drivers/infiniband/core/umem_odp.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2014 Mellanox Technologies. All rights reserved.
   3  *
   4  * This software is available to you under a choice of one of two
   5  * licenses.  You may choose to be licensed under the terms of the GNU
   6  * General Public License (GPL) Version 2, available from the file
   7  * COPYING in the main directory of this source tree, or the
   8  * OpenIB.org BSD license below:
   9  *
  10  *     Redistribution and use in source and binary forms, with or
  11  *     without modification, are permitted provided that the following
  12  *     conditions are met:
  13  *
  14  *      - Redistributions of source code must retain the above
  15  *        copyright notice, this list of conditions and the following
  16  *        disclaimer.
  17  *
  18  *      - Redistributions in binary form must reproduce the above
  19  *        copyright notice, this list of conditions and the following
  20  *        disclaimer in the documentation and/or other materials
  21  *        provided with the distribution.
  22  *
  23  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
  24  * EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  25  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
  26  * NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS
  27  * BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN
  28  * ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
  29  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  30  * SOFTWARE.
  31  */
  32
  33 #include <linux/types.h>
  34 #include <linux/sched.h>
  35 #include <linux/sched/mm.h>
  36 #include <linux/sched/task.h>
  37 #include <linux/pid.h>
  38 #include <linux/slab.h>
  39 #include <linux/export.h>
  40 #include <linux/vmalloc.h>
  41 #include <linux/hugetlb.h>
  42 #include <linux/interval_tree_generic.h>
  43
  44 #include <rdma/ib_verbs.h>
  45 #include <rdma/ib_umem.h>
  46 #include <rdma/ib_umem_odp.h>
  47
  48 /*
  49  * The ib_umem list keeps track of memory regions for which the HW
  50  * device request to receive notification when the related memory
  51  * mapping is changed.
  52  *
  53  * ib_umem_lock protects the list.
  54  */
  55
  56 static u64 node_start(struct umem_odp_node *n)
  57 {
  58         struct ib_umem_odp *umem_odp =
  59                         container_of(n, struct ib_umem_odp, interval_tree);
  60
  61         return ib_umem_start(&umem_odp->umem);
  62 }
  63
  64 /* Note that the representation of the intervals in the interval tree
  65  * considers the ending point as contained in the interval, while the
  66  * function ib_umem_end returns the first address which is not contained
  67  * in the umem.
  68  */
  69 static u64 node_last(struct umem_odp_node *n)
  70 {
  71         struct ib_umem_odp *umem_odp =
  72                         container_of(n, struct ib_umem_odp, interval_tree);
  73
  74         return ib_umem_end(&umem_odp->umem) - 1;
  75 }
  76
  77 INTERVAL_TREE_DEFINE(struct umem_odp_node, rb, u64, __subtree_last,
  78                      node_start, node_last, static, rbt_ib_umem)
  79
  80 static void ib_umem_notifier_start_account(struct ib_umem_odp *umem_odp)
  81 {
  82         mutex_lock(&umem_odp->umem_mutex);
  83         if (umem_odp->notifiers_count++ == 0)
  84                 /*
  85                  * Initialize the completion object for waiting on
  86                  * notifiers. Since notifier_count is zero, no one should be
  87                  * waiting right now.
  88                  */
  89                 reinit_completion(&umem_odp->notifier_completion);
  90         mutex_unlock(&umem_odp->umem_mutex);
  91 }
  92
  93 static void ib_umem_notifier_end_account(struct ib_umem_odp *umem_odp)
  94 {
  95         mutex_lock(&umem_odp->umem_mutex);
  96         /*
  97          * This sequence increase will notify the QP page fault that the page
  98          * that is going to be mapped in the spte could have been freed.
  99          */
 100         ++umem_odp->notifiers_seq;
 101         if (--umem_odp->notifiers_count == 0)
 102                 complete_all(&umem_odp->notifier_completion);
 103         mutex_unlock(&umem_odp->umem_mutex);
 104 }
 105
 106 static int ib_umem_notifier_release_trampoline(struct ib_umem_odp *umem_odp,
 107                                                u64 start, u64 end, void *cookie)
 108 {
 109         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 110
 111         /*
 112          * Increase the number of notifiers running, to
 113          * prevent any further fault handling on this MR.
 114          */
 115         ib_umem_notifier_start_account(umem_odp);
 116         umem_odp->dying = 1;
 117         /* Make sure that the fact the umem is dying is out before we release
 118          * all pending page faults. */
 119         smp_wmb();
 120         complete_all(&umem_odp->notifier_completion);
 121         umem->context->invalidate_range(umem_odp, ib_umem_start(umem),
 122                                         ib_umem_end(umem));
 123         return 0;
 124 }
 125
 126 static void ib_umem_notifier_release(struct mmu_notifier *mn,
 127                                      struct mm_struct *mm)
 128 {
 129         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm =
 130                 container_of(mn, struct ib_ucontext_per_mm, mn);
 131
 132         down_read(&per_mm->umem_rwsem);
 133         if (per_mm->active)
 134                 rbt_ib_umem_for_each_in_range(
 135                         &per_mm->umem_tree, 0, ULLONG_MAX,
 136                         ib_umem_notifier_release_trampoline, true, NULL);
 137         up_read(&per_mm->umem_rwsem);
 138 }
 139
 140 static int invalidate_range_start_trampoline(struct ib_umem_odp *item,
 141                                              u64 start, u64 end, void *cookie)
 142 {
 143         ib_umem_notifier_start_account(item);
 144         item->umem.context->invalidate_range(item, start, end);
 145         return 0;
 146 }
 147
 148 static int ib_umem_notifier_invalidate_range_start(struct mmu_notifier *mn,
 149                                                     struct mm_struct *mm,
 150                                                     unsigned long start,
 151                                                     unsigned long end,
 152                                                     bool blockable)
 153 {
 154         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm =
 155                 container_of(mn, struct ib_ucontext_per_mm, mn);
 156
 157         if (blockable)
 158                 down_read(&per_mm->umem_rwsem);
 159         else if (!down_read_trylock(&per_mm->umem_rwsem))
 160                 return -EAGAIN;
 161
 162         if (!per_mm->active) {
 163                 up_read(&per_mm->umem_rwsem);
 164                 /*
 165                  * At this point active is permanently set and visible to this
 166                  * CPU without a lock, that fact is relied on to skip the unlock
 167                  * in range_end.
 168                  */
 169                 return 0;
 170         }
 171
 172         return rbt_ib_umem_for_each_in_range(&per_mm->umem_tree, start, end,
 173                                              invalidate_range_start_trampoline,
 174                                              blockable, NULL);
 175 }
 176
 177 static int invalidate_range_end_trampoline(struct ib_umem_odp *item, u64 start,
 178                                            u64 end, void *cookie)
 179 {
 180         ib_umem_notifier_end_account(item);
 181         return 0;
 182 }
 183
 184 static void ib_umem_notifier_invalidate_range_end(struct mmu_notifier *mn,
 185                                                   struct mm_struct *mm,
 186                                                   unsigned long start,
 187                                                   unsigned long end)
 188 {
 189         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm =
 190                 container_of(mn, struct ib_ucontext_per_mm, mn);
 191
 192         if (unlikely(!per_mm->active))
 193                 return;
 194
 195         rbt_ib_umem_for_each_in_range(&per_mm->umem_tree, start,
 196                                       end,
 197                                       invalidate_range_end_trampoline, true, NULL);
 198         up_read(&per_mm->umem_rwsem);
 199 }
 200
 201 static const struct mmu_notifier_ops ib_umem_notifiers = {
 202         .release                    = ib_umem_notifier_release,
 203         .invalidate_range_start     = ib_umem_notifier_invalidate_range_start,
 204         .invalidate_range_end       = ib_umem_notifier_invalidate_range_end,
 205 };
 206
 207 static void add_umem_to_per_mm(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 208 {
 209         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm = umem_odp->per_mm;
 210         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 211
 212         down_write(&per_mm->umem_rwsem);
 213         if (likely(ib_umem_start(umem) != ib_umem_end(umem)))
 214                 rbt_ib_umem_insert(&umem_odp->interval_tree,
 215                                    &per_mm->umem_tree);
 216         up_write(&per_mm->umem_rwsem);
 217 }
 218
 219 static void remove_umem_from_per_mm(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 220 {
 221         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm = umem_odp->per_mm;
 222         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 223
 224         down_write(&per_mm->umem_rwsem);
 225         if (likely(ib_umem_start(umem) != ib_umem_end(umem)))
 226                 rbt_ib_umem_remove(&umem_odp->interval_tree,
 227                                    &per_mm->umem_tree);
 228         complete_all(&umem_odp->notifier_completion);
 229
 230         up_write(&per_mm->umem_rwsem);
 231 }
 232
 233 static struct ib_ucontext_per_mm *alloc_per_mm(struct ib_ucontext *ctx,
 234                                                struct mm_struct *mm)
 235 {
 236         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm;
 237         int ret;
 238
 239         per_mm = kzalloc(sizeof(*per_mm), GFP_KERNEL);
 240         if (!per_mm)
 241                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 242
 243         per_mm->context = ctx;
 244         per_mm->mm = mm;
 245         per_mm->umem_tree = RB_ROOT_CACHED;
 246         init_rwsem(&per_mm->umem_rwsem);
 247         per_mm->active = ctx->invalidate_range;
 248
 249         rcu_read_lock();
 250         per_mm->tgid = get_task_pid(current->group_leader, PIDTYPE_PID);
 251         rcu_read_unlock();
 252
 253         WARN_ON(mm != current->mm);
 254
 255         per_mm->mn.ops = &ib_umem_notifiers;
 256         ret = mmu_notifier_register(&per_mm->mn, per_mm->mm);
 257         if (ret) {
 258                 dev_err(&ctx->device->dev,
 259                         "Failed to register mmu_notifier %d\n", ret);
 260                 goto out_pid;
 261         }
 262
 263         list_add(&per_mm->ucontext_list, &ctx->per_mm_list);
 264         return per_mm;
 265
 266 out_pid:
 267         put_pid(per_mm->tgid);
 268         kfree(per_mm);
 269         return ERR_PTR(ret);
 270 }
 271
 272 static int get_per_mm(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 273 {
 274         struct ib_ucontext *ctx = umem_odp->umem.context;
 275         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm;
 276
 277         /*
 278          * Generally speaking we expect only one or two per_mm in this list,
 279          * so no reason to optimize this search today.
 280          */
 281         mutex_lock(&ctx->per_mm_list_lock);
 282         list_for_each_entry(per_mm, &ctx->per_mm_list, ucontext_list) {
 283                 if (per_mm->mm == umem_odp->umem.owning_mm)
 284                         goto found;
 285         }
 286
 287         per_mm = alloc_per_mm(ctx, umem_odp->umem.owning_mm);
 288         if (IS_ERR(per_mm)) {
 289                 mutex_unlock(&ctx->per_mm_list_lock);
 290                 return PTR_ERR(per_mm);
 291         }
 292
 293 found:
 294         umem_odp->per_mm = per_mm;
 295         per_mm->odp_mrs_count++;
 296         mutex_unlock(&ctx->per_mm_list_lock);
 297
 298         return 0;
 299 }
 300
 301 static void free_per_mm(struct rcu_head *rcu)
 302 {
 303         kfree(container_of(rcu, struct ib_ucontext_per_mm, rcu));
 304 }
 305
 306 void put_per_mm(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 307 {
 308         struct ib_ucontext_per_mm *per_mm = umem_odp->per_mm;
 309         struct ib_ucontext *ctx = umem_odp->umem.context;
 310         bool need_free;
 311
 312         mutex_lock(&ctx->per_mm_list_lock);
 313         umem_odp->per_mm = NULL;
 314         per_mm->odp_mrs_count--;
 315         need_free = per_mm->odp_mrs_count == 0;
 316         if (need_free)
 317                 list_del(&per_mm->ucontext_list);
 318         mutex_unlock(&ctx->per_mm_list_lock);
 319
 320         if (!need_free)
 321                 return;
 322
 323         /*
 324          * NOTE! mmu_notifier_unregister() can happen between a start/end
 325          * callback, resulting in an start/end, and thus an unbalanced
 326          * lock. This doesn't really matter to us since we are about to kfree
 327          * the memory that holds the lock, however LOCKDEP doesn't like this.
 328          */
 329         down_write(&per_mm->umem_rwsem);
 330         per_mm->active = false;
 331         up_write(&per_mm->umem_rwsem);
 332
 333         WARN_ON(!RB_EMPTY_ROOT(&per_mm->umem_tree.rb_root));
 334         mmu_notifier_unregister_no_release(&per_mm->mn, per_mm->mm);
 335         put_pid(per_mm->tgid);
 336         mmu_notifier_call_srcu(&per_mm->rcu, free_per_mm);
 337 }
 338
 339 struct ib_umem_odp *ib_alloc_odp_umem(struct ib_ucontext_per_mm *per_mm,
 340                                       unsigned long addr, size_t size)
 341 {
 342         struct ib_ucontext *ctx = per_mm->context;
 343         struct ib_umem_odp *odp_data;
 344         struct ib_umem *umem;
 345         int pages = size >> PAGE_SHIFT;
 346         int ret;
 347
 348         odp_data = kzalloc(sizeof(*odp_data), GFP_KERNEL);
 349         if (!odp_data)
 350                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 351         umem = &odp_data->umem;
 352         umem->context    = ctx;
 353         umem->length     = size;
 354         umem->address    = addr;
 355         umem->page_shift = PAGE_SHIFT;
 356         umem->writable   = 1;
 357         umem->is_odp = 1;
 358         odp_data->per_mm = per_mm;
 359
 360         mutex_init(&odp_data->umem_mutex);
 361         init_completion(&odp_data->notifier_completion);
 362
 363         odp_data->page_list =
 364                 vzalloc(array_size(pages, sizeof(*odp_data->page_list)));
 365         if (!odp_data->page_list) {
 366                 ret = -ENOMEM;
 367                 goto out_odp_data;
 368         }
 369
 370         odp_data->dma_list =
 371                 vzalloc(array_size(pages, sizeof(*odp_data->dma_list)));
 372         if (!odp_data->dma_list) {
 373                 ret = -ENOMEM;
 374                 goto out_page_list;
 375         }
 376
 377         /*
 378          * Caller must ensure that the umem_odp that the per_mm came from
 379          * cannot be freed during the call to ib_alloc_odp_umem.
 380          */
 381         mutex_lock(&ctx->per_mm_list_lock);
 382         per_mm->odp_mrs_count++;
 383         mutex_unlock(&ctx->per_mm_list_lock);
 384         add_umem_to_per_mm(odp_data);
 385
 386         return odp_data;
 387
 388 out_page_list:
 389         vfree(odp_data->page_list);
 390 out_odp_data:
 391         kfree(odp_data);
 392         return ERR_PTR(ret);
 393 }
 394 EXPORT_SYMBOL(ib_alloc_odp_umem);
 395
 396 int ib_umem_odp_get(struct ib_umem_odp *umem_odp, int access)
 397 {
 398         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 399         /*
 400          * NOTE: This must called in a process context where umem->owning_mm
 401          * == current->mm
 402          */
 403         struct mm_struct *mm = umem->owning_mm;
 404         int ret_val;
 405
 406         if (access & IB_ACCESS_HUGETLB) {
 407                 struct vm_area_struct *vma;
 408                 struct hstate *h;
 409
 410                 down_read(&mm->mmap_sem);
 411                 vma = find_vma(mm, ib_umem_start(umem));
 412                 if (!vma || !is_vm_hugetlb_page(vma)) {
 413                         up_read(&mm->mmap_sem);
 414                         return -EINVAL;
 415                 }
 416                 h = hstate_vma(vma);
 417                 umem->page_shift = huge_page_shift(h);
 418                 up_read(&mm->mmap_sem);
 419                 umem->hugetlb = 1;
 420         } else {
 421                 umem->hugetlb = 0;
 422         }
 423
 424         mutex_init(&umem_odp->umem_mutex);
 425
 426         init_completion(&umem_odp->notifier_completion);
 427
 428         if (ib_umem_num_pages(umem)) {
 429                 umem_odp->page_list =
 430                         vzalloc(array_size(sizeof(*umem_odp->page_list),
 431                                            ib_umem_num_pages(umem)));
 432                 if (!umem_odp->page_list)
 433                         return -ENOMEM;
 434
 435                 umem_odp->dma_list =
 436                         vzalloc(array_size(sizeof(*umem_odp->dma_list),
 437                                            ib_umem_num_pages(umem)));
 438                 if (!umem_odp->dma_list) {
 439                         ret_val = -ENOMEM;
 440                         goto out_page_list;
 441                 }
 442         }
 443
 444         ret_val = get_per_mm(umem_odp);
 445         if (ret_val)
 446                 goto out_dma_list;
 447         add_umem_to_per_mm(umem_odp);
 448
 449         return 0;
 450
 451 out_dma_list:
 452         vfree(umem_odp->dma_list);
 453 out_page_list:
 454         vfree(umem_odp->page_list);
 455         return ret_val;
 456 }
 457
 458 void ib_umem_odp_release(struct ib_umem_odp *umem_odp)
 459 {
 460         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 461
 462         /*
 463          * Ensure that no more pages are mapped in the umem.
 464          *
 465          * It is the driver's responsibility to ensure, before calling us,
 466          * that the hardware will not attempt to access the MR any more.
 467          */
 468         ib_umem_odp_unmap_dma_pages(umem_odp, ib_umem_start(umem),
 469                                     ib_umem_end(umem));
 470
 471         remove_umem_from_per_mm(umem_odp);
 472         put_per_mm(umem_odp);
 473         vfree(umem_odp->dma_list);
 474         vfree(umem_odp->page_list);
 475 }
 476
 477 /*
 478  * Map for DMA and insert a single page into the on-demand paging page tables.
 479  *
 480  * @umem: the umem to insert the page to.
 481  * @page_index: index in the umem to add the page to.
 482  * @page: the page struct to map and add.
 483  * @access_mask: access permissions needed for this page.
 484  * @current_seq: sequence number for synchronization with invalidations.
 485  *               the sequence number is taken from
 486  *               umem_odp->notifiers_seq.
 487  *
 488  * The function returns -EFAULT if the DMA mapping operation fails. It returns
 489  * -EAGAIN if a concurrent invalidation prevents us from updating the page.
 490  *
 491  * The page is released via put_page even if the operation failed. For
 492  * on-demand pinning, the page is released whenever it isn't stored in the
 493  * umem.
 494  */
 495 static int ib_umem_odp_map_dma_single_page(
 496                 struct ib_umem_odp *umem_odp,
 497                 int page_index,
 498                 struct page *page,
 499                 u64 access_mask,
 500                 unsigned long current_seq)
 501 {
 502         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 503         struct ib_device *dev = umem->context->device;
 504         dma_addr_t dma_addr;
 505         int stored_page = 0;
 506         int remove_existing_mapping = 0;
 507         int ret = 0;
 508
 509         /*
 510          * Note: we avoid writing if seq is different from the initial seq, to
 511          * handle case of a racing notifier. This check also allows us to bail
 512          * early if we have a notifier running in parallel with us.
 513          */
 514         if (ib_umem_mmu_notifier_retry(umem_odp, current_seq)) {
 515                 ret = -EAGAIN;
 516                 goto out;
 517         }
 518         if (!(umem_odp->dma_list[page_index])) {
 519                 dma_addr = ib_dma_map_page(dev,
 520                                            page,
 521                                            0, BIT(umem->page_shift),
 522                                            DMA_BIDIRECTIONAL);
 523                 if (ib_dma_mapping_error(dev, dma_addr)) {
 524                         ret = -EFAULT;
 525                         goto out;
 526                 }
 527                 umem_odp->dma_list[page_index] = dma_addr | access_mask;
 528                 umem_odp->page_list[page_index] = page;
 529                 umem->npages++;
 530                 stored_page = 1;
 531         } else if (umem_odp->page_list[page_index] == page) {
 532                 umem_odp->dma_list[page_index] |= access_mask;
 533         } else {
 534                 pr_err("error: got different pages in IB device and from get_user_pages. IB device page: %p, gup page: %p\n",
 535                        umem_odp->page_list[page_index], page);
 536                 /* Better remove the mapping now, to prevent any further
 537                  * damage. */
 538                 remove_existing_mapping = 1;
 539         }
 540
 541 out:
 542         /* On Demand Paging - avoid pinning the page */
 543         if (umem->context->invalidate_range || !stored_page)
 544                 put_page(page);
 545
 546         if (remove_existing_mapping && umem->context->invalidate_range) {
 547                 ib_umem_notifier_start_account(umem_odp);
 548                 umem->context->invalidate_range(
 549                         umem_odp,
 550                         ib_umem_start(umem) + (page_index << umem->page_shift),
 551                         ib_umem_start(umem) +
 552                                 ((page_index + 1) << umem->page_shift));
 553                 ib_umem_notifier_end_account(umem_odp);
 554                 ret = -EAGAIN;
 555         }
 556
 557         return ret;
 558 }
 559
 560 /**
 561  * ib_umem_odp_map_dma_pages - Pin and DMA map userspace memory in an ODP MR.
 562  *
 563  * Pins the range of pages passed in the argument, and maps them to
 564  * DMA addresses. The DMA addresses of the mapped pages is updated in
 565  * umem_odp->dma_list.
 566  *
 567  * Returns the number of pages mapped in success, negative error code
 568  * for failure.
 569  * An -EAGAIN error code is returned when a concurrent mmu notifier prevents
 570  * the function from completing its task.
 571  * An -ENOENT error code indicates that userspace process is being terminated
 572  * and mm was already destroyed.
 573  * @umem_odp: the umem to map and pin
 574  * @user_virt: the address from which we need to map.
 575  * @bcnt: the minimal number of bytes to pin and map. The mapping might be
 576  *        bigger due to alignment, and may also be smaller in case of an error
 577  *        pinning or mapping a page. The actual pages mapped is returned in
 578  *        the return value.
 579  * @access_mask: bit mask of the requested access permissions for the given
 580  *               range.
 581  * @current_seq: the MMU notifiers sequance value for synchronization with
 582  *               invalidations. the sequance number is read from
 583  *               umem_odp->notifiers_seq before calling this function
 584  */
 585 int ib_umem_odp_map_dma_pages(struct ib_umem_odp *umem_odp, u64 user_virt,
 586                               u64 bcnt, u64 access_mask,
 587                               unsigned long current_seq)
 588 {
 589         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 590         struct task_struct *owning_process  = NULL;
 591         struct mm_struct *owning_mm = umem_odp->umem.owning_mm;
 592         struct page       **local_page_list = NULL;
 593         u64 page_mask, off;
 594         int j, k, ret = 0, start_idx, npages = 0, page_shift;
 595         unsigned int flags = 0;
 596         phys_addr_t p = 0;
 597
 598         if (access_mask == 0)
 599                 return -EINVAL;
 600
 601         if (user_virt < ib_umem_start(umem) ||
 602             user_virt + bcnt > ib_umem_end(umem))
 603                 return -EFAULT;
 604
 605         local_page_list = (struct page **)__get_free_page(GFP_KERNEL);
 606         if (!local_page_list)
 607                 return -ENOMEM;
 608
 609         page_shift = umem->page_shift;
 610         page_mask = ~(BIT(page_shift) - 1);
 611         off = user_virt & (~page_mask);
 612         user_virt = user_virt & page_mask;
 613         bcnt += off; /* Charge for the first page offset as well. */
 614
 615         /*
 616          * owning_process is allowed to be NULL, this means somehow the mm is
 617          * existing beyond the lifetime of the originating process.. Presumably
 618          * mmget_not_zero will fail in this case.
 619          */
 620         owning_process = get_pid_task(umem_odp->per_mm->tgid, PIDTYPE_PID);
 621         if (WARN_ON(!mmget_not_zero(umem_odp->umem.owning_mm))) {
 622                 ret = -EINVAL;
 623                 goto out_put_task;
 624         }
 625
 626         if (access_mask & ODP_WRITE_ALLOWED_BIT)
 627                 flags |= FOLL_WRITE;
 628
 629         start_idx = (user_virt - ib_umem_start(umem)) >> page_shift;
 630         k = start_idx;
 631
 632         while (bcnt > 0) {
 633                 const size_t gup_num_pages = min_t(size_t,
 634                                 (bcnt + BIT(page_shift) - 1) >> page_shift,
 635                                 PAGE_SIZE / sizeof(struct page *));
 636
 637                 down_read(&owning_mm->mmap_sem);
 638                 /*
 639                  * Note: this might result in redundent page getting. We can
 640                  * avoid this by checking dma_list to be 0 before calling
 641                  * get_user_pages. However, this make the code much more
 642                  * complex (and doesn't gain us much performance in most use
 643                  * cases).
 644                  */
 645                 npages = get_user_pages_remote(owning_process, owning_mm,
 646                                 user_virt, gup_num_pages,
 647                                 flags, local_page_list, NULL, NULL);
 648                 up_read(&owning_mm->mmap_sem);
 649
 650                 if (npages < 0) {
 651                         if (npages != -EAGAIN)
 652                                 pr_warn("fail to get %zu user pages with error %d\n", gup_num_pages, npages);
 653                         else
 654                                 pr_debug("fail to get %zu user pages with error %d\n", gup_num_pages, npages);
 655                         break;
 656                 }
 657
 658                 bcnt -= min_t(size_t, npages << PAGE_SHIFT, bcnt);
 659                 mutex_lock(&umem_odp->umem_mutex);
 660                 for (j = 0; j < npages; j++, user_virt += PAGE_SIZE) {
 661                         if (user_virt & ~page_mask) {
 662                                 p += PAGE_SIZE;
 663                                 if (page_to_phys(local_page_list[j]) != p) {
 664                                         ret = -EFAULT;
 665                                         break;
 666                                 }
 667                                 put_page(local_page_list[j]);
 668                                 continue;
 669                         }
 670
 671                         ret = ib_umem_odp_map_dma_single_page(
 672                                         umem_odp, k, local_page_list[j],
 673                                         access_mask, current_seq);
 674                         if (ret < 0) {
 675                                 if (ret != -EAGAIN)
 676                                         pr_warn("ib_umem_odp_map_dma_single_page failed with error %d\n", ret);
 677                                 else
 678                                         pr_debug("ib_umem_odp_map_dma_single_page failed with error %d\n", ret);
 679                                 break;
 680                         }
 681
 682                         p = page_to_phys(local_page_list[j]);
 683                         k++;
 684                 }
 685                 mutex_unlock(&umem_odp->umem_mutex);
 686
 687                 if (ret < 0) {
 688                         /* Release left over pages when handling errors. */
 689                         for (++j; j < npages; ++j)
 690                                 put_page(local_page_list[j]);
 691                         break;
 692                 }
 693         }
 694
 695         if (ret >= 0) {
 696                 if (npages < 0 && k == start_idx)
 697                         ret = npages;
 698                 else
 699                         ret = k - start_idx;
 700         }
 701
 702         mmput(owning_mm);
 703 out_put_task:
 704         if (owning_process)
 705                 put_task_struct(owning_process);
 706         free_page((unsigned long)local_page_list);
 707         return ret;
 708 }
 709 EXPORT_SYMBOL(ib_umem_odp_map_dma_pages);
 710
 711 void ib_umem_odp_unmap_dma_pages(struct ib_umem_odp *umem_odp, u64 virt,
 712                                  u64 bound)
 713 {
 714         struct ib_umem *umem = &umem_odp->umem;
 715         int idx;
 716         u64 addr;
 717         struct ib_device *dev = umem->context->device;
 718
 719         virt  = max_t(u64, virt,  ib_umem_start(umem));
 720         bound = min_t(u64, bound, ib_umem_end(umem));
 721         /* Note that during the run of this function, the
 722          * notifiers_count of the MR is > 0, preventing any racing
 723          * faults from completion. We might be racing with other
 724          * invalidations, so we must make sure we free each page only
 725          * once. */
 726         mutex_lock(&umem_odp->umem_mutex);
 727         for (addr = virt; addr < bound; addr += BIT(umem->page_shift)) {
 728                 idx = (addr - ib_umem_start(umem)) >> umem->page_shift;
 729                 if (umem_odp->page_list[idx]) {
 730                         struct page *page = umem_odp->page_list[idx];
 731                         dma_addr_t dma = umem_odp->dma_list[idx];
 732                         dma_addr_t dma_addr = dma & ODP_DMA_ADDR_MASK;
 733
 734                         WARN_ON(!dma_addr);
 735
 736                         ib_dma_unmap_page(dev, dma_addr, PAGE_SIZE,
 737                                           DMA_BIDIRECTIONAL);
 738                         if (dma & ODP_WRITE_ALLOWED_BIT) {
 739                                 struct page *head_page = compound_head(page);
 740                                 /*
 741                                  * set_page_dirty prefers being called with
 742                                  * the page lock. However, MMU notifiers are
 743                                  * called sometimes with and sometimes without
 744                                  * the lock. We rely on the umem_mutex instead
 745                                  * to prevent other mmu notifiers from
 746                                  * continuing and allowing the page mapping to
 747                                  * be removed.
 748                                  */
 749                                 set_page_dirty(head_page);
 750                         }
 751                         /* on demand pinning support */
 752                         if (!umem->context->invalidate_range)
 753                                 put_page(page);
 754                         umem_odp->page_list[idx] = NULL;
 755                         umem_odp->dma_list[idx] = 0;
 756                         umem->npages--;
 757                 }
 758         }
 759         mutex_unlock(&umem_odp->umem_mutex);
 760 }
 761 EXPORT_SYMBOL(ib_umem_odp_unmap_dma_pages);
 762
 763 /* @last is not a part of the interval. See comment for function
 764  * node_last.
 765  */
 766 int rbt_ib_umem_for_each_in_range(struct rb_root_cached *root,
 767                                   u64 start, u64 last,
 768                                   umem_call_back cb,
 769                                   bool blockable,
 770                                   void *cookie)
 771 {
 772         int ret_val = 0;
 773         struct umem_odp_node *node, *next;
 774         struct ib_umem_odp *umem;
 775
 776         if (unlikely(start == last))
 777                 return ret_val;
 778
 779         for (node = rbt_ib_umem_iter_first(root, start, last - 1);
 780                         node; node = next) {
 781                 /* TODO move the blockable decision up to the callback */
 782                 if (!blockable)
 783                         return -EAGAIN;
 784                 next = rbt_ib_umem_iter_next(node, start, last - 1);
 785                 umem = container_of(node, struct ib_umem_odp, interval_tree);
 786                 ret_val = cb(umem, start, last, cookie) || ret_val;
 787         }
 788
 789         return ret_val;
 790 }
 791 EXPORT_SYMBOL(rbt_ib_umem_for_each_in_range);
 792
 793 struct ib_umem_odp *rbt_ib_umem_lookup(struct rb_root_cached *root,
 794                                        u64 addr, u64 length)
 795 {
 796         struct umem_odp_node *node;
 797
 798         node = rbt_ib_umem_iter_first(root, addr, addr + length - 1);
 799         if (node)
 800                 return container_of(node, struct ib_umem_odp, interval_tree);
 801         return NULL;
 802
 803 }
 804 EXPORT_SYMBOL(rbt_ib_umem_lookup);