_info));
2192         info->num_physpages = get_num_physpages();
2193         info->image_pages = nr_copy_pages;
2194         info->pages = snapshot_get_image_size();
2195         info->size = info->pages;
2196         info->size <<= PAGE_SHIFT;
2197         return init_header_complete(info);
2198 }
2199
2200 #define ENCODED_PFN_ZERO_FLAG ((unsigned long)1 << (BITS_PER_LONG - 1))
2201 #define ENCODED_PFN_MASK (~ENCODED_PFN_ZERO_FLAG)
2202
2203 /**
2204  * pack_pfns - Prepare PFNs for saving.
2205  * @bm: Memory bitmap.
2206  * @buf: Memory buffer to store the PFNs in.
2207  * @zero_bm: Memory bitmap containing PFNs of zero pages.
2208  *
2209  * PFNs corresponding to set bits in @bm are stored in the area of memory
2210  * pointed to by @buf (1 page at a time). Pages which were filled with only
2211  * zeros will have the highest bit set in the packed format to distinguish
2212  * them from PFNs which will be contained in the image file.
2213  */
2214 static inline void pack_pfns(unsigned long *buf, struct memory_bitmap *bm,
2215                 struct memory_bitmap *zero_bm)
2216 {
2217         int j;
2218
2219         for (j = 0; j < PAGE_SIZE / sizeof(long); j++) {
2220                 buf[j] = memory_bm_next_pfn(bm);
2221                 if (unlikely(buf[j] == BM_END_OF_MAP))
2222                         break;
2223                 if (memory_bm_test_bit(zero_bm, buf[j]))
2224                         buf[j] |= ENCODED_PFN_ZERO_FLAG;
2225         }
2226 }
2227
2228 /**
2229  * snapshot_read_next - Get the address to read the next image page from.
2230  * @handle: Snapshot handle to be used for the reading.
2231  *
2232  * On the first call, @handle should point to a zeroed snapshot_handle
2233  * structure.  The structure gets populated then and a pointer to it should be
2234  * passed to this function every next time.
2235  *
2236  * On success, the function returns a positive number.  Then, the caller
2237  * is allowed to read up to the returned number of bytes from the memory
2238  * location computed by the data_of() macro.
2239  *
2240  * The function returns 0 to indicate the end of the data stream condition,
2241  * and negative numbers are returned on errors.  If that happens, the structure
2242  * pointed to by @handle is not updated and should not be used any more.
2243  */
2244 int snapshot_read_next(struct snapshot_handle *handle)
2245 {
2246         if (handle->cur > nr_meta_pages + nr_copy_pages)
2247                 return 0;
2248
2249         if (!buffer) {
2250                 /* This makes the buffer be freed by swsusp_free() */
2251                 buffer = get_image_page(GFP_ATOMIC, PG_ANY);
2252                 if (!buffer)
2253                         return -ENOMEM;
2254         }
2255         if (!handle->cur) {
2256                 int error;
2257
2258                 error = init_header((struct swsusp_info *)buffer);
2259                 if (error)
2260                         return error;
2261                 handle->buffer = buffer;
2262                 memory_bm_position_reset(&orig_bm);
2263                 memory_bm_position_reset(&copy_bm);
2264         } else if (handle->cur <= nr_meta_pages) {
2265                 clear_page(buffer);
2266                 pack_pfns(buffer, &orig_bm, &zero_bm);
2267         } else {
2268                 struct page *page;
2269
2270                 page = pfn_to_page(memory_bm_next_pfn(&copy_bm));
2271                 if (PageHighMem(page)) {
2272                         /*
2273                          * Highmem pages are copied to the buffer,
2274                          * because we can't return with a kmapped
2275                          * highmem page (we may not be called again).
2276                          */
2277                         void *kaddr;
2278
2279                         kaddr = kmap_atomic(page);
2280                         copy_page(buffer, kaddr);
2281                         kunmap_atomic(kaddr);
2282                         handle->buffer = buffer;
2283                 } else {
2284                         handle->buffer = page_address(page);
2285                 }
2286         }
2287         handle->cur++;
2288         return PAGE_SIZE;
2289 }
2290
2291 static void duplicate_memory_bitmap(struct memory_bitmap *dst,
2292                                     struct memory_bitmap *src)
2293 {
2294         unsigned long pfn;
2295
2296         memory_bm_position_reset(src);
2297         pfn = memory_bm_next_pfn(src);
2298         while (pfn != BM_END_OF_MAP) {
2299                 memory_bm_set_bit(dst, pfn);
2300                 pfn = memory_bm_next_pfn(src);
2301         }
2302 }
2303
2304 /**
2305  * mark_unsafe_pages - Mark pages that were used before hibernation.
2306  *
2307  * Mark the pages that cannot be used for storing the image during restoration,
2308  * because they conflict with the pages that had been used before hibernation.
2309  */
2310 static void mark_unsafe_pages(struct memory_bitmap *bm)
2311 {
2312         unsigned long pfn;
2313
2314         /* Clear the "free"/"unsafe" bit for all PFNs */
2315         memory_bm_position_reset(free_pages_map);
2316         pfn = memory_bm_next_pfn(free_pages_map);
2317         while (pfn != BM_END_OF_MAP) {
2318                 memory_bm_clear_current(free_pages_map);
2319                 pfn = memory_bm_next_pfn(free_pages_map);
2320         }
2321
2322         /* Mark pages that correspond to the "original" PFNs as "unsafe" */
2323         duplicate_memory_bitmap(free_pages_map, bm);
2324
2325         allocated_unsafe_pages = 0;
2326 }
2327
2328 static int check_header(struct swsusp_info *info)
2329 {
2330         const char *reason;
2331
2332         reason = check_image_kernel(info);
2333         if (!reason && info->num_physpages != get_num_physpages())
2334                 reason = "memory size";
2335         if (reason) {
2336                 pr_err("Image mismatch: %s\n", reason);
2337                 return -EPERM;
2338         }
2339         return 0;
2340 }
2341
2342 /**
2343  * load_header - Check the image header and copy the data from it.
2344  */
2345 static int load_header(struct swsusp_info *info)
2346 {
2347         int error;
2348
2349         restore_pblist = NULL;
2350         error = check_header(info);
2351         if (!error) {
2352                 nr_copy_pages = info->image_pages;
2353                 nr_meta_pages = info->pages - info->image_pages - 1;
2354         }
2355         return error;
2356 }
2357
2358 /**
2359  * unpack_orig_pfns - Set bits corresponding to given PFNs in a memory bitmap.
2360  * @bm: Memory bitmap.
2361  * @buf: Area of memory containing the PFNs.
2362  * @zero_bm: Memory bitmap with the zero PFNs marked.
2363  *
2364  * For each element of the array pointed to by @buf (1 page at a time), set the
2365  * corresponding bit in @bm. If the page was originally populated with only
2366  * zeros then a corresponding bit will also be set in @zero_bm.
2367  */
2368 static int unpack_orig_pfns(unsigned long *buf, struct memory_bitmap *bm,
2369                 struct memory_bitmap *zero_bm)
2370 {
2371         unsigned long decoded_pfn;
2372         bool zero;
2373         int j;
2374
2375         for (j = 0; j < PAGE_SIZE / sizeof(long); j++) {
2376                 if (unlikely(buf[j] == BM_END_OF_MAP))
2377                         break;
2378
2379                 zero = !!(buf[j] & ENCODED_PFN_ZERO_FLAG);
2380                 decoded_pfn = buf[j] & ENCODED_PFN_MASK;
2381                 if (pfn_valid(decoded_pfn) && memory_bm_pfn_present(bm, decoded_pfn)) {
2382                         memory_bm_set_bit(bm, decoded_pfn);
2383                         if (zero) {
2384                                 memory_bm_set_bit(zero_bm, decoded_pfn);
2385                                 nr_zero_pages++;
2386                         }
2387                 } else {
2388                         if (!pfn_valid(decoded_pfn))
2389                                 pr_err(FW_BUG "Memory map mismatch at 0x%llx after hibernation\n",
2390                                        (unsigned long long)PFN_PHYS(decoded_pfn));
2391                         return -EFAULT;
2392                 }
2393         }
2394
2395         return 0;
2396 }
2397
2398 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2399 /*
2400  * struct highmem_pbe is used for creating the list of highmem pages that
2401  * should be restored atomically during the resume from disk, because the page
2402  * frames they have occupied before the suspend are in use.
2403  */
2404 struct highmem_pbe {
2405         struct page *copy_page; /* data is here now */
2406         struct page *orig_page; /* data was here before the suspend */
2407         struct highmem_pbe *next;
2408 };
2409
2410 /*
2411  * List of highmem PBEs needed for restoring the highmem pages that were
2412  * allocated before the suspend and included in the suspend image, but have
2413  * also been allocated by the "resume" kernel, so their contents cannot be
2414  * written directly to their "original" page frames.
2415  */
2416 static struct highmem_pbe *highmem_pblist;
2417
2418 /**
2419  * count_highmem_image_pages - Compute the number of highmem pages in the image.
2420  * @bm: Memory bitmap.
2421  *
2422  * The bits in @bm that correspond to image pages are assumed to be set.
2423  */
2424 static unsigned int count_highmem_image_pages(struct memory_bitmap *bm)
2425 {
2426         unsigned long pfn;
2427         unsigned int cnt = 0;
2428
2429         memory_bm_position_reset(bm);
2430         pfn = memory_bm_next_pfn(bm);
2431         while (pfn != BM_END_OF_MAP) {
2432                 if (PageHighMem(pfn_to_page(pfn)))
2433                         cnt++;
2434
2435                 pfn = memory_bm_next_pfn(bm);
2436         }
2437         return cnt;
2438 }
2439
2440 static unsigned int safe_highmem_pages;
2441
2442 static struct memory_bitmap *safe_highmem_bm;
2443
2444 /**
2445  * prepare_highmem_image - Allocate memory for loading highmem data from image.
2446  * @bm: Pointer to an uninitialized memory bitmap structure.
2447  * @nr_highmem_p: Pointer to the number of highmem image pages.
2448  *
2449  * Try to allocate as many highmem pages as there are highmem image pages
2450  * (@nr_highmem_p points to the variable containing the number of highmem image
2451  * pages).  The pages that are "safe" (ie. will not be overwritten when the
2452  * hibernation image is restored entirely) have the corresponding bits set in
2453  * @bm (it must be uninitialized).
2454  *
2455  * NOTE: This function should not be called if there are no highmem image pages.
2456  */
2457 static int prepare_highmem_image(struct memory_bitmap *bm,
2458                                  unsigned int *nr_highmem_p)
2459 {
2460         unsigned int to_alloc;
2461
2462         if (memory_bm_create(bm, GFP_ATOMIC, PG_SAFE))
2463                 return -ENOMEM;
2464
2465         if (get_highmem_buffer(PG_SAFE))
2466                 return -ENOMEM;
2467
2468         to_alloc = count_free_highmem_pages();
2469         if (to_alloc > *nr_highmem_p)
2470                 to_alloc = *nr_highmem_p;
2471         else
2472                 *nr_highmem_p = to_alloc;
2473
2474         safe_highmem_pages = 0;
2475         while (to_alloc-- > 0) {
2476                 struct page *page;
2477
2478                 page = alloc_page(__GFP_HIGHMEM);
2479                 if (!swsusp_page_is_free(page)) {
2480                         /* The page is "safe", set its bit the bitmap */
2481                         memory_bm_set_bit(bm, page_to_pfn(page));
2482                         safe_highmem_pages++;
2483                 }
2484                 /* Mark the page as allocated */
2485                 swsusp_set_page_forbidden(page);
2486                 swsusp_set_page_free(page);
2487         }
2488         memory_bm_position_reset(bm);
2489         safe_highmem_bm = bm;
2490         return 0;
2491 }
2492
2493 static struct page *last_highmem_page;
2494
2495 /**
2496  * get_highmem_page_buffer - Prepare a buffer to store a highmem image page.
2497  *
2498  * For a given highmem image page get a buffer that suspend_write_next() should
2499  * return to its caller to write to.
2500  *
2501  * If the page is to be saved to its "original" page frame or a copy of
2502  * the page is to be made in the highmem, @buffer is returned.  Otherwise,
2503  * the copy of the page is to be made in normal memory, so the address of
2504  * the copy is returned.
2505  *
2506  * If @buffer is returned, the caller of suspend_write_next() will write
2507  * the page's contents to @buffer, so they will have to be copied to the
2508  * right location on the next call to suspend_write_next() and it is done
2509  * with the help of copy_last_highmem_page().  For this purpose, if
2510  * @buffer is returned, @last_highmem_page is set to the page to which
2511  * the data will have to be copied from @buffer.
2512  */
2513 static void *get_highmem_page_buffer(struct page *page,
2514                                      struct chain_allocator *ca)
2515 {
2516         struct highmem_pbe *pbe;
2517         void *kaddr;
2518
2519         if (swsusp_page_is_forbidden(page) && swsusp_page_is_free(page)) {
2520                 /*
2521                  * We have allocated the "original" page frame and we can
2522                  * use it directly to store the loaded page.
2523                  */
2524                 last_highmem_page = page;
2525                 return buffer;
2526         }
2527         /*
2528          * The "original" page frame has not been allocated and we have to
2529          * use a "safe" page frame to store the loaded page.
2530          */
2531         pbe = chain_alloc(ca, sizeof(struct highmem_pbe));
2532         if (!pbe) {
2533                 swsusp_free();
2534                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2535         }
2536         pbe->orig_page = page;
2537         if (safe_highmem_pages > 0) {
2538                 struct page *tmp;
2539
2540                 /* Copy of the page will be stored in high memory */
2541                 kaddr = buffer;
2542                 tmp = pfn_to_page(memory_bm_next_pfn(safe_highmem_bm));
2543                 safe_highmem_pages--;
2544                 last_highmem_page = tmp;
2545                 pbe->copy_page = tmp;
2546         } else {
2547                 /* Copy of the page will be stored in normal memory */
2548                 kaddr = __get_safe_page(ca->gfp_mask);
2549                 if (!kaddr)
2550                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
2551                 pbe->copy_page = virt_to_page(kaddr);
2552         }
2553         pbe->next = highmem_pblist;
2554         highmem_pblist = pbe;
2555         return kaddr;
2556 }
2557
2558 /**
2559  * copy_last_highmem_page - Copy most the most recent highmem image page.
2560  *
2561  * Copy the contents of a highmem image from @buffer, where the caller of
2562  * snapshot_write_next() has stored them, to the right location represented by
2563  * @last_highmem_page .
2564  */
2565 static void copy_last_highmem_page(void)
2566 {
2567         if (last_highmem_page) {
2568                 void *dst;
2569
2570                 dst = kmap_atomic(last_highmem_page);
2571                 copy_page(dst, buffer);
2572                 kunmap_atomic(dst);
2573                 last_highmem_page = NULL;
2574         }
2575 }
2576
2577 static inline int last_highmem_page_copied(void)
2578 {
2579         return !last_highmem_page;
2580 }
2581
2582 static inline void free_highmem_data(void)
2583 {
2584         if (safe_highmem_bm)
2585                 memory_bm_free(safe_highmem_bm, PG_UNSAFE_CLEAR);
2586
2587         if (buffer)
2588                 free_image_page(buffer, PG_UNSAFE_CLEAR);
2589 }
2590 #else
2591 static unsigned int count_highmem_image_pages(struct memory_bitmap *bm) { return 0; }
2592
2593 static inline int prepare_highmem_image(struct memory_bitmap *bm,
2594                                         unsigned int *nr_highmem_p) { return 0; }
2595
2596 static inline void *get_highmem_page_buffer(struct page *page,
2597                                             struct chain_allocator *ca)
2598 {
2599         return ERR_PTR(-EINVAL);
2600 }
2601
2602 static inline void copy_last_highmem_page(void) {}
2603 static inline int last_highmem_page_copied(void) { return 1; }
2604 static inline void free_highmem_data(void) {}
2605 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */
2606
2607 #define PBES_PER_LINKED_PAGE    (LINKED_PAGE_DATA_SIZE / sizeof(struct pbe))
2608
2609 /**
2610  * prepare_image - Make room for loading hibernation image.
2611  * @new_bm: Uninitialized memory bitmap structure.
2612  * @bm: Memory bitmap with unsafe pages marked.
2613  * @zero_bm: Memory bitmap containing the zero pages.
2614  *
2615  * Use @bm to mark the pages that will be overwritten in the process of
2616  * restoring the system memory state from the suspend image ("unsafe" pages)
2617  * and allocate memory for the image.
2618  *
2619  * The idea is to allocate a new memory bitmap first and then allocate
2620  * as many pages as needed for image data, but without specifying what those
2621  * pages will be used for just yet.  Instead, we mark them all as allocated and
2622  * create a lists of "safe" pages to be used later.  On systems with high
2623  * memory a list of "safe" highmem pages is created too.
2624  *
2625  * Because it was not known which pages were unsafe when @zero_bm was created,
2626  * make a copy of it and recreate it within safe pages.
2627  */
2628 static int prepare_image(struct memory_bitmap *new_bm, struct memory_bitmap *bm,
2629                 struct memory_bitmap *zero_bm)
2630 {
2631         unsigned int nr_pages, nr_highmem;
2632         struct memory_bitmap tmp;
2633         struct linked_page *lp;
2634         int error;
2635
2636         /* If there is no highmem, the buffer will not be necessary */
2637         free_image_page(buffer, PG_UNSAFE_CLEAR);
2638         buffer = NULL;
2639
2640         nr_highmem = count_highmem_image_pages(bm);
2641         mark_unsafe_pages(bm);
2642
2643         error = memory_bm_create(new_bm, GFP_ATOMIC, PG_SAFE);
2644         if (error)
2645                 goto Free;
2646
2647         duplicate_memory_bitmap(new_bm, bm);
2648         memory_bm_free(bm, PG_UNSAFE_KEEP);
2649
2650         /* Make a copy of zero_bm so it can be created in safe pages */
2651         error = memory_bm_create(&tmp, GFP_ATOMIC, PG_SAFE);
2652         if (error)
2653                 goto Free;
2654
2655         duplicate_memory_bitmap(&tmp, zero_bm);
2656         memory_bm_free(zero_bm, PG_UNSAFE_KEEP);
2657
2658         /* Recreate zero_bm in safe pages */
2659         error = memory_bm_create(zero_bm, GFP_ATOMIC, PG_SAFE);
2660         if (error)
2661                 goto Free;
2662
2663         duplicate_memory_bitmap(zero_bm, &tmp);
2664         memory_bm_free(&tmp, PG_UNSAFE_CLEAR);
2665         /* At this point zero_bm is in safe pages and it can be used for restoring. */
2666
2667         if (nr_highmem > 0) {
2668                 error = prepare_highmem_image(bm, &nr_highmem);
2669                 if (error)
2670                         goto Free;
2671         }
2672         /*
2673          * Reserve some safe pages for potential later use.
2674          *
2675          * NOTE: This way we make sure there will be enough safe pages for the
2676          * chain_alloc() in get_buffer().  It is a bit wasteful, but
2677          * nr_copy_pages cannot be greater than 50% of the memory anyway.
2678          *
2679          * nr_copy_pages cannot be less than allocated_unsafe_pages too.
2680          */
2681         nr_pages = (nr_zero_pages + nr_copy_pages) - nr_highmem - allocated_unsafe_pages;
2682         nr_pages = DIV_ROUND_UP(nr_pages, PBES_PER_LINKED_PAGE);
2683         while (nr_pages > 0) {
2684                 lp = get_image_page(GFP_ATOMIC, PG_SAFE);
2685                 if (!lp) {
2686                         error = -ENOMEM;
2687                         goto Free;
2688                 }
2689                 lp->next = safe_pages_list;
2690                 safe_pages_list = lp;
2691                 nr_pages--;
2692         }
2693         /* Preallocate memory for the image */
2694         nr_pages = (nr_zero_pages + nr_copy_pages) - nr_highmem - allocated_unsafe_pages;
2695         while (nr_pages > 0) {
2696                 lp = (struct linked_page *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
2697                 if (!lp) {
2698                         error = -ENOMEM;
2699                         goto Free;
2700                 }
2701                 if (!swsusp_page_is_free(virt_to_page(lp))) {
2702                         /* The page is "safe", add it to the list */
2703                         lp->next = safe_pages_list;
2704                         safe_pages_list = lp;
2705                 }
2706                 /* Mark the page as allocated */
2707                 swsusp_set_page_forbidden(virt_to_page(lp));
2708                 swsusp_set_page_free(virt_to_page(lp));
2709                 nr_pages--;
2710         }
2711         return 0;
2712
2713  Free:
2714         swsusp_free();
2715         return error;
2716 }
2717
2718 /**
2719  * get_buffer - Get the address to store the next image data page.
2720  *
2721  * Get the address that snapshot_write_next() should return to its caller to
2722  * write to.
2723  */
2724 static void *get_buffer(struct memory_bitmap *bm, struct chain_allocator *ca)
2725 {
2726         struct pbe *pbe;
2727         struct page *page;
2728         unsigned long pfn = memory_bm_next_pfn(bm);
2729
2730         if (pfn == BM_END_OF_MAP)
2731                 return ERR_PTR(-EFAULT);
2732
2733         page = pfn_to_page(pfn);
2734         if (PageHighMem(page))
2735                 return get_highmem_page_buffer(page, ca);
2736
2737         if (swsusp_page_is_forbidden(page) && swsusp_page_is_free(page))
2738                 /*
2739                  * We have allocated the "original" page frame and we can
2740                  * use it directly to store the loaded page.
2741                  */
2742                 return page_address(page);
2743
2744         /*
2745          * The "original" page frame has not been allocated and we have to
2746          * use a "safe" page frame to store the loaded page.
2747          */
2748         pbe = chain_alloc(ca, sizeof(struct pbe));
2749         if (!pbe) {
2750                 swsusp_free();
2751                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2752         }
2753         pbe->orig_address = page_address(page);
2754         pbe->address = __get_safe_page(ca->gfp_mask);
2755         if (!pbe->address)
2756                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2757         pbe->next = restore_pblist;
2758         restore_pblist = pbe;
2759         return pbe->address;
2760 }
2761
2762 /**
2763  * snapshot_write_next - Get the address to store the next image page.
2764  * @handle: Snapshot handle structure to guide the writing.
2765  *
2766  * On the first call, @handle should point to a zeroed snapshot_handle
2767  * structure.  The structure gets populated then and a pointer to it should be
2768  * passed to this function every next time.
2769  *
2770  * On success, the function returns a positive number.  Then, the caller
2771  * is allowed to write up to the returned number of bytes to the memory
2772  * location computed by the data_of() macro.
2773  *
2774  * The function returns 0 to indicate the "end of file" condition.  Negative
2775  * numbers are returned on errors, in which cases the structure pointed to by
2776  * @handle is not updated and should not be used any more.
2777  */
2778 int snapshot_write_next(struct snapshot_handle *handle)
2779 {
2780         static struct chain_allocator ca;
2781         int error = 0;
2782
2783 next:
2784         /* Check if we have already loaded the entire image */
2785         if (handle->cur > 1 && handle->cur > nr_meta_pages + nr_copy_pages + nr_zero_pages)
2786                 return 0;
2787
2788         if (!handle->cur) {
2789                 if (!buffer)
2790                         /* This makes the buffer be freed by swsusp_free() */
2791                         buffer = get_image_page(GFP_ATOMIC, PG_ANY);
2792
2793                 if (!buffer)
2794                         return -ENOMEM;
2795
2796                 handle->buffer = buffer;
2797         } else if (handle->cur == 1) {
2798                 error = load_header(buffer);
2799                 if (error)
2800                         return error;
2801
2802                 safe_pages_list = NULL;
2803
2804                 error = memory_bm_create(&copy_bm, GFP_ATOMIC, PG_ANY);
2805                 if (error)
2806                         return error;
2807
2808                 error = memory_bm_create(&zero_bm, GFP_ATOMIC, PG_ANY);
2809                 if (error)
2810                         return error;
2811
2812                 nr_zero_pages = 0;
2813
2814                 hibernate_restore_protection_begin();
2815         } else if (handle->cur <= nr_meta_pages + 1) {
2816                 error = unpack_orig_pfns(buffer, &copy_bm, &zero_bm);
2817                 if (error)
2818                         return error;
2819
2820                 if (handle->cur == nr_meta_pages + 1) {
2821                         error = prepare_image(&orig_bm, &copy_bm, &zero_bm);
2822                         if (error)
2823                                 return error;
2824
2825                         chain_init(&ca, GFP_ATOMIC, PG_SAFE);
2826                         memory_bm_position_reset(&orig_bm);
2827                         memory_bm_position_reset(&zero_bm);
2828                         restore_pblist = NULL;
2829                         handle->buffer = get_buffer(&orig_bm, &ca);
2830                         if (IS_ERR(handle->buffer))
2831                                 return PTR_ERR(handle->buffer);
2832                 }
2833         } else {
2834                 copy_last_highmem_page();
2835                 hibernate_restore_protect_page(handle->buffer);
2836                 handle->buffer = get_buffer(&orig_bm, &ca);
2837                 if (IS_ERR(handle->buffer))
2838                         return PTR_ERR(handle->buffer);
2839         }
2840         handle->sync_read = (handle->buffer == buffer);
2841         handle->cur++;
2842
2843         /* Zero pages were not included in the image, memset it and move on. */
2844         if (handle->cur > nr_meta_pages + 1 &&
2845             memory_bm_test_bit(&zero_bm, memory_bm_get_current(&orig_bm))) {
2846                 memset(handle->buffer, 0, PAGE_SIZE);
2847                 goto next;
2848         }
2849
2850         return PAGE_SIZE;
2851 }
2852
2853 /**
2854  * snapshot_write_finalize - Complete the loading of a hibernation image.
2855  *
2856  * Must be called after the last call to snapshot_write_next() in case the last
2857  * page in the image happens to be a highmem page and its contents should be
2858  * stored in highmem.  Additionally, it recycles bitmap memory that's not
2859  * necessary any more.
2860  */
2861 void snapshot_write_finalize(struct snapshot_handle *handle)
2862 {
2863         copy_last_highmem_page();
2864         hibernate_restore_protect_page(handle->buffer);
2865         /* Do that only if we have loaded the image entirely */
2866         if (handle->cur > 1 && handle->cur > nr_meta_pages + nr_copy_pages + nr_zero_pages) {
2867                 memory_bm_recycle(&orig_bm);
2868                 free_highmem_data();
2869         }
2870 }
2871
2872 int snapshot_image_loaded(struct snapshot_handle *handle)
2873 {
2874         return !(!nr_copy_pages || !last_highmem_page_copied() ||
2875                         handle->cur <= nr_meta_pages + nr_copy_pages + nr_zero_pages);
2876 }
2877
2878 #ifdef CONFIG_HIGHMEM
2879 /* Assumes that @buf is ready and points to a "safe" page */
2880 static inline void swap_two_pages_data(struct page *p1, struct page *p2,
2881                                        void *buf)
2882 {
2883         void *kaddr1, *kaddr2;
2884
2885         kaddr1 = kmap_atomic(p1);
2886         kaddr2 = kmap_atomic(p2);
2887         copy_page(buf, kaddr1);
2888         copy_page(kaddr1, kaddr2);
2889         copy_page(kaddr2, buf);
2890         kunmap_atomic(kaddr2);
2891         kunmap_atomic(kaddr1);
2892 }
2893
2894 /**
2895  * restore_highmem - Put highmem image pages into their original locations.
2896  *
2897  * For each highmem page that was in use before hibernation and is included in
2898  * the image, and also has been allocated by the "restore" kernel, swap its
2899  * current contents with the previous (ie. "before hibernation") ones.
2900  *
2901  * If the restore eventually fails, we can call this function once again and
2902  * restore the highmem state as seen by the restore kernel.
2903  */
2904 int restore_highmem(void)
2905 {
2906         struct highmem_pbe *pbe = highmem_pblist;
2907         void *buf;
2908
2909         if (!pbe)
2910                 return 0;
2911
2912         buf = get_image_page(GFP_ATOMIC, PG_SAFE);
2913         if (!buf)
2914                 return -ENOMEM;
2915
2916         while (pbe) {
2917                 swap_two_pages_data(pbe->copy_page, pbe->orig_page, buf);
2918                 pbe = pbe->next;
2919         }
2920         free_image_page(buf, PG_UNSAFE_CLEAR);
2921         return 0;
2922 }
2923 #endif /* CONFIG_HIGHMEM */