mm, memcg: fix build error around the usage of kmem_caches
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / gup.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 #include <linux/kernel.h>
3 #include <linux/errno.h>
4 #include <linux/err.h>
5 #include <linux/spinlock.h>
6
7 #include <linux/mm.h>
8 #include <linux/memremap.h>
9 #include <linux/pagemap.h>
10 #include <linux/rmap.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/swapops.h>
13
14 #include <linux/sched/signal.h>
15 #include <linux/rwsem.h>
16 #include <linux/hugetlb.h>
17 #include <linux/migrate.h>
18 #include <linux/mm_inline.h>
19 #include <linux/sched/mm.h>
20
21 #include <asm/mmu_context.h>
22 #include <asm/pgtable.h>
23 #include <asm/tlbflush.h>
24
25 #include "internal.h"
26
27 struct follow_page_context {
28         struct dev_pagemap *pgmap;
29         unsigned int page_mask;
30 };
31
32 static void hpage_pincount_add(struct page *page, int refs)
33 {
34         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
35         VM_BUG_ON_PAGE(page != compound_head(page), page);
36
37         atomic_add(refs, compound_pincount_ptr(page));
38 }
39
40 static void hpage_pincount_sub(struct page *page, int refs)
41 {
42         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
43         VM_BUG_ON_PAGE(page != compound_head(page), page);
44
45         atomic_sub(refs, compound_pincount_ptr(page));
46 }
47
48 /*
49  * Return the compound head page with ref appropriately incremented,
50  * or NULL if that failed.
51  */
52 static inline struct page *try_get_compound_head(struct page *page, int refs)
53 {
54         struct page *head = compound_head(page);
55
56         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(head) < 0))
57                 return NULL;
58         if (unlikely(!page_cache_add_speculative(head, refs)))
59                 return NULL;
60         return head;
61 }
62
63 /*
64  * try_grab_compound_head() - attempt to elevate a page's refcount, by a
65  * flags-dependent amount.
66  *
67  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
68  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the page's refcount.
69  *
70  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) must be set, but not both at the
71  * same time. (That's true throughout the get_user_pages*() and
72  * pin_user_pages*() APIs.) Cases:
73  *
74  *    FOLL_GET: page's refcount will be incremented by 1.
75  *    FOLL_PIN: page's refcount will be incremented by GUP_PIN_COUNTING_BIAS.
76  *
77  * Return: head page (with refcount appropriately incremented) for success, or
78  * NULL upon failure. If neither FOLL_GET nor FOLL_PIN was set, that's
79  * considered failure, and furthermore, a likely bug in the caller, so a warning
80  * is also emitted.
81  */
82 static __maybe_unused struct page *try_grab_compound_head(struct page *page,
83                                                           int refs,
84                                                           unsigned int flags)
85 {
86         if (flags & FOLL_GET)
87                 return try_get_compound_head(page, refs);
88         else if (flags & FOLL_PIN) {
89                 int orig_refs = refs;
90
91                 /*
92                  * Can't do FOLL_LONGTERM + FOLL_PIN with CMA in the gup fast
93                  * path, so fail and let the caller fall back to the slow path.
94                  */
95                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM) &&
96                                 is_migrate_cma_page(page))
97                         return NULL;
98
99                 /*
100                  * When pinning a compound page of order > 1 (which is what
101                  * hpage_pincount_available() checks for), use an exact count to
102                  * track it, via hpage_pincount_add/_sub().
103                  *
104                  * However, be sure to *also* increment the normal page refcount
105                  * field at least once, so that the page really is pinned.
106                  */
107                 if (!hpage_pincount_available(page))
108                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
109
110                 page = try_get_compound_head(page, refs);
111                 if (!page)
112                         return NULL;
113
114                 if (hpage_pincount_available(page))
115                         hpage_pincount_add(page, refs);
116
117                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_ACQUIRED,
118                                     orig_refs);
119
120                 return page;
121         }
122
123         WARN_ON_ONCE(1);
124         return NULL;
125 }
126
127 /**
128  * try_grab_page() - elevate a page's refcount by a flag-dependent amount
129  *
130  * This might not do anything at all, depending on the flags argument.
131  *
132  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
133  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the page's refcount.
134  *
135  * @page:    pointer to page to be grabbed
136  * @flags:   gup flags: these are the FOLL_* flag values.
137  *
138  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) may be set, but not both at the same
139  * time. Cases:
140  *
141  *    FOLL_GET: page's refcount will be incremented by 1.
142  *    FOLL_PIN: page's refcount will be incremented by GUP_PIN_COUNTING_BIAS.
143  *
144  * Return: true for success, or if no action was required (if neither FOLL_PIN
145  * nor FOLL_GET was set, nothing is done). False for failure: FOLL_GET or
146  * FOLL_PIN was set, but the page could not be grabbed.
147  */
148 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags)
149 {
150         WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)) == (FOLL_GET | FOLL_PIN));
151
152         if (flags & FOLL_GET)
153                 return try_get_page(page);
154         else if (flags & FOLL_PIN) {
155                 int refs = 1;
156
157                 page = compound_head(page);
158
159                 if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
160                         return false;
161
162                 if (hpage_pincount_available(page))
163                         hpage_pincount_add(page, 1);
164                 else
165                         refs = GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
166
167                 /*
168                  * Similar to try_grab_compound_head(): even if using the
169                  * hpage_pincount_add/_sub() routines, be sure to
170                  * *also* increment the normal page refcount field at least
171                  * once, so that the page really is pinned.
172                  */
173                 page_ref_add(page, refs);
174
175                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, 1);
176         }
177
178         return true;
179 }
180
181 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
182 static bool __unpin_devmap_managed_user_page(struct page *page)
183 {
184         int count, refs = 1;
185
186         if (!page_is_devmap_managed(page))
187                 return false;
188
189         if (hpage_pincount_available(page))
190                 hpage_pincount_sub(page, 1);
191         else
192                 refs = GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
193
194         count = page_ref_sub_return(page, refs);
195
196         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_RELEASED, 1);
197         /*
198          * devmap page refcounts are 1-based, rather than 0-based: if
199          * refcount is 1, then the page is free and the refcount is
200          * stable because nobody holds a reference on the page.
201          */
202         if (count == 1)
203                 free_devmap_managed_page(page);
204         else if (!count)
205                 __put_page(page);
206
207         return true;
208 }
209 #else
210 static bool __unpin_devmap_managed_user_page(struct page *page)
211 {
212         return false;
213 }
214 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
215
216 /**
217  * unpin_user_page() - release a dma-pinned page
218  * @page:            pointer to page to be released
219  *
220  * Pages that were pinned via pin_user_pages*() must be released via either
221  * unpin_user_page(), or one of the unpin_user_pages*() routines. This is so
222  * that such pages can be separately tracked and uniquely handled. In
223  * particular, interactions with RDMA and filesystems need special handling.
224  */
225 void unpin_user_page(struct page *page)
226 {
227         int refs = 1;
228
229         page = compound_head(page);
230
231         /*
232          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
233          * GUP_PIN_COUNTING_BIAS to 1, when refcount reach one it means the
234          * page is free and we need to inform the device driver through
235          * callback. See include/linux/memremap.h and HMM for details.
236          */
237         if (__unpin_devmap_managed_user_page(page))
238                 return;
239
240         if (hpage_pincount_available(page))
241                 hpage_pincount_sub(page, 1);
242         else
243                 refs = GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
244
245         if (page_ref_sub_and_test(page, refs))
246                 __put_page(page);
247
248         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_RELEASED, 1);
249 }
250 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page);
251
252 /**
253  * unpin_user_pages_dirty_lock() - release and optionally dirty gup-pinned pages
254  * @pages:  array of pages to be maybe marked dirty, and definitely released.
255  * @npages: number of pages in the @pages array.
256  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
257  *
258  * "gup-pinned page" refers to a page that has had one of the get_user_pages()
259  * variants called on that page.
260  *
261  * For each page in the @pages array, make that page (or its head page, if a
262  * compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the page was previously
263  * listed as clean. In any case, releases all pages using unpin_user_page(),
264  * possibly via unpin_user_pages(), for the non-dirty case.
265  *
266  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
267  *
268  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
269  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
270  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
271  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
272  *
273  */
274 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
275                                  bool make_dirty)
276 {
277         unsigned long index;
278
279         /*
280          * TODO: this can be optimized for huge pages: if a series of pages is
281          * physically contiguous and part of the same compound page, then a
282          * single operation to the head page should suffice.
283          */
284
285         if (!make_dirty) {
286                 unpin_user_pages(pages, npages);
287                 return;
288         }
289
290         for (index = 0; index < npages; index++) {
291                 struct page *page = compound_head(pages[index]);
292                 /*
293                  * Checking PageDirty at this point may race with
294                  * clear_page_dirty_for_io(), but that's OK. Two key
295                  * cases:
296                  *
297                  * 1) This code sees the page as already dirty, so it
298                  * skips the call to set_page_dirty(). That could happen
299                  * because clear_page_dirty_for_io() called
300                  * page_mkclean(), followed by set_page_dirty().
301                  * However, now the page is going to get written back,
302                  * which meets the original intention of setting it
303                  * dirty, so all is well: clear_page_dirty_for_io() goes
304                  * on to call TestClearPageDirty(), and write the page
305                  * back.
306                  *
307                  * 2) This code sees the page as clean, so it calls
308                  * set_page_dirty(). The page stays dirty, despite being
309                  * written back, so it gets written back again in the
310                  * next writeback cycle. This is harmless.
311                  */
312                 if (!PageDirty(page))
313                         set_page_dirty_lock(page);
314                 unpin_user_page(page);
315         }
316 }
317 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages_dirty_lock);
318
319 /**
320  * unpin_user_pages() - release an array of gup-pinned pages.
321  * @pages:  array of pages to be marked dirty and released.
322  * @npages: number of pages in the @pages array.
323  *
324  * For each page in the @pages array, release the page using unpin_user_page().
325  *
326  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
327  */
328 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages)
329 {
330         unsigned long index;
331
332         /*
333          * TODO: this can be optimized for huge pages: if a series of pages is
334          * physically contiguous and part of the same compound page, then a
335          * single operation to the head page should suffice.
336          */
337         for (index = 0; index < npages; index++)
338                 unpin_user_page(pages[index]);
339 }
340 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages);
341
342 #ifdef CONFIG_MMU
343 static struct page *no_page_table(struct vm_area_struct *vma,
344                 unsigned int flags)
345 {
346         /*
347          * When core dumping an enormous anonymous area that nobody
348          * has touched so far, we don't want to allocate unnecessary pages or
349          * page tables.  Return error instead of NULL to skip handle_mm_fault,
350          * then get_dump_page() will return NULL to leave a hole in the dump.
351          * But we can only make this optimization where a hole would surely
352          * be zero-filled if handle_mm_fault() actually did handle it.
353          */
354         if ((flags & FOLL_DUMP) && (!vma->vm_ops || !vma->vm_ops->fault))
355                 return ERR_PTR(-EFAULT);
356         return NULL;
357 }
358
359 static int follow_pfn_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
360                 pte_t *pte, unsigned int flags)
361 {
362         /* No page to get reference */
363         if (flags & FOLL_GET)
364                 return -EFAULT;
365
366         if (flags & FOLL_TOUCH) {
367                 pte_t entry = *pte;
368
369                 if (flags & FOLL_WRITE)
370                         entry = pte_mkdirty(entry);
371                 entry = pte_mkyoung(entry);
372
373                 if (!pte_same(*pte, entry)) {
374                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
375                         update_mmu_cache(vma, address, pte);
376                 }
377         }
378
379         /* Proper page table entry exists, but no corresponding struct page */
380         return -EEXIST;
381 }
382
383 /*
384  * FOLL_FORCE can write to even unwritable pte's, but only
385  * after we've gone through a COW cycle and they are dirty.
386  */
387 static inline bool can_follow_write_pte(pte_t pte, unsigned int flags)
388 {
389         return pte_write(pte) ||
390                 ((flags & FOLL_FORCE) && (flags & FOLL_COW) && pte_dirty(pte));
391 }
392
393 static struct page *follow_page_pte(struct vm_area_struct *vma,
394                 unsigned long address, pmd_t *pmd, unsigned int flags,
395                 struct dev_pagemap **pgmap)
396 {
397         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
398         struct page *page;
399         spinlock_t *ptl;
400         pte_t *ptep, pte;
401         int ret;
402
403         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
404         if (WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_PIN | FOLL_GET)) ==
405                          (FOLL_PIN | FOLL_GET)))
406                 return ERR_PTR(-EINVAL);
407 retry:
408         if (unlikely(pmd_bad(*pmd)))
409                 return no_page_table(vma, flags);
410
411         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
412         pte = *ptep;
413         if (!pte_present(pte)) {
414                 swp_entry_t entry;
415                 /*
416                  * KSM's break_ksm() relies upon recognizing a ksm page
417                  * even while it is being migrated, so for that case we
418                  * need migration_entry_wait().
419                  */
420                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
421                         goto no_page;
422                 if (pte_none(pte))
423                         goto no_page;
424                 entry = pte_to_swp_entry(pte);
425                 if (!is_migration_entry(entry))
426                         goto no_page;
427                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
428                 migration_entry_wait(mm, pmd, address);
429                 goto retry;
430         }
431         if ((flags & FOLL_NUMA) && pte_protnone(pte))
432                 goto no_page;
433         if ((flags & FOLL_WRITE) && !can_follow_write_pte(pte, flags)) {
434                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
435                 return NULL;
436         }
437
438         page = vm_normal_page(vma, address, pte);
439         if (!page && pte_devmap(pte) && (flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN))) {
440                 /*
441                  * Only return device mapping pages in the FOLL_GET or FOLL_PIN
442                  * case since they are only valid while holding the pgmap
443                  * reference.
444                  */
445                 *pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), *pgmap);
446                 if (*pgmap)
447                         page = pte_page(pte);
448                 else
449                         goto no_page;
450         } else if (unlikely(!page)) {
451                 if (flags & FOLL_DUMP) {
452                         /* Avoid special (like zero) pages in core dumps */
453                         page = ERR_PTR(-EFAULT);
454                         goto out;
455                 }
456
457                 if (is_zero_pfn(pte_pfn(pte))) {
458                         page = pte_page(pte);
459                 } else {
460                         ret = follow_pfn_pte(vma, address, ptep, flags);
461                         page = ERR_PTR(ret);
462                         goto out;
463                 }
464         }
465
466         if (flags & FOLL_SPLIT && PageTransCompound(page)) {
467                 get_page(page);
468                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
469                 lock_page(page);
470                 ret = split_huge_page(page);
471                 unlock_page(page);
472                 put_page(page);
473                 if (ret)
474                         return ERR_PTR(ret);
475                 goto retry;
476         }
477
478         /* try_grab_page() does nothing unless FOLL_GET or FOLL_PIN is set. */
479         if (unlikely(!try_grab_page(page, flags))) {
480                 page = ERR_PTR(-ENOMEM);
481                 goto out;
482         }
483         /*
484          * We need to make the page accessible if and only if we are going
485          * to access its content (the FOLL_PIN case).  Please see
486          * Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
487          */
488         if (flags & FOLL_PIN) {
489                 ret = arch_make_page_accessible(page);
490                 if (ret) {
491                         unpin_user_page(page);
492                         page = ERR_PTR(ret);
493                         goto out;
494                 }
495         }
496         if (flags & FOLL_TOUCH) {
497                 if ((flags & FOLL_WRITE) &&
498                     !pte_dirty(pte) && !PageDirty(page))
499                         set_page_dirty(page);
500                 /*
501                  * pte_mkyoung() would be more correct here, but atomic care
502                  * is needed to avoid losing the dirty bit: it is easier to use
503                  * mark_page_accessed().
504                  */
505                 mark_page_accessed(page);
506         }
507         if ((flags & FOLL_MLOCK) && (vma->vm_flags & VM_LOCKED)) {
508                 /* Do not mlock pte-mapped THP */
509                 if (PageTransCompound(page))
510                         goto out;
511
512                 /*
513                  * The preliminary mapping check is mainly to avoid the
514                  * pointless overhead of lock_page on the ZERO_PAGE
515                  * which might bounce very badly if there is contention.
516                  *
517                  * If the page is already locked, we don't need to
518                  * handle it now - vmscan will handle it later if and
519                  * when it attempts to reclaim the page.
520                  */
521                 if (page->mapping && trylock_page(page)) {
522                         lru_add_drain();  /* push cached pages to LRU */
523                         /*
524                          * Because we lock page here, and migration is
525                          * blocked by the pte's page reference, and we
526                          * know the page is still mapped, we don't even
527                          * need to check for file-cache page truncation.
528                          */
529                         mlock_vma_page(page);
530                         unlock_page(page);
531                 }
532         }
533 out:
534         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
535         return page;
536 no_page:
537         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
538         if (!pte_none(pte))
539                 return NULL;
540         return no_page_table(vma, flags);
541 }
542
543 static struct page *follow_pmd_mask(struct vm_area_struct *vma,
544                                     unsigned long address, pud_t *pudp,
545                                     unsigned int flags,
546                                     struct follow_page_context *ctx)
547 {
548         pmd_t *pmd, pmdval;
549         spinlock_t *ptl;
550         struct page *page;
551         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
552
553         pmd = pmd_offset(pudp, address);
554         /*
555          * The READ_ONCE() will stabilize the pmdval in a register or
556          * on the stack so that it will stop changing under the code.
557          */
558         pmdval = READ_ONCE(*pmd);
559         if (pmd_none(pmdval))
560                 return no_page_table(vma, flags);
561         if (pmd_huge(pmdval) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
562                 page = follow_huge_pmd(mm, address, pmd, flags);
563                 if (page)
564                         return page;
565                 return no_page_table(vma, flags);
566         }
567         if (is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmdval)))) {
568                 page = follow_huge_pd(vma, address,
569                                       __hugepd(pmd_val(pmdval)), flags,
570                                       PMD_SHIFT);
571                 if (page)
572                         return page;
573                 return no_page_table(vma, flags);
574         }
575 retry:
576         if (!pmd_present(pmdval)) {
577                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
578                         return no_page_table(vma, flags);
579                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
580                                   !is_pmd_migration_entry(pmdval));
581                 if (is_pmd_migration_entry(pmdval))
582                         pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
583                 pmdval = READ_ONCE(*pmd);
584                 /*
585                  * MADV_DONTNEED may convert the pmd to null because
586                  * mmap_sem is held in read mode
587                  */
588                 if (pmd_none(pmdval))
589                         return no_page_table(vma, flags);
590                 goto retry;
591         }
592         if (pmd_devmap(pmdval)) {
593                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
594                 page = follow_devmap_pmd(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
595                 spin_unlock(ptl);
596                 if (page)
597                         return page;
598         }
599         if (likely(!pmd_trans_huge(pmdval)))
600                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
601
602         if ((flags & FOLL_NUMA) && pmd_protnone(pmdval))
603                 return no_page_table(vma, flags);
604
605 retry_locked:
606         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
607         if (unlikely(pmd_none(*pmd))) {
608                 spin_unlock(ptl);
609                 return no_page_table(vma, flags);
610         }
611         if (unlikely(!pmd_present(*pmd))) {
612                 spin_unlock(ptl);
613                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
614                         return no_page_table(vma, flags);
615                 pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
616                 goto retry_locked;
617         }
618         if (unlikely(!pmd_trans_huge(*pmd))) {
619                 spin_unlock(ptl);
620                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
621         }
622         if (flags & (FOLL_SPLIT | FOLL_SPLIT_PMD)) {
623                 int ret;
624                 page = pmd_page(*pmd);
625                 if (is_huge_zero_page(page)) {
626                         spin_unlock(ptl);
627                         ret = 0;
628                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
629                         if (pmd_trans_unstable(pmd))
630                                 ret = -EBUSY;
631                 } else if (flags & FOLL_SPLIT) {
632                         if (unlikely(!try_get_page(page))) {
633                                 spin_unlock(ptl);
634                                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
635                         }
636                         spin_unlock(ptl);
637                         lock_page(page);
638                         ret = split_huge_page(page);
639                         unlock_page(page);
640                         put_page(page);
641                         if (pmd_none(*pmd))
642                                 return no_page_table(vma, flags);
643                 } else {  /* flags & FOLL_SPLIT_PMD */
644                         spin_unlock(ptl);
645                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
646                         ret = pte_alloc(mm, pmd) ? -ENOMEM : 0;
647                 }
648
649                 return ret ? ERR_PTR(ret) :
650                         follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
651         }
652         page = follow_trans_huge_pmd(vma, address, pmd, flags);
653         spin_unlock(ptl);
654         ctx->page_mask = HPAGE_PMD_NR - 1;
655         return page;
656 }
657
658 static struct page *follow_pud_mask(struct vm_area_struct *vma,
659                                     unsigned long address, p4d_t *p4dp,
660                                     unsigned int flags,
661                                     struct follow_page_context *ctx)
662 {
663         pud_t *pud;
664         spinlock_t *ptl;
665         struct page *page;
666         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
667
668         pud = pud_offset(p4dp, address);
669         if (pud_none(*pud))
670                 return no_page_table(vma, flags);
671         if (pud_huge(*pud) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
672                 page = follow_huge_pud(mm, address, pud, flags);
673                 if (page)
674                         return page;
675                 return no_page_table(vma, flags);
676         }
677         if (is_hugepd(__hugepd(pud_val(*pud)))) {
678                 page = follow_huge_pd(vma, address,
679                                       __hugepd(pud_val(*pud)), flags,
680                                       PUD_SHIFT);
681                 if (page)
682                         return page;
683                 return no_page_table(vma, flags);
684         }
685         if (pud_devmap(*pud)) {
686                 ptl = pud_lock(mm, pud);
687                 page = follow_devmap_pud(vma, address, pud, flags, &ctx->pgmap);
688                 spin_unlock(ptl);
689                 if (page)
690                         return page;
691         }
692         if (unlikely(pud_bad(*pud)))
693                 return no_page_table(vma, flags);
694
695         return follow_pmd_mask(vma, address, pud, flags, ctx);
696 }
697
698 static struct page *follow_p4d_mask(struct vm_area_struct *vma,
699                                     unsigned long address, pgd_t *pgdp,
700                                     unsigned int flags,
701                                     struct follow_page_context *ctx)
702 {
703         p4d_t *p4d;
704         struct page *page;
705
706         p4d = p4d_offset(pgdp, address);
707         if (p4d_none(*p4d))
708                 return no_page_table(vma, flags);
709         BUILD_BUG_ON(p4d_huge(*p4d));
710         if (unlikely(p4d_bad(*p4d)))
711                 return no_page_table(vma, flags);
712
713         if (is_hugepd(__hugepd(p4d_val(*p4d)))) {
714                 page = follow_huge_pd(vma, address,
715                                       __hugepd(p4d_val(*p4d)), flags,
716                                       P4D_SHIFT);
717                 if (page)
718                         return page;
719                 return no_page_table(vma, flags);
720         }
721         return follow_pud_mask(vma, address, p4d, flags, ctx);
722 }
723
724 /**
725  * follow_page_mask - look up a page descriptor from a user-virtual address
726  * @vma: vm_area_struct mapping @address
727  * @address: virtual address to look up
728  * @flags: flags modifying lookup behaviour
729  * @ctx: contains dev_pagemap for %ZONE_DEVICE memory pinning and a
730  *       pointer to output page_mask
731  *
732  * @flags can have FOLL_ flags set, defined in <linux/mm.h>
733  *
734  * When getting pages from ZONE_DEVICE memory, the @ctx->pgmap caches
735  * the device's dev_pagemap metadata to avoid repeating expensive lookups.
736  *
737  * On output, the @ctx->page_mask is set according to the size of the page.
738  *
739  * Return: the mapped (struct page *), %NULL if no mapping exists, or
740  * an error pointer if there is a mapping to something not represented
741  * by a page descriptor (see also vm_normal_page()).
742  */
743 static struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
744                               unsigned long address, unsigned int flags,
745                               struct follow_page_context *ctx)
746 {
747         pgd_t *pgd;
748         struct page *page;
749         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
750
751         ctx->page_mask = 0;
752
753         /* make this handle hugepd */
754         page = follow_huge_addr(mm, address, flags & FOLL_WRITE);
755         if (!IS_ERR(page)) {
756                 WARN_ON_ONCE(flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN));
757                 return page;
758         }
759
760         pgd = pgd_offset(mm, address);
761
762         if (pgd_none(*pgd) || unlikely(pgd_bad(*pgd)))
763                 return no_page_table(vma, flags);
764
765         if (pgd_huge(*pgd)) {
766                 page = follow_huge_pgd(mm, address, pgd, flags);
767                 if (page)
768                         return page;
769                 return no_page_table(vma, flags);
770         }
771         if (is_hugepd(__hugepd(pgd_val(*pgd)))) {
772                 page = follow_huge_pd(vma, address,
773                                       __hugepd(pgd_val(*pgd)), flags,
774                                       PGDIR_SHIFT);
775                 if (page)
776                         return page;
777                 return no_page_table(vma, flags);
778         }
779
780         return follow_p4d_mask(vma, address, pgd, flags, ctx);
781 }
782
783 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
784                          unsigned int foll_flags)
785 {
786         struct follow_page_context ctx = { NULL };
787         struct page *page;
788
789         page = follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &ctx);
790         if (ctx.pgmap)
791                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
792         return page;
793 }
794
795 static int get_gate_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
796                 unsigned int gup_flags, struct vm_area_struct **vma,
797                 struct page **page)
798 {
799         pgd_t *pgd;
800         p4d_t *p4d;
801         pud_t *pud;
802         pmd_t *pmd;
803         pte_t *pte;
804         int ret = -EFAULT;
805
806         /* user gate pages are read-only */
807         if (gup_flags & FOLL_WRITE)
808                 return -EFAULT;
809         if (address > TASK_SIZE)
810                 pgd = pgd_offset_k(address);
811         else
812                 pgd = pgd_offset_gate(mm, address);
813         if (pgd_none(*pgd))
814                 return -EFAULT;
815         p4d = p4d_offset(pgd, address);
816         if (p4d_none(*p4d))
817                 return -EFAULT;
818         pud = pud_offset(p4d, address);
819         if (pud_none(*pud))
820                 return -EFAULT;
821         pmd = pmd_offset(pud, address);
822         if (!pmd_present(*pmd))
823                 return -EFAULT;
824         VM_BUG_ON(pmd_trans_huge(*pmd));
825         pte = pte_offset_map(pmd, address);
826         if (pte_none(*pte))
827                 goto unmap;
828         *vma = get_gate_vma(mm);
829         if (!page)
830                 goto out;
831         *page = vm_normal_page(*vma, address, *pte);
832         if (!*page) {
833                 if ((gup_flags & FOLL_DUMP) || !is_zero_pfn(pte_pfn(*pte)))
834                         goto unmap;
835                 *page = pte_page(*pte);
836         }
837         if (unlikely(!try_get_page(*page))) {
838                 ret = -ENOMEM;
839                 goto unmap;
840         }
841 out:
842         ret = 0;
843 unmap:
844         pte_unmap(pte);
845         return ret;
846 }
847
848 /*
849  * mmap_sem must be held on entry.  If @nonblocking != NULL and
850  * *@flags does not include FOLL_NOWAIT, the mmap_sem may be released.
851  * If it is, *@nonblocking will be set to 0 and -EBUSY returned.
852  */
853 static int faultin_page(struct task_struct *tsk, struct vm_area_struct *vma,
854                 unsigned long address, unsigned int *flags, int *nonblocking)
855 {
856         unsigned int fault_flags = 0;
857         vm_fault_t ret;
858
859         /* mlock all present pages, but do not fault in new pages */
860         if ((*flags & (FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK)) == FOLL_MLOCK)
861                 return -ENOENT;
862         if (*flags & FOLL_WRITE)
863                 fault_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
864         if (*flags & FOLL_REMOTE)
865                 fault_flags |= FAULT_FLAG_REMOTE;
866         if (nonblocking)
867                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
868         if (*flags & FOLL_NOWAIT)
869                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
870         if (*flags & FOLL_TRIED) {
871                 VM_WARN_ON_ONCE(fault_flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY);
872                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
873         }
874
875         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags);
876         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
877                 int err = vm_fault_to_errno(ret, *flags);
878
879                 if (err)
880                         return err;
881                 BUG();
882         }
883
884         if (tsk) {
885                 if (ret & VM_FAULT_MAJOR)
886                         tsk->maj_flt++;
887                 else
888                         tsk->min_flt++;
889         }
890
891         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
892                 if (nonblocking && !(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT))
893                         *nonblocking = 0;
894                 return -EBUSY;
895         }
896
897         /*
898          * The VM_FAULT_WRITE bit tells us that do_wp_page has broken COW when
899          * necessary, even if maybe_mkwrite decided not to set pte_write. We
900          * can thus safely do subsequent page lookups as if they were reads.
901          * But only do so when looping for pte_write is futile: in some cases
902          * userspace may also be wanting to write to the gotten user page,
903          * which a read fault here might prevent (a readonly page might get
904          * reCOWed by userspace write).
905          */
906         if ((ret & VM_FAULT_WRITE) && !(vma->vm_flags & VM_WRITE))
907                 *flags |= FOLL_COW;
908         return 0;
909 }
910
911 static int check_vma_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long gup_flags)
912 {
913         vm_flags_t vm_flags = vma->vm_flags;
914         int write = (gup_flags & FOLL_WRITE);
915         int foreign = (gup_flags & FOLL_REMOTE);
916
917         if (vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
918                 return -EFAULT;
919
920         if (gup_flags & FOLL_ANON && !vma_is_anonymous(vma))
921                 return -EFAULT;
922
923         if (write) {
924                 if (!(vm_flags & VM_WRITE)) {
925                         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
926                                 return -EFAULT;
927                         /*
928                          * We used to let the write,force case do COW in a
929                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
930                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
931                          * executable, without corrupting the file (yet only
932                          * when that file had been opened for writing!).
933                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
934                          * just reject it.
935                          */
936                         if (!is_cow_mapping(vm_flags))
937                                 return -EFAULT;
938                 }
939         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
940                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
941                         return -EFAULT;
942                 /*
943                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
944                  * have VM_MAYREAD set?
945                  */
946                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
947                         return -EFAULT;
948         }
949         /*
950          * gups are always data accesses, not instruction
951          * fetches, so execute=false here
952          */
953         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
954                 return -EFAULT;
955         return 0;
956 }
957
958 /**
959  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
960  * @tsk:        task_struct of target task
961  * @mm:         mm_struct of target mm
962  * @start:      starting user address
963  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
964  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
965  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
966  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
967  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
968  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
969  *              Or NULL if the caller does not require them.
970  * @nonblocking: whether waiting for disk IO or mmap_sem contention
971  *
972  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
973  * number requested), or an error. Details about the return value:
974  *
975  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
976  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
977  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
978  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
979  *
980  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
981  *
982  * @vmas are valid only as long as mmap_sem is held.
983  *
984  * Must be called with mmap_sem held.  It may be released.  See below.
985  *
986  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
987  * each struct page that each user address corresponds to at a given
988  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
989  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
990  *
991  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
992  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
993  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
994  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
995  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
996  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
997  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
998  * locks can't be held over the syscall boundary.
999  *
1000  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
1001  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
1002  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
1003  * before put_page is called.
1004  *
1005  * If @nonblocking != NULL, __get_user_pages will not wait for disk IO
1006  * or mmap_sem contention, and if waiting is needed to pin all pages,
1007  * *@nonblocking will be set to 0.  Further, if @gup_flags does not
1008  * include FOLL_NOWAIT, the mmap_sem will be released via up_read() in
1009  * this case.
1010  *
1011  * A caller using such a combination of @nonblocking and @gup_flags
1012  * must therefore hold the mmap_sem for reading only, and recognize
1013  * when it's been released.  Otherwise, it must be held for either
1014  * reading or writing and will not be released.
1015  *
1016  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
1017  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
1018  * you need some special @gup_flags.
1019  */
1020 static long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1021                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1022                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1023                 struct vm_area_struct **vmas, int *nonblocking)
1024 {
1025         long ret = 0, i = 0;
1026         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1027         struct follow_page_context ctx = { NULL };
1028
1029         if (!nr_pages)
1030                 return 0;
1031
1032         start = untagged_addr(start);
1033
1034         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)));
1035
1036         /*
1037          * If FOLL_FORCE is set then do not force a full fault as the hinting
1038          * fault information is unrelated to the reference behaviour of a task
1039          * using the address space
1040          */
1041         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1042                 gup_flags |= FOLL_NUMA;
1043
1044         do {
1045                 struct page *page;
1046                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
1047                 unsigned int page_increm;
1048
1049                 /* first iteration or cross vma bound */
1050                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
1051                         vma = find_extend_vma(mm, start);
1052                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
1053                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
1054                                                 gup_flags, &vma,
1055                                                 pages ? &pages[i] : NULL);
1056                                 if (ret)
1057                                         goto out;
1058                                 ctx.page_mask = 0;
1059                                 goto next_page;
1060                         }
1061
1062                         if (!vma || check_vma_flags(vma, gup_flags)) {
1063                                 ret = -EFAULT;
1064                                 goto out;
1065                         }
1066                         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
1067                                 i = follow_hugetlb_page(mm, vma, pages, vmas,
1068                                                 &start, &nr_pages, i,
1069                                                 gup_flags, nonblocking);
1070                                 continue;
1071                         }
1072                 }
1073 retry:
1074                 /*
1075                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
1076                  * potentially allocating memory.
1077                  */
1078                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1079                         ret = -ERESTARTSYS;
1080                         goto out;
1081                 }
1082                 cond_resched();
1083
1084                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &ctx);
1085                 if (!page) {
1086                         ret = faultin_page(tsk, vma, start, &foll_flags,
1087                                         nonblocking);
1088                         switch (ret) {
1089                         case 0:
1090                                 goto retry;
1091                         case -EBUSY:
1092                                 ret = 0;
1093                                 /* FALLTHRU */
1094                         case -EFAULT:
1095                         case -ENOMEM:
1096                         case -EHWPOISON:
1097                                 goto out;
1098                         case -ENOENT:
1099                                 goto next_page;
1100                         }
1101                         BUG();
1102                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
1103                         /*
1104                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
1105                          * struct page.
1106                          */
1107                         goto next_page;
1108                 } else if (IS_ERR(page)) {
1109                         ret = PTR_ERR(page);
1110                         goto out;
1111                 }
1112                 if (pages) {
1113                         pages[i] = page;
1114                         flush_anon_page(vma, page, start);
1115                         flush_dcache_page(page);
1116                         ctx.page_mask = 0;
1117                 }
1118 next_page:
1119                 if (vmas) {
1120                         vmas[i] = vma;
1121                         ctx.page_mask = 0;
1122                 }
1123                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & ctx.page_mask);
1124                 if (page_increm > nr_pages)
1125                         page_increm = nr_pages;
1126                 i += page_increm;
1127                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
1128                 nr_pages -= page_increm;
1129         } while (nr_pages);
1130 out:
1131         if (ctx.pgmap)
1132                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
1133         return i ? i : ret;
1134 }
1135
1136 static bool vma_permits_fault(struct vm_area_struct *vma,
1137                               unsigned int fault_flags)
1138 {
1139         bool write   = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
1140         bool foreign = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_REMOTE);
1141         vm_flags_t vm_flags = write ? VM_WRITE : VM_READ;
1142
1143         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
1144                 return false;
1145
1146         /*
1147          * The architecture might have a hardware protection
1148          * mechanism other than read/write that can deny access.
1149          *
1150          * gup always represents data access, not instruction
1151          * fetches, so execute=false here:
1152          */
1153         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1154                 return false;
1155
1156         return true;
1157 }
1158
1159 /*
1160  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
1161  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
1162  *              NULL if faults are not to be recorded.
1163  * @mm:         mm_struct of target mm
1164  * @address:    user address
1165  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
1166  * @unlocked:   did we unlock the mmap_sem while retrying, maybe NULL if caller
1167  *              does not allow retry
1168  *
1169  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
1170  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
1171  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
1172  * trying again.
1173  *
1174  * Typically this is meant to be used by the futex code.
1175  *
1176  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
1177  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
1178  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
1179  * get_user_pages() only guarantees to update these in the struct page.
1180  *
1181  * This is important for some architectures where those bits also gate the
1182  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
1183  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
1184  * succeed.
1185  *
1186  * This function will not return with an unlocked mmap_sem. So it has not the
1187  * same semantics wrt the @mm->mmap_sem as does filemap_fault().
1188  */
1189 int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1190                      unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1191                      bool *unlocked)
1192 {
1193         struct vm_area_struct *vma;
1194         vm_fault_t ret, major = 0;
1195
1196         address = untagged_addr(address);
1197
1198         if (unlocked)
1199                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
1200
1201 retry:
1202         vma = find_extend_vma(mm, address);
1203         if (!vma || address < vma->vm_start)
1204                 return -EFAULT;
1205
1206         if (!vma_permits_fault(vma, fault_flags))
1207                 return -EFAULT;
1208
1209         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags);
1210         major |= ret & VM_FAULT_MAJOR;
1211         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
1212                 int err = vm_fault_to_errno(ret, 0);
1213
1214                 if (err)
1215                         return err;
1216                 BUG();
1217         }
1218
1219         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
1220                 down_read(&mm->mmap_sem);
1221                 if (!(fault_flags & FAULT_FLAG_TRIED)) {
1222                         *unlocked = true;
1223                         fault_flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
1224                         fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1225                         goto retry;
1226                 }
1227         }
1228
1229         if (tsk) {
1230                 if (major)
1231                         tsk->maj_flt++;
1232                 else
1233                         tsk->min_flt++;
1234         }
1235         return 0;
1236 }
1237 EXPORT_SYMBOL_GPL(fixup_user_fault);
1238
1239 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk,
1240                                                 struct mm_struct *mm,
1241                                                 unsigned long start,
1242                                                 unsigned long nr_pages,
1243                                                 struct page **pages,
1244                                                 struct vm_area_struct **vmas,
1245                                                 int *locked,
1246                                                 unsigned int flags)
1247 {
1248         long ret, pages_done;
1249         bool lock_dropped;
1250
1251         if (locked) {
1252                 /* if VM_FAULT_RETRY can be returned, vmas become invalid */
1253                 BUG_ON(vmas);
1254                 /* check caller initialized locked */
1255                 BUG_ON(*locked != 1);
1256         }
1257
1258         /*
1259          * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive. Traditional behavior
1260          * is to set FOLL_GET if the caller wants pages[] filled in (but has
1261          * carelessly failed to specify FOLL_GET), so keep doing that, but only
1262          * for FOLL_GET, not for the newer FOLL_PIN.
1263          *
1264          * FOLL_PIN always expects pages to be non-null, but no need to assert
1265          * that here, as any failures will be obvious enough.
1266          */
1267         if (pages && !(flags & FOLL_PIN))
1268                 flags |= FOLL_GET;
1269
1270         pages_done = 0;
1271         lock_dropped = false;
1272         for (;;) {
1273                 ret = __get_user_pages(tsk, mm, start, nr_pages, flags, pages,
1274                                        vmas, locked);
1275                 if (!locked)
1276                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
1277                         return ret;
1278
1279                 /* VM_FAULT_RETRY cannot return errors */
1280                 if (!*locked) {
1281                         BUG_ON(ret < 0);
1282                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
1283                 }
1284
1285                 if (ret > 0) {
1286                         nr_pages -= ret;
1287                         pages_done += ret;
1288                         if (!nr_pages)
1289                                 break;
1290                 }
1291                 if (*locked) {
1292                         /*
1293                          * VM_FAULT_RETRY didn't trigger or it was a
1294                          * FOLL_NOWAIT.
1295                          */
1296                         if (!pages_done)
1297                                 pages_done = ret;
1298                         break;
1299                 }
1300                 /*
1301                  * VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset.
1302                  * For the prefault case (!pages) we only update counts.
1303                  */
1304                 if (likely(pages))
1305                         pages += ret;
1306                 start += ret << PAGE_SHIFT;
1307
1308                 /*
1309                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
1310                  * without FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY but with
1311                  * FAULT_FLAG_TRIED.
1312                  */
1313                 *locked = 1;
1314                 lock_dropped = true;
1315                 down_read(&mm->mmap_sem);
1316                 ret = __get_user_pages(tsk, mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
1317                                        pages, NULL, NULL);
1318                 if (ret != 1) {
1319                         BUG_ON(ret > 1);
1320                         if (!pages_done)
1321                                 pages_done = ret;
1322                         break;
1323                 }
1324                 nr_pages--;
1325                 pages_done++;
1326                 if (!nr_pages)
1327                         break;
1328                 if (likely(pages))
1329                         pages++;
1330                 start += PAGE_SIZE;
1331         }
1332         if (lock_dropped && *locked) {
1333                 /*
1334                  * We must let the caller know we temporarily dropped the lock
1335                  * and so the critical section protected by it was lost.
1336                  */
1337                 up_read(&mm->mmap_sem);
1338                 *locked = 0;
1339         }
1340         return pages_done;
1341 }
1342
1343 /**
1344  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
1345  * @vma:   target vma
1346  * @start: start address
1347  * @end:   end address
1348  * @nonblocking:
1349  *
1350  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
1351  *
1352  * return 0 on success, negative error code on error.
1353  *
1354  * vma->vm_mm->mmap_sem must be held.
1355  *
1356  * If @nonblocking is NULL, it may be held for read or write and will
1357  * be unperturbed.
1358  *
1359  * If @nonblocking is non-NULL, it must held for read only and may be
1360  * released.  If it's released, *@nonblocking will be set to 0.
1361  */
1362 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
1363                 unsigned long start, unsigned long end, int *nonblocking)
1364 {
1365         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1366         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1367         int gup_flags;
1368
1369         VM_BUG_ON(start & ~PAGE_MASK);
1370         VM_BUG_ON(end   & ~PAGE_MASK);
1371         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1372         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
1373         VM_BUG_ON_MM(!rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem), mm);
1374
1375         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK;
1376         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
1377                 gup_flags &= ~FOLL_POPULATE;
1378         /*
1379          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
1380          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
1381          * and we would not want to dirty them for nothing.
1382          */
1383         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
1384                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1385
1386         /*
1387          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
1388          * other than PROT_NONE.
1389          */
1390         if (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC))
1391                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
1392
1393         /*
1394          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
1395          * not result in a stack expansion that recurses back here.
1396          */
1397         return __get_user_pages(current, mm, start, nr_pages, gup_flags,
1398                                 NULL, NULL, nonblocking);
1399 }
1400
1401 /*
1402  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
1403  *
1404  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
1405  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
1406  * mmap_sem must not be held.
1407  */
1408 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
1409 {
1410         struct mm_struct *mm = current->mm;
1411         unsigned long end, nstart, nend;
1412         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1413         int locked = 0;
1414         long ret = 0;
1415
1416         end = start + len;
1417
1418         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
1419                 /*
1420                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
1421                  * Find first corresponding VMA.
1422                  */
1423                 if (!locked) {
1424                         locked = 1;
1425                         down_read(&mm->mmap_sem);
1426                         vma = find_vma(mm, nstart);
1427                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
1428                         vma = vma->vm_next;
1429                 if (!vma || vma->vm_start >= end)
1430                         break;
1431                 /*
1432                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
1433                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
1434                  */
1435                 nend = min(end, vma->vm_end);
1436                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1437                         continue;
1438                 if (nstart < vma->vm_start)
1439                         nstart = vma->vm_start;
1440                 /*
1441                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
1442                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
1443                  * if the vma was already munlocked.
1444                  */
1445                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
1446                 if (ret < 0) {
1447                         if (ignore_errors) {
1448                                 ret = 0;
1449                                 continue;       /* continue at next VMA */
1450                         }
1451                         break;
1452                 }
1453                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
1454                 ret = 0;
1455         }
1456         if (locked)
1457                 up_read(&mm->mmap_sem);
1458         return ret;     /* 0 or negative error code */
1459 }
1460
1461 /**
1462  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
1463  * @addr: user address
1464  *
1465  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
1466  * to be freed afterwards by put_page().
1467  *
1468  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
1469  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
1470  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
1471  * allowing a hole to be left in the corefile to save diskspace.
1472  *
1473  * Called without mmap_sem, but after all other threads have been killed.
1474  */
1475 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
1476 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
1477 {
1478         struct vm_area_struct *vma;
1479         struct page *page;
1480
1481         if (__get_user_pages(current, current->mm, addr, 1,
1482                              FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET, &page, &vma,
1483                              NULL) < 1)
1484                 return NULL;
1485         flush_cache_page(vma, addr, page_to_pfn(page));
1486         return page;
1487 }
1488 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
1489 #else /* CONFIG_MMU */
1490 static long __get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk,
1491                 struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1492                 unsigned long nr_pages, struct page **pages,
1493                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked,
1494                 unsigned int foll_flags)
1495 {
1496         struct vm_area_struct *vma;
1497         unsigned long vm_flags;
1498         int i;
1499
1500         /* calculate required read or write permissions.
1501          * If FOLL_FORCE is set, we only require the "MAY" flags.
1502          */
1503         vm_flags  = (foll_flags & FOLL_WRITE) ?
1504                         (VM_WRITE | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_MAYREAD);
1505         vm_flags &= (foll_flags & FOLL_FORCE) ?
1506                         (VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_WRITE);
1507
1508         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1509                 vma = find_vma(mm, start);
1510                 if (!vma)
1511                         goto finish_or_fault;
1512
1513                 /* protect what we can, including chardevs */
1514                 if ((vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP)) ||
1515                     !(vm_flags & vma->vm_flags))
1516                         goto finish_or_fault;
1517
1518                 if (pages) {
1519                         pages[i] = virt_to_page(start);
1520                         if (pages[i])
1521                                 get_page(pages[i]);
1522                 }
1523                 if (vmas)
1524                         vmas[i] = vma;
1525                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1526         }
1527
1528         return i;
1529
1530 finish_or_fault:
1531         return i ? : -EFAULT;
1532 }
1533 #endif /* !CONFIG_MMU */
1534
1535 #if defined(CONFIG_FS_DAX) || defined (CONFIG_CMA)
1536 static bool check_dax_vmas(struct vm_area_struct **vmas, long nr_pages)
1537 {
1538         long i;
1539         struct vm_area_struct *vma_prev = NULL;
1540
1541         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1542                 struct vm_area_struct *vma = vmas[i];
1543
1544                 if (vma == vma_prev)
1545                         continue;
1546
1547                 vma_prev = vma;
1548
1549                 if (vma_is_fsdax(vma))
1550                         return true;
1551         }
1552         return false;
1553 }
1554
1555 #ifdef CONFIG_CMA
1556 static struct page *new_non_cma_page(struct page *page, unsigned long private)
1557 {
1558         /*
1559          * We want to make sure we allocate the new page from the same node
1560          * as the source page.
1561          */
1562         int nid = page_to_nid(page);
1563         /*
1564          * Trying to allocate a page for migration. Ignore allocation
1565          * failure warnings. We don't force __GFP_THISNODE here because
1566          * this node here is the node where we have CMA reservation and
1567          * in some case these nodes will have really less non movable
1568          * allocation memory.
1569          */
1570         gfp_t gfp_mask = GFP_USER | __GFP_NOWARN;
1571
1572         if (PageHighMem(page))
1573                 gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
1574
1575 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1576         if (PageHuge(page)) {
1577                 struct hstate *h = page_hstate(page);
1578                 /*
1579                  * We don't want to dequeue from the pool because pool pages will
1580                  * mostly be from the CMA region.
1581                  */
1582                 return alloc_migrate_huge_page(h, gfp_mask, nid, NULL);
1583         }
1584 #endif
1585         if (PageTransHuge(page)) {
1586                 struct page *thp;
1587                 /*
1588                  * ignore allocation failure warnings
1589                  */
1590                 gfp_t thp_gfpmask = GFP_TRANSHUGE | __GFP_NOWARN;
1591
1592                 /*
1593                  * Remove the movable mask so that we don't allocate from
1594                  * CMA area again.
1595                  */
1596                 thp_gfpmask &= ~__GFP_MOVABLE;
1597                 thp = __alloc_pages_node(nid, thp_gfpmask, HPAGE_PMD_ORDER);
1598                 if (!thp)
1599                         return NULL;
1600                 prep_transhuge_page(thp);
1601                 return thp;
1602         }
1603
1604         return __alloc_pages_node(nid, gfp_mask, 0);
1605 }
1606
1607 static long check_and_migrate_cma_pages(struct task_struct *tsk,
1608                                         struct mm_struct *mm,
1609                                         unsigned long start,
1610                                         unsigned long nr_pages,
1611                                         struct page **pages,
1612                                         struct vm_area_struct **vmas,
1613                                         unsigned int gup_flags)
1614 {
1615         unsigned long i;
1616         unsigned long step;
1617         bool drain_allow = true;
1618         bool migrate_allow = true;
1619         LIST_HEAD(cma_page_list);
1620         long ret = nr_pages;
1621
1622 check_again:
1623         for (i = 0; i < nr_pages;) {
1624
1625                 struct page *head = compound_head(pages[i]);
1626
1627                 /*
1628                  * gup may start from a tail page. Advance step by the left
1629                  * part.
1630                  */
1631                 step = compound_nr(head) - (pages[i] - head);
1632                 /*
1633                  * If we get a page from the CMA zone, since we are going to
1634                  * be pinning these entries, we might as well move them out
1635                  * of the CMA zone if possible.
1636                  */
1637                 if (is_migrate_cma_page(head)) {
1638                         if (PageHuge(head))
1639                                 isolate_huge_page(head, &cma_page_list);
1640                         else {
1641                                 if (!PageLRU(head) && drain_allow) {
1642                                         lru_add_drain_all();
1643                                         drain_allow = false;
1644                                 }
1645
1646                                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1647                                         list_add_tail(&head->lru, &cma_page_list);
1648                                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1649                                                             NR_ISOLATED_ANON +
1650                                                             page_is_file_cache(head),
1651                                                             hpage_nr_pages(head));
1652                                 }
1653                         }
1654                 }
1655
1656                 i += step;
1657         }
1658
1659         if (!list_empty(&cma_page_list)) {
1660                 /*
1661                  * drop the above get_user_pages reference.
1662                  */
1663                 for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1664                         put_page(pages[i]);
1665
1666                 if (migrate_pages(&cma_page_list, new_non_cma_page,
1667                                   NULL, 0, MIGRATE_SYNC, MR_CONTIG_RANGE)) {
1668                         /*
1669                          * some of the pages failed migration. Do get_user_pages
1670                          * without migration.
1671                          */
1672                         migrate_allow = false;
1673
1674                         if (!list_empty(&cma_page_list))
1675                                 putback_movable_pages(&cma_page_list);
1676                 }
1677                 /*
1678                  * We did migrate all the pages, Try to get the page references
1679                  * again migrating any new CMA pages which we failed to isolate
1680                  * earlier.
1681                  */
1682                 ret = __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages,
1683                                                    pages, vmas, NULL,
1684                                                    gup_flags);
1685
1686                 if ((ret > 0) && migrate_allow) {
1687                         nr_pages = ret;
1688                         drain_allow = true;
1689                         goto check_again;
1690                 }
1691         }
1692
1693         return ret;
1694 }
1695 #else
1696 static long check_and_migrate_cma_pages(struct task_struct *tsk,
1697                                         struct mm_struct *mm,
1698                                         unsigned long start,
1699                                         unsigned long nr_pages,
1700                                         struct page **pages,
1701                                         struct vm_area_struct **vmas,
1702                                         unsigned int gup_flags)
1703 {
1704         return nr_pages;
1705 }
1706 #endif /* CONFIG_CMA */
1707
1708 /*
1709  * __gup_longterm_locked() is a wrapper for __get_user_pages_locked which
1710  * allows us to process the FOLL_LONGTERM flag.
1711  */
1712 static long __gup_longterm_locked(struct task_struct *tsk,
1713                                   struct mm_struct *mm,
1714                                   unsigned long start,
1715                                   unsigned long nr_pages,
1716                                   struct page **pages,
1717                                   struct vm_area_struct **vmas,
1718                                   unsigned int gup_flags)
1719 {
1720         struct vm_area_struct **vmas_tmp = vmas;
1721         unsigned long flags = 0;
1722         long rc, i;
1723
1724         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1725                 if (!pages)
1726                         return -EINVAL;
1727
1728                 if (!vmas_tmp) {
1729                         vmas_tmp = kcalloc(nr_pages,
1730                                            sizeof(struct vm_area_struct *),
1731                                            GFP_KERNEL);
1732                         if (!vmas_tmp)
1733                                 return -ENOMEM;
1734                 }
1735                 flags = memalloc_nocma_save();
1736         }
1737
1738         rc = __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages,
1739                                      vmas_tmp, NULL, gup_flags);
1740
1741         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1742                 memalloc_nocma_restore(flags);
1743                 if (rc < 0)
1744                         goto out;
1745
1746                 if (check_dax_vmas(vmas_tmp, rc)) {
1747                         for (i = 0; i < rc; i++)
1748                                 put_page(pages[i]);
1749                         rc = -EOPNOTSUPP;
1750                         goto out;
1751                 }
1752
1753                 rc = check_and_migrate_cma_pages(tsk, mm, start, rc, pages,
1754                                                  vmas_tmp, gup_flags);
1755         }
1756
1757 out:
1758         if (vmas_tmp != vmas)
1759                 kfree(vmas_tmp);
1760         return rc;
1761 }
1762 #else /* !CONFIG_FS_DAX && !CONFIG_CMA */
1763 static __always_inline long __gup_longterm_locked(struct task_struct *tsk,
1764                                                   struct mm_struct *mm,
1765                                                   unsigned long start,
1766                                                   unsigned long nr_pages,
1767                                                   struct page **pages,
1768                                                   struct vm_area_struct **vmas,
1769                                                   unsigned int flags)
1770 {
1771         return __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages, vmas,
1772                                        NULL, flags);
1773 }
1774 #endif /* CONFIG_FS_DAX || CONFIG_CMA */
1775
1776 #ifdef CONFIG_MMU
1777 static long __get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk,
1778                                     struct mm_struct *mm,
1779                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1780                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1781                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1782 {
1783         /*
1784          * Parts of FOLL_LONGTERM behavior are incompatible with
1785          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
1786          * vmas. However, this only comes up if locked is set, and there are
1787          * callers that do request FOLL_LONGTERM, but do not set locked. So,
1788          * allow what we can.
1789          */
1790         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1791                 if (WARN_ON_ONCE(locked))
1792                         return -EINVAL;
1793                 /*
1794                  * This will check the vmas (even if our vmas arg is NULL)
1795                  * and return -ENOTSUPP if DAX isn't allowed in this case:
1796                  */
1797                 return __gup_longterm_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages,
1798                                              vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH |
1799                                              FOLL_REMOTE);
1800         }
1801
1802         return __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages, vmas,
1803                                        locked,
1804                                        gup_flags | FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE);
1805 }
1806
1807 /*
1808  * get_user_pages_remote() - pin user pages in memory
1809  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
1810  *              NULL if faults are not to be recorded.
1811  * @mm:         mm_struct of target mm
1812  * @start:      starting user address
1813  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1814  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
1815  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1816  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1817  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1818  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
1819  *              Or NULL if the caller does not require them.
1820  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
1821  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
1822  *              utilised. Lock must initially be held.
1823  *
1824  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
1825  * number requested), or an error. Details about the return value:
1826  *
1827  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
1828  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
1829  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
1830  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
1831  *
1832  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
1833  *
1834  * @vmas are valid only as long as mmap_sem is held.
1835  *
1836  * Must be called with mmap_sem held for read or write.
1837  *
1838  * get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
1839  * each struct page that each user address corresponds to at a given
1840  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1841  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1842  *
1843  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1844  * get_user_pages returns, and there may even be a completely different
1845  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1846  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
1847  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1848  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1849  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1850  * locks can't be held over the syscall boundary.
1851  *
1852  * If gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If the page
1853  * is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must
1854  * be called after the page is finished with, and before put_page is called.
1855  *
1856  * get_user_pages is typically used for fewer-copy IO operations, to get a
1857  * handle on the memory by some means other than accesses via the user virtual
1858  * addresses. The pages may be submitted for DMA to devices or accessed via
1859  * their kernel linear mapping (via the kmap APIs). Care should be taken to
1860  * use the correct cache flushing APIs.
1861  *
1862  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
1863  *
1864  * get_user_pages should be phased out in favor of
1865  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
1866  * should use get_user_pages because it cannot pass
1867  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
1868  */
1869 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1870                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1871                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1872                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1873 {
1874         /*
1875          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
1876          * never directly by the caller, so enforce that with an assertion:
1877          */
1878         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
1879                 return -EINVAL;
1880
1881         return __get_user_pages_remote(tsk, mm, start, nr_pages, gup_flags,
1882                                        pages, vmas, locked);
1883 }
1884 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_remote);
1885
1886 #else /* CONFIG_MMU */
1887 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1888                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1889                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1890                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1891 {
1892         return 0;
1893 }
1894
1895 static long __get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk,
1896                                     struct mm_struct *mm,
1897                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1898                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1899                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1900 {
1901         return 0;
1902 }
1903 #endif /* !CONFIG_MMU */
1904
1905 /*
1906  * This is the same as get_user_pages_remote(), just with a
1907  * less-flexible calling convention where we assume that the task
1908  * and mm being operated on are the current task's and don't allow
1909  * passing of a locked parameter.  We also obviously don't pass
1910  * FOLL_REMOTE in here.
1911  */
1912 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1913                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1914                 struct vm_area_struct **vmas)
1915 {
1916         /*
1917          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
1918          * never directly by the caller, so enforce that with an assertion:
1919          */
1920         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
1921                 return -EINVAL;
1922
1923         return __gup_longterm_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
1924                                      pages, vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH);
1925 }
1926 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
1927
1928 /*
1929  * We can leverage the VM_FAULT_RETRY functionality in the page fault
1930  * paths better by using either get_user_pages_locked() or
1931  * get_user_pages_unlocked().
1932  *
1933  * get_user_pages_locked() is suitable to replace the form:
1934  *
1935  *      down_read(&mm->mmap_sem);
1936  *      do_something()
1937  *      get_user_pages(tsk, mm, ..., pages, NULL);
1938  *      up_read(&mm->mmap_sem);
1939  *
1940  *  to:
1941  *
1942  *      int locked = 1;
1943  *      down_read(&mm->mmap_sem);
1944  *      do_something()
1945  *      get_user_pages_locked(tsk, mm, ..., pages, &locked);
1946  *      if (locked)
1947  *          up_read(&mm->mmap_sem);
1948  */
1949 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1950                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1951                            int *locked)
1952 {
1953         /*
1954          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
1955          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
1956          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
1957          * disallow this option for now.
1958          */
1959         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
1960                 return -EINVAL;
1961
1962         return __get_user_pages_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
1963                                        pages, NULL, locked,
1964                                        gup_flags | FOLL_TOUCH);
1965 }
1966 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_locked);
1967
1968 /*
1969  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
1970  *
1971  *      down_read(&mm->mmap_sem);
1972  *      get_user_pages(tsk, mm, ..., pages, NULL);
1973  *      up_read(&mm->mmap_sem);
1974  *
1975  *  with:
1976  *
1977  *      get_user_pages_unlocked(tsk, mm, ..., pages);
1978  *
1979  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
1980  * get_user_pages_fast should be used instead if specific gup_flags
1981  * (e.g. FOLL_FORCE) are not required.
1982  */
1983 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1984                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
1985 {
1986         struct mm_struct *mm = current->mm;
1987         int locked = 1;
1988         long ret;
1989
1990         /*
1991          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
1992          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
1993          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
1994          * disallow this option for now.
1995          */
1996         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
1997                 return -EINVAL;
1998
1999         down_read(&mm->mmap_sem);
2000         ret = __get_user_pages_locked(current, mm, start, nr_pages, pages, NULL,
2001                                       &locked, gup_flags | FOLL_TOUCH);
2002         if (locked)
2003                 up_read(&mm->mmap_sem);
2004         return ret;
2005 }
2006 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
2007
2008 /*
2009  * Fast GUP
2010  *
2011  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
2012  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
2013  * protected from page table pages being freed from under it, and should
2014  * block any THP splits.
2015  *
2016  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
2017  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
2018  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
2019  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
2020  *
2021  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
2022  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
2023  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
2024  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
2025  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
2026  *
2027  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
2028  * are currently made:
2029  *
2030  *  *) Either MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table() is used to
2031  *  free pages containing page tables or TLB flushing requires IPI broadcast.
2032  *
2033  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
2034  *
2035  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
2036  *
2037  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
2038  *
2039  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
2040  */
2041 #ifdef CONFIG_HAVE_FAST_GUP
2042
2043 static void put_compound_head(struct page *page, int refs, unsigned int flags)
2044 {
2045         if (flags & FOLL_PIN) {
2046                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_RELEASED,
2047                                     refs);
2048
2049                 if (hpage_pincount_available(page))
2050                         hpage_pincount_sub(page, refs);
2051                 else
2052                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
2053         }
2054
2055         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) < refs, page);
2056         /*
2057          * Calling put_page() for each ref is unnecessarily slow. Only the last
2058          * ref needs a put_page().
2059          */
2060         if (refs > 1)
2061                 page_ref_sub(page, refs - 1);
2062         put_page(page);
2063 }
2064
2065 #ifdef CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH
2066
2067 /*
2068  * WARNING: only to be used in the get_user_pages_fast() implementation.
2069  *
2070  * With get_user_pages_fast(), we walk down the pagetables without taking any
2071  * locks.  For this we would like to load the pointers atomically, but sometimes
2072  * that is not possible (e.g. without expensive cmpxchg8b on x86_32 PAE).  What
2073  * we do have is the guarantee that a PTE will only either go from not present
2074  * to present, or present to not present or both -- it will not switch to a
2075  * completely different present page without a TLB flush in between; something
2076  * that we are blocking by holding interrupts off.
2077  *
2078  * Setting ptes from not present to present goes:
2079  *
2080  *   ptep->pte_high = h;
2081  *   smp_wmb();
2082  *   ptep->pte_low = l;
2083  *
2084  * And present to not present goes:
2085  *
2086  *   ptep->pte_low = 0;
2087  *   smp_wmb();
2088  *   ptep->pte_high = 0;
2089  *
2090  * We must ensure here that the load of pte_low sees 'l' IFF pte_high sees 'h'.
2091  * We load pte_high *after* loading pte_low, which ensures we don't see an older
2092  * value of pte_high.  *Then* we recheck pte_low, which ensures that we haven't
2093  * picked up a changed pte high. We might have gotten rubbish values from
2094  * pte_low and pte_high, but we are guaranteed that pte_low will not have the
2095  * present bit set *unless* it is 'l'. Because get_user_pages_fast() only
2096  * operates on present ptes we're safe.
2097  */
2098 static inline pte_t gup_get_pte(pte_t *ptep)
2099 {
2100         pte_t pte;
2101
2102         do {
2103                 pte.pte_low = ptep->pte_low;
2104                 smp_rmb();
2105                 pte.pte_high = ptep->pte_high;
2106                 smp_rmb();
2107         } while (unlikely(pte.pte_low != ptep->pte_low));
2108
2109         return pte;
2110 }
2111 #else /* CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH */
2112 /*
2113  * We require that the PTE can be read atomically.
2114  */
2115 static inline pte_t gup_get_pte(pte_t *ptep)
2116 {
2117         return READ_ONCE(*ptep);
2118 }
2119 #endif /* CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH */
2120
2121 static void __maybe_unused undo_dev_pagemap(int *nr, int nr_start,
2122                                             unsigned int flags,
2123                                             struct page **pages)
2124 {
2125         while ((*nr) - nr_start) {
2126                 struct page *page = pages[--(*nr)];
2127
2128                 ClearPageReferenced(page);
2129                 if (flags & FOLL_PIN)
2130                         unpin_user_page(page);
2131                 else
2132                         put_page(page);
2133         }
2134 }
2135
2136 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2137 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
2138                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2139 {
2140         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2141         int nr_start = *nr, ret = 0;
2142         pte_t *ptep, *ptem;
2143
2144         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
2145         do {
2146                 pte_t pte = gup_get_pte(ptep);
2147                 struct page *head, *page;
2148
2149                 /*
2150                  * Similar to the PMD case below, NUMA hinting must take slow
2151                  * path using the pte_protnone check.
2152                  */
2153                 if (pte_protnone(pte))
2154                         goto pte_unmap;
2155
2156                 if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2157                         goto pte_unmap;
2158
2159                 if (pte_devmap(pte)) {
2160                         if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2161                                 goto pte_unmap;
2162
2163                         pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), pgmap);
2164                         if (unlikely(!pgmap)) {
2165                                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2166                                 goto pte_unmap;
2167                         }
2168                 } else if (pte_special(pte))
2169                         goto pte_unmap;
2170
2171                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2172                 page = pte_page(pte);
2173
2174                 head = try_grab_compound_head(page, 1, flags);
2175                 if (!head)
2176                         goto pte_unmap;
2177
2178                 if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2179                         put_compound_head(head, 1, flags);
2180                         goto pte_unmap;
2181                 }
2182
2183                 VM_BUG_ON_PAGE(compound_head(page) != head, page);
2184
2185                 /*
2186                  * We need to make the page accessible if and only if we are
2187                  * going to access its content (the FOLL_PIN case).  Please
2188                  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for
2189                  * details.
2190                  */
2191                 if (flags & FOLL_PIN) {
2192                         ret = arch_make_page_accessible(page);
2193                         if (ret) {
2194                                 unpin_user_page(page);
2195                                 goto pte_unmap;
2196                         }
2197                 }
2198                 SetPageReferenced(page);
2199                 pages[*nr] = page;
2200                 (*nr)++;
2201
2202         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2203
2204         ret = 1;
2205
2206 pte_unmap:
2207         if (pgmap)
2208                 put_dev_pagemap(pgmap);
2209         pte_unmap(ptem);
2210         return ret;
2211 }
2212 #else
2213
2214 /*
2215  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
2216  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
2217  * to be special.
2218  *
2219  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
2220  * __get_user_pages_fast implementation that can pin pages. Thus it's still
2221  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
2222  */
2223 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
2224                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2225 {
2226         return 0;
2227 }
2228 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL */
2229
2230 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
2231 static int __gup_device_huge(unsigned long pfn, unsigned long addr,
2232                              unsigned long end, unsigned int flags,
2233                              struct page **pages, int *nr)
2234 {
2235         int nr_start = *nr;
2236         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2237
2238         do {
2239                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
2240
2241                 pgmap = get_dev_pagemap(pfn, pgmap);
2242                 if (unlikely(!pgmap)) {
2243                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2244                         return 0;
2245                 }
2246                 SetPageReferenced(page);
2247                 pages[*nr] = page;
2248                 if (unlikely(!try_grab_page(page, flags))) {
2249                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2250                         return 0;
2251                 }
2252                 (*nr)++;
2253                 pfn++;
2254         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2255
2256         if (pgmap)
2257                 put_dev_pagemap(pgmap);
2258         return 1;
2259 }
2260
2261 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2262                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2263                                  struct page **pages, int *nr)
2264 {
2265         unsigned long fault_pfn;
2266         int nr_start = *nr;
2267
2268         fault_pfn = pmd_pfn(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2269         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2270                 return 0;
2271
2272         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2273                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2274                 return 0;
2275         }
2276         return 1;
2277 }
2278
2279 static int __gup_device_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2280                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2281                                  struct page **pages, int *nr)
2282 {
2283         unsigned long fault_pfn;
2284         int nr_start = *nr;
2285
2286         fault_pfn = pud_pfn(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2287         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2288                 return 0;
2289
2290         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2291                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2292                 return 0;
2293         }
2294         return 1;
2295 }
2296 #else
2297 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2298                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2299                                  struct page **pages, int *nr)
2300 {
2301         BUILD_BUG();
2302         return 0;
2303 }
2304
2305 static int __gup_device_huge_pud(pud_t pud, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2306                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2307                                  struct page **pages, int *nr)
2308 {
2309         BUILD_BUG();
2310         return 0;
2311 }
2312 #endif
2313
2314 static int record_subpages(struct page *page, unsigned long addr,
2315                            unsigned long end, struct page **pages)
2316 {
2317         int nr;
2318
2319         for (nr = 0; addr != end; addr += PAGE_SIZE)
2320                 pages[nr++] = page++;
2321
2322         return nr;
2323 }
2324
2325 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD
2326 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
2327                                       unsigned long sz)
2328 {
2329         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
2330         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
2331 }
2332
2333 static int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
2334                        unsigned long end, unsigned int flags,
2335                        struct page **pages, int *nr)
2336 {
2337         unsigned long pte_end;
2338         struct page *head, *page;
2339         pte_t pte;
2340         int refs;
2341
2342         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
2343         if (pte_end < end)
2344                 end = pte_end;
2345
2346         pte = READ_ONCE(*ptep);
2347
2348         if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2349                 return 0;
2350
2351         /* hugepages are never "special" */
2352         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2353
2354         head = pte_page(pte);
2355         page = head + ((addr & (sz-1)) >> PAGE_SHIFT);
2356         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2357
2358         head = try_grab_compound_head(head, refs, flags);
2359         if (!head)
2360                 return 0;
2361
2362         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2363                 put_compound_head(head, refs, flags);
2364                 return 0;
2365         }
2366
2367         *nr += refs;
2368         SetPageReferenced(head);
2369         return 1;
2370 }
2371
2372 static int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2373                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2374                 struct page **pages, int *nr)
2375 {
2376         pte_t *ptep;
2377         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(hugepd);
2378         unsigned long next;
2379
2380         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
2381         do {
2382                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
2383                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, flags, pages, nr))
2384                         return 0;
2385         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
2386
2387         return 1;
2388 }
2389 #else
2390 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2391                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2392                 struct page **pages, int *nr)
2393 {
2394         return 0;
2395 }
2396 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD */
2397
2398 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2399                         unsigned long end, unsigned int flags,
2400                         struct page **pages, int *nr)
2401 {
2402         struct page *head, *page;
2403         int refs;
2404
2405         if (!pmd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2406                 return 0;
2407
2408         if (pmd_devmap(orig)) {
2409                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2410                         return 0;
2411                 return __gup_device_huge_pmd(orig, pmdp, addr, end, flags,
2412                                              pages, nr);
2413         }
2414
2415         page = pmd_page(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2416         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2417
2418         head = try_grab_compound_head(pmd_page(orig), refs, flags);
2419         if (!head)
2420                 return 0;
2421
2422         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2423                 put_compound_head(head, refs, flags);
2424                 return 0;
2425         }
2426
2427         *nr += refs;
2428         SetPageReferenced(head);
2429         return 1;
2430 }
2431
2432 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2433                         unsigned long end, unsigned int flags,
2434                         struct page **pages, int *nr)
2435 {
2436         struct page *head, *page;
2437         int refs;
2438
2439         if (!pud_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2440                 return 0;
2441
2442         if (pud_devmap(orig)) {
2443                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2444                         return 0;
2445                 return __gup_device_huge_pud(orig, pudp, addr, end, flags,
2446                                              pages, nr);
2447         }
2448
2449         page = pud_page(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2450         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2451
2452         head = try_grab_compound_head(pud_page(orig), refs, flags);
2453         if (!head)
2454                 return 0;
2455
2456         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2457                 put_compound_head(head, refs, flags);
2458                 return 0;
2459         }
2460
2461         *nr += refs;
2462         SetPageReferenced(head);
2463         return 1;
2464 }
2465
2466 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
2467                         unsigned long end, unsigned int flags,
2468                         struct page **pages, int *nr)
2469 {
2470         int refs;
2471         struct page *head, *page;
2472
2473         if (!pgd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2474                 return 0;
2475
2476         BUILD_BUG_ON(pgd_devmap(orig));
2477
2478         page = pgd_page(orig) + ((addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2479         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2480
2481         head = try_grab_compound_head(pgd_page(orig), refs, flags);
2482         if (!head)
2483                 return 0;
2484
2485         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
2486                 put_compound_head(head, refs, flags);
2487                 return 0;
2488         }
2489
2490         *nr += refs;
2491         SetPageReferenced(head);
2492         return 1;
2493 }
2494
2495 static int gup_pmd_range(pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
2496                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2497 {
2498         unsigned long next;
2499         pmd_t *pmdp;
2500
2501         pmdp = pmd_offset(&pud, addr);
2502         do {
2503                 pmd_t pmd = READ_ONCE(*pmdp);
2504
2505                 next = pmd_addr_end(addr, end);
2506                 if (!pmd_present(pmd))
2507                         return 0;
2508
2509                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) ||
2510                              pmd_devmap(pmd))) {
2511                         /*
2512                          * NUMA hinting faults need to be handled in the GUP
2513                          * slowpath for accounting purposes and so that they
2514                          * can be serialised against THP migration.
2515                          */
2516                         if (pmd_protnone(pmd))
2517                                 return 0;
2518
2519                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, flags,
2520                                 pages, nr))
2521                                 return 0;
2522
2523                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
2524                         /*
2525                          * architecture have different format for hugetlbfs
2526                          * pmd format and THP pmd format
2527                          */
2528                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
2529                                          PMD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2530                                 return 0;
2531                 } else if (!gup_pte_range(pmd, addr, next, flags, pages, nr))
2532                         return 0;
2533         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
2534
2535         return 1;
2536 }
2537
2538 static int gup_pud_range(p4d_t p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
2539                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2540 {
2541         unsigned long next;
2542         pud_t *pudp;
2543
2544         pudp = pud_offset(&p4d, addr);
2545         do {
2546                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
2547
2548                 next = pud_addr_end(addr, end);
2549                 if (unlikely(!pud_present(pud)))
2550                         return 0;
2551                 if (unlikely(pud_huge(pud))) {
2552                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, flags,
2553                                           pages, nr))
2554                                 return 0;
2555                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
2556                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
2557                                          PUD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2558                                 return 0;
2559                 } else if (!gup_pmd_range(pud, addr, next, flags, pages, nr))
2560                         return 0;
2561         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
2562
2563         return 1;
2564 }
2565
2566 static int gup_p4d_range(pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
2567                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2568 {
2569         unsigned long next;
2570         p4d_t *p4dp;
2571
2572         p4dp = p4d_offset(&pgd, addr);
2573         do {
2574                 p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
2575
2576                 next = p4d_addr_end(addr, end);
2577                 if (p4d_none(p4d))
2578                         return 0;
2579                 BUILD_BUG_ON(p4d_huge(p4d));
2580                 if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(p4d_val(p4d))))) {
2581                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(p4d_val(p4d)), addr,
2582                                          P4D_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2583                                 return 0;
2584                 } else if (!gup_pud_range(p4d, addr, next, flags, pages, nr))
2585                         return 0;
2586         } while (p4dp++, addr = next, addr != end);
2587
2588         return 1;
2589 }
2590
2591 static void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2592                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2593 {
2594         unsigned long next;
2595         pgd_t *pgdp;
2596
2597         pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
2598         do {
2599                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
2600
2601                 next = pgd_addr_end(addr, end);
2602                 if (pgd_none(pgd))
2603                         return;
2604                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
2605                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, flags,
2606                                           pages, nr))
2607                                 return;
2608                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
2609                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
2610                                          PGDIR_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2611                                 return;
2612                 } else if (!gup_p4d_range(pgd, addr, next, flags, pages, nr))
2613                         return;
2614         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
2615 }
2616 #else
2617 static inline void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2618                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2619 {
2620 }
2621 #endif /* CONFIG_HAVE_FAST_GUP */
2622
2623 #ifndef gup_fast_permitted
2624 /*
2625  * Check if it's allowed to use __get_user_pages_fast() for the range, or
2626  * we need to fall back to the slow version:
2627  */
2628 static bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
2629 {
2630         return true;
2631 }
2632 #endif
2633
2634 /*
2635  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
2636  * the regular GUP.
2637  * Note a difference with get_user_pages_fast: this always returns the
2638  * number of pages pinned, 0 if no pages were pinned.
2639  *
2640  * If the architecture does not support this function, simply return with no
2641  * pages pinned.
2642  */
2643 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
2644                           struct page **pages)
2645 {
2646         unsigned long len, end;
2647         unsigned long flags;
2648         int nr_pinned = 0;
2649         /*
2650          * Internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set FOLL_GET,
2651          * because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount" request.
2652          */
2653         unsigned int gup_flags = FOLL_GET;
2654
2655         if (write)
2656                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
2657
2658         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
2659         len = (unsigned long) nr_pages << PAGE_SHIFT;
2660         end = start + len;
2661
2662         if (end <= start)
2663                 return 0;
2664         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
2665                 return 0;
2666
2667         /*
2668          * Disable interrupts.  We use the nested form as we can already have
2669          * interrupts disabled by get_futex_key.
2670          *
2671          * With interrupts disabled, we block page table pages from being
2672          * freed from under us. See struct mmu_table_batch comments in
2673          * include/asm-generic/tlb.h for more details.
2674          *
2675          * We do not adopt an rcu_read_lock(.) here as we also want to
2676          * block IPIs that come from THPs splitting.
2677          */
2678
2679         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) &&
2680             gup_fast_permitted(start, end)) {
2681                 local_irq_save(flags);
2682                 gup_pgd_range(start, end, gup_flags, pages, &nr_pinned);
2683                 local_irq_restore(flags);
2684         }
2685
2686         return nr_pinned;
2687 }
2688 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_user_pages_fast);
2689
2690 static int __gup_longterm_unlocked(unsigned long start, int nr_pages,
2691                                    unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2692 {
2693         int ret;
2694
2695         /*
2696          * FIXME: FOLL_LONGTERM does not work with
2697          * get_user_pages_unlocked() (see comments in that function)
2698          */
2699         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
2700                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
2701                 ret = __gup_longterm_locked(current, current->mm,
2702                                             start, nr_pages,
2703                                             pages, NULL, gup_flags);
2704                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
2705         } else {
2706                 ret = get_user_pages_unlocked(start, nr_pages,
2707                                               pages, gup_flags);
2708         }
2709
2710         return ret;
2711 }
2712
2713 static int internal_get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2714                                         unsigned int gup_flags,
2715                                         struct page **pages)
2716 {
2717         unsigned long addr, len, end;
2718         int nr_pinned = 0, ret = 0;
2719
2720         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & ~(FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM |
2721                                        FOLL_FORCE | FOLL_PIN | FOLL_GET)))
2722                 return -EINVAL;
2723
2724         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
2725         addr = start;
2726         len = (unsigned long) nr_pages << PAGE_SHIFT;
2727         end = start + len;
2728
2729         if (end <= start)
2730                 return 0;
2731         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
2732                 return -EFAULT;
2733
2734         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) &&
2735             gup_fast_permitted(start, end)) {
2736                 local_irq_disable();
2737                 gup_pgd_range(addr, end, gup_flags, pages, &nr_pinned);
2738                 local_irq_enable();
2739                 ret = nr_pinned;
2740         }
2741
2742         if (nr_pinned < nr_pages) {
2743                 /* Try to get the remaining pages with get_user_pages */
2744                 start += nr_pinned << PAGE_SHIFT;
2745                 pages += nr_pinned;
2746
2747                 ret = __gup_longterm_unlocked(start, nr_pages - nr_pinned,
2748                                               gup_flags, pages);
2749
2750                 /* Have to be a bit careful with return values */
2751                 if (nr_pinned > 0) {
2752                         if (ret < 0)
2753                                 ret = nr_pinned;
2754                         else
2755                                 ret += nr_pinned;
2756                 }
2757         }
2758
2759         return ret;
2760 }
2761
2762 /**
2763  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
2764  * @start:      starting user address
2765  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2766  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2767  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2768  *              Should be at least nr_pages long.
2769  *
2770  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_sem.
2771  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
2772  * calling get_user_pages().
2773  *
2774  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number requested.
2775  * If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages were pinned, returns
2776  * -errno.
2777  */
2778 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2779                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2780 {
2781         /*
2782          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
2783          * never directly by the caller, so enforce that:
2784          */
2785         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
2786                 return -EINVAL;
2787
2788         /*
2789          * The caller may or may not have explicitly set FOLL_GET; either way is
2790          * OK. However, internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set
2791          * FOLL_GET, because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount"
2792          * request.
2793          */
2794         gup_flags |= FOLL_GET;
2795         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
2796 }
2797 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast);
2798
2799 /**
2800  * pin_user_pages_fast() - pin user pages in memory without taking locks
2801  *
2802  * @start:      starting user address
2803  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2804  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2805  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2806  *              Should be at least nr_pages long.
2807  *
2808  * Nearly the same as get_user_pages_fast(), except that FOLL_PIN is set. See
2809  * get_user_pages_fast() for documentation on the function arguments, because
2810  * the arguments here are identical.
2811  *
2812  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
2813  * see Documentation/vm/pin_user_pages.rst for further details.
2814  *
2815  * This is intended for Case 1 (DIO) in Documentation/vm/pin_user_pages.rst. It
2816  * is NOT intended for Case 2 (RDMA: long-term pins).
2817  */
2818 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2819                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2820 {
2821         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2822         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2823                 return -EINVAL;
2824
2825         gup_flags |= FOLL_PIN;
2826         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
2827 }
2828 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast);
2829
2830 /**
2831  * pin_user_pages_remote() - pin pages of a remote process (task != current)
2832  *
2833  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
2834  *              NULL if faults are not to be recorded.
2835  * @mm:         mm_struct of target mm
2836  * @start:      starting user address
2837  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2838  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2839  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2840  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2841  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2842  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
2843  *              Or NULL if the caller does not require them.
2844  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
2845  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
2846  *              utilised. Lock must initially be held.
2847  *
2848  * Nearly the same as get_user_pages_remote(), except that FOLL_PIN is set. See
2849  * get_user_pages_remote() for documentation on the function arguments, because
2850  * the arguments here are identical.
2851  *
2852  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
2853  * see Documentation/vm/pin_user_pages.rst for details.
2854  *
2855  * This is intended for Case 1 (DIO) in Documentation/vm/pin_user_pages.rst. It
2856  * is NOT intended for Case 2 (RDMA: long-term pins).
2857  */
2858 long pin_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
2859                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2860                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2861                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2862 {
2863         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2864         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2865                 return -EINVAL;
2866
2867         gup_flags |= FOLL_PIN;
2868         return __get_user_pages_remote(tsk, mm, start, nr_pages, gup_flags,
2869                                        pages, vmas, locked);
2870 }
2871 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_remote);
2872
2873 /**
2874  * pin_user_pages() - pin user pages in memory for use by other devices
2875  *
2876  * @start:      starting user address
2877  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2878  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2879  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2880  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2881  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2882  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
2883  *              Or NULL if the caller does not require them.
2884  *
2885  * Nearly the same as get_user_pages(), except that FOLL_TOUCH is not set, and
2886  * FOLL_PIN is set.
2887  *
2888  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
2889  * see Documentation/vm/pin_user_pages.rst for details.
2890  *
2891  * This is intended for Case 1 (DIO) in Documentation/vm/pin_user_pages.rst. It
2892  * is NOT intended for Case 2 (RDMA: long-term pins).
2893  */
2894 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2895                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2896                     struct vm_area_struct **vmas)
2897 {
2898         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2899         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2900                 return -EINVAL;
2901
2902         gup_flags |= FOLL_PIN;
2903         return __gup_longterm_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
2904                                      pages, vmas, gup_flags);
2905 }
2906 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages);