59e182634ba8ccd5e8e671b63da79f28b32c55df
[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 #include <linux/secretmem.h>
14
15 #include <linux/sched/signal.h>
16 #include <linux/rwsem.h>
17 #include <linux/hugetlb.h>
18 #include <linux/migrate.h>
19 #include <linux/mm_inline.h>
20 #include <linux/sched/mm.h>
21 #include <linux/shmem_fs.h>
22
23 #include <asm/mmu_context.h>
24 #include <asm/tlbflush.h>
25
26 #include "internal.h"
27
28 struct follow_page_context {
29         struct dev_pagemap *pgmap;
30         unsigned int page_mask;
31 };
32
33 static inline void sanity_check_pinned_pages(struct page **pages,
34                                              unsigned long npages)
35 {
36         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM))
37                 return;
38
39         /*
40          * We only pin anonymous pages if they are exclusive. Once pinned, we
41          * can no longer turn them possibly shared and PageAnonExclusive() will
42          * stick around until the page is freed.
43          *
44          * We'd like to verify that our pinned anonymous pages are still mapped
45          * exclusively. The issue with anon THP is that we don't know how
46          * they are/were mapped when pinning them. However, for anon
47          * THP we can assume that either the given page (PTE-mapped THP) or
48          * the head page (PMD-mapped THP) should be PageAnonExclusive(). If
49          * neither is the case, there is certainly something wrong.
50          */
51         for (; npages; npages--, pages++) {
52                 struct page *page = *pages;
53                 struct folio *folio = page_folio(page);
54
55                 if (is_zero_page(page) ||
56                     !folio_test_anon(folio))
57                         continue;
58                 if (!folio_test_large(folio) || folio_test_hugetlb(folio))
59                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageAnonExclusive(&folio->page), page);
60                 else
61                         /* Either a PTE-mapped or a PMD-mapped THP. */
62                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageAnonExclusive(&folio->page) &&
63                                        !PageAnonExclusive(page), page);
64         }
65 }
66
67 /*
68  * Return the folio with ref appropriately incremented,
69  * or NULL if that failed.
70  */
71 static inline struct folio *try_get_folio(struct page *page, int refs)
72 {
73         struct folio *folio;
74
75 retry:
76         folio = page_folio(page);
77         if (WARN_ON_ONCE(folio_ref_count(folio) < 0))
78                 return NULL;
79         if (unlikely(!folio_ref_try_add_rcu(folio, refs)))
80                 return NULL;
81
82         /*
83          * At this point we have a stable reference to the folio; but it
84          * could be that between calling page_folio() and the refcount
85          * increment, the folio was split, in which case we'd end up
86          * holding a reference on a folio that has nothing to do with the page
87          * we were given anymore.
88          * So now that the folio is stable, recheck that the page still
89          * belongs to this folio.
90          */
91         if (unlikely(page_folio(page) != folio)) {
92                 if (!put_devmap_managed_page_refs(&folio->page, refs))
93                         folio_put_refs(folio, refs);
94                 goto retry;
95         }
96
97         return folio;
98 }
99
100 /**
101  * try_grab_folio() - Attempt to get or pin a folio.
102  * @page:  pointer to page to be grabbed
103  * @refs:  the value to (effectively) add to the folio's refcount
104  * @flags: gup flags: these are the FOLL_* flag values.
105  *
106  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
107  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the folio's refcount.
108  *
109  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) must be set, but not both at the
110  * same time. (That's true throughout the get_user_pages*() and
111  * pin_user_pages*() APIs.) Cases:
112  *
113  *    FOLL_GET: folio's refcount will be incremented by @refs.
114  *
115  *    FOLL_PIN on large folios: folio's refcount will be incremented by
116  *    @refs, and its pincount will be incremented by @refs.
117  *
118  *    FOLL_PIN on single-page folios: folio's refcount will be incremented by
119  *    @refs * GUP_PIN_COUNTING_BIAS.
120  *
121  * Return: The folio containing @page (with refcount appropriately
122  * incremented) for success, or NULL upon failure. If neither FOLL_GET
123  * nor FOLL_PIN was set, that's considered failure, and furthermore,
124  * a likely bug in the caller, so a warning is also emitted.
125  */
126 struct folio *try_grab_folio(struct page *page, int refs, unsigned int flags)
127 {
128         struct folio *folio;
129
130         if (WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)) == 0))
131                 return NULL;
132
133         if (unlikely(!(flags & FOLL_PCI_P2PDMA) && is_pci_p2pdma_page(page)))
134                 return NULL;
135
136         if (flags & FOLL_GET)
137                 return try_get_folio(page, refs);
138
139         /* FOLL_PIN is set */
140
141         /*
142          * Don't take a pin on the zero page - it's not going anywhere
143          * and it is used in a *lot* of places.
144          */
145         if (is_zero_page(page))
146                 return page_folio(page);
147
148         folio = try_get_folio(page, refs);
149         if (!folio)
150                 return NULL;
151
152         /*
153          * Can't do FOLL_LONGTERM + FOLL_PIN gup fast path if not in a
154          * right zone, so fail and let the caller fall back to the slow
155          * path.
156          */
157         if (unlikely((flags & FOLL_LONGTERM) &&
158                      !folio_is_longterm_pinnable(folio))) {
159                 if (!put_devmap_managed_page_refs(&folio->page, refs))
160                         folio_put_refs(folio, refs);
161                 return NULL;
162         }
163
164         /*
165          * When pinning a large folio, use an exact count to track it.
166          *
167          * However, be sure to *also* increment the normal folio
168          * refcount field at least once, so that the folio really
169          * is pinned.  That's why the refcount from the earlier
170          * try_get_folio() is left intact.
171          */
172         if (folio_test_large(folio))
173                 atomic_add(refs, &folio->_pincount);
174         else
175                 folio_ref_add(folio,
176                                 refs * (GUP_PIN_COUNTING_BIAS - 1));
177         /*
178          * Adjust the pincount before re-checking the PTE for changes.
179          * This is essentially a smp_mb() and is paired with a memory
180          * barrier in page_try_share_anon_rmap().
181          */
182         smp_mb__after_atomic();
183
184         node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, refs);
185
186         return folio;
187 }
188
189 static void gup_put_folio(struct folio *folio, int refs, unsigned int flags)
190 {
191         if (flags & FOLL_PIN) {
192                 if (is_zero_folio(folio))
193                         return;
194                 node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_RELEASED, refs);
195                 if (folio_test_large(folio))
196                         atomic_sub(refs, &folio->_pincount);
197                 else
198                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
199         }
200
201         if (!put_devmap_managed_page_refs(&folio->page, refs))
202                 folio_put_refs(folio, refs);
203 }
204
205 /**
206  * try_grab_page() - elevate a page's refcount by a flag-dependent amount
207  * @page:    pointer to page to be grabbed
208  * @flags:   gup flags: these are the FOLL_* flag values.
209  *
210  * This might not do anything at all, depending on the flags argument.
211  *
212  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
213  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the page's refcount.
214  *
215  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) may be set, but not both at the same
216  * time. Cases: please see the try_grab_folio() documentation, with
217  * "refs=1".
218  *
219  * Return: 0 for success, or if no action was required (if neither FOLL_PIN
220  * nor FOLL_GET was set, nothing is done). A negative error code for failure:
221  *
222  *   -ENOMEM            FOLL_GET or FOLL_PIN was set, but the page could not
223  *                      be grabbed.
224  */
225 int __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags)
226 {
227         struct folio *folio = page_folio(page);
228
229         if (WARN_ON_ONCE(folio_ref_count(folio) <= 0))
230                 return -ENOMEM;
231
232         if (unlikely(!(flags & FOLL_PCI_P2PDMA) && is_pci_p2pdma_page(page)))
233                 return -EREMOTEIO;
234
235         if (flags & FOLL_GET)
236                 folio_ref_inc(folio);
237         else if (flags & FOLL_PIN) {
238                 /*
239                  * Don't take a pin on the zero page - it's not going anywhere
240                  * and it is used in a *lot* of places.
241                  */
242                 if (is_zero_page(page))
243                         return 0;
244
245                 /*
246                  * Similar to try_grab_folio(): be sure to *also*
247                  * increment the normal page refcount field at least once,
248                  * so that the page really is pinned.
249                  */
250                 if (folio_test_large(folio)) {
251                         folio_ref_add(folio, 1);
252                         atomic_add(1, &folio->_pincount);
253                 } else {
254                         folio_ref_add(folio, GUP_PIN_COUNTING_BIAS);
255                 }
256
257                 node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, 1);
258         }
259
260         return 0;
261 }
262
263 /**
264  * unpin_user_page() - release a dma-pinned page
265  * @page:            pointer to page to be released
266  *
267  * Pages that were pinned via pin_user_pages*() must be released via either
268  * unpin_user_page(), or one of the unpin_user_pages*() routines. This is so
269  * that such pages can be separately tracked and uniquely handled. In
270  * particular, interactions with RDMA and filesystems need special handling.
271  */
272 void unpin_user_page(struct page *page)
273 {
274         sanity_check_pinned_pages(&page, 1);
275         gup_put_folio(page_folio(page), 1, FOLL_PIN);
276 }
277 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page);
278
279 /**
280  * folio_add_pin - Try to get an additional pin on a pinned folio
281  * @folio: The folio to be pinned
282  *
283  * Get an additional pin on a folio we already have a pin on.  Makes no change
284  * if the folio is a zero_page.
285  */
286 void folio_add_pin(struct folio *folio)
287 {
288         if (is_zero_folio(folio))
289                 return;
290
291         /*
292          * Similar to try_grab_folio(): be sure to *also* increment the normal
293          * page refcount field at least once, so that the page really is
294          * pinned.
295          */
296         if (folio_test_large(folio)) {
297                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&folio->_pincount) < 1);
298                 folio_ref_inc(folio);
299                 atomic_inc(&folio->_pincount);
300         } else {
301                 WARN_ON_ONCE(folio_ref_count(folio) < GUP_PIN_COUNTING_BIAS);
302                 folio_ref_add(folio, GUP_PIN_COUNTING_BIAS);
303         }
304 }
305
306 static inline struct folio *gup_folio_range_next(struct page *start,
307                 unsigned long npages, unsigned long i, unsigned int *ntails)
308 {
309         struct page *next = nth_page(start, i);
310         struct folio *folio = page_folio(next);
311         unsigned int nr = 1;
312
313         if (folio_test_large(folio))
314                 nr = min_t(unsigned int, npages - i,
315                            folio_nr_pages(folio) - folio_page_idx(folio, next));
316
317         *ntails = nr;
318         return folio;
319 }
320
321 static inline struct folio *gup_folio_next(struct page **list,
322                 unsigned long npages, unsigned long i, unsigned int *ntails)
323 {
324         struct folio *folio = page_folio(list[i]);
325         unsigned int nr;
326
327         for (nr = i + 1; nr < npages; nr++) {
328                 if (page_folio(list[nr]) != folio)
329                         break;
330         }
331
332         *ntails = nr - i;
333         return folio;
334 }
335
336 /**
337  * unpin_user_pages_dirty_lock() - release and optionally dirty gup-pinned pages
338  * @pages:  array of pages to be maybe marked dirty, and definitely released.
339  * @npages: number of pages in the @pages array.
340  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
341  *
342  * "gup-pinned page" refers to a page that has had one of the get_user_pages()
343  * variants called on that page.
344  *
345  * For each page in the @pages array, make that page (or its head page, if a
346  * compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the page was previously
347  * listed as clean. In any case, releases all pages using unpin_user_page(),
348  * possibly via unpin_user_pages(), for the non-dirty case.
349  *
350  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
351  *
352  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
353  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
354  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
355  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
356  *
357  */
358 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
359                                  bool make_dirty)
360 {
361         unsigned long i;
362         struct folio *folio;
363         unsigned int nr;
364
365         if (!make_dirty) {
366                 unpin_user_pages(pages, npages);
367                 return;
368         }
369
370         sanity_check_pinned_pages(pages, npages);
371         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
372                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
373                 /*
374                  * Checking PageDirty at this point may race with
375                  * clear_page_dirty_for_io(), but that's OK. Two key
376                  * cases:
377                  *
378                  * 1) This code sees the page as already dirty, so it
379                  * skips the call to set_page_dirty(). That could happen
380                  * because clear_page_dirty_for_io() called
381                  * page_mkclean(), followed by set_page_dirty().
382                  * However, now the page is going to get written back,
383                  * which meets the original intention of setting it
384                  * dirty, so all is well: clear_page_dirty_for_io() goes
385                  * on to call TestClearPageDirty(), and write the page
386                  * back.
387                  *
388                  * 2) This code sees the page as clean, so it calls
389                  * set_page_dirty(). The page stays dirty, despite being
390                  * written back, so it gets written back again in the
391                  * next writeback cycle. This is harmless.
392                  */
393                 if (!folio_test_dirty(folio)) {
394                         folio_lock(folio);
395                         folio_mark_dirty(folio);
396                         folio_unlock(folio);
397                 }
398                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
399         }
400 }
401 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages_dirty_lock);
402
403 /**
404  * unpin_user_page_range_dirty_lock() - release and optionally dirty
405  * gup-pinned page range
406  *
407  * @page:  the starting page of a range maybe marked dirty, and definitely released.
408  * @npages: number of consecutive pages to release.
409  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
410  *
411  * "gup-pinned page range" refers to a range of pages that has had one of the
412  * pin_user_pages() variants called on that page.
413  *
414  * For the page ranges defined by [page .. page+npages], make that range (or
415  * its head pages, if a compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the
416  * page range was previously listed as clean.
417  *
418  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
419  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
420  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
421  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
422  *
423  */
424 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
425                                       bool make_dirty)
426 {
427         unsigned long i;
428         struct folio *folio;
429         unsigned int nr;
430
431         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
432                 folio = gup_folio_range_next(page, npages, i, &nr);
433                 if (make_dirty && !folio_test_dirty(folio)) {
434                         folio_lock(folio);
435                         folio_mark_dirty(folio);
436                         folio_unlock(folio);
437                 }
438                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
439         }
440 }
441 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page_range_dirty_lock);
442
443 static void unpin_user_pages_lockless(struct page **pages, unsigned long npages)
444 {
445         unsigned long i;
446         struct folio *folio;
447         unsigned int nr;
448
449         /*
450          * Don't perform any sanity checks because we might have raced with
451          * fork() and some anonymous pages might now actually be shared --
452          * which is why we're unpinning after all.
453          */
454         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
455                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
456                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
457         }
458 }
459
460 /**
461  * unpin_user_pages() - release an array of gup-pinned pages.
462  * @pages:  array of pages to be marked dirty and released.
463  * @npages: number of pages in the @pages array.
464  *
465  * For each page in the @pages array, release the page using unpin_user_page().
466  *
467  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
468  */
469 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages)
470 {
471         unsigned long i;
472         struct folio *folio;
473         unsigned int nr;
474
475         /*
476          * If this WARN_ON() fires, then the system *might* be leaking pages (by
477          * leaving them pinned), but probably not. More likely, gup/pup returned
478          * a hard -ERRNO error to the caller, who erroneously passed it here.
479          */
480         if (WARN_ON(IS_ERR_VALUE(npages)))
481                 return;
482
483         sanity_check_pinned_pages(pages, npages);
484         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
485                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
486                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
487         }
488 }
489 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages);
490
491 /*
492  * Set the MMF_HAS_PINNED if not set yet; after set it'll be there for the mm's
493  * lifecycle.  Avoid setting the bit unless necessary, or it might cause write
494  * cache bouncing on large SMP machines for concurrent pinned gups.
495  */
496 static inline void mm_set_has_pinned_flag(unsigned long *mm_flags)
497 {
498         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, mm_flags))
499                 set_bit(MMF_HAS_PINNED, mm_flags);
500 }
501
502 #ifdef CONFIG_MMU
503 static struct page *no_page_table(struct vm_area_struct *vma,
504                 unsigned int flags)
505 {
506         /*
507          * When core dumping an enormous anonymous area that nobody
508          * has touched so far, we don't want to allocate unnecessary pages or
509          * page tables.  Return error instead of NULL to skip handle_mm_fault,
510          * then get_dump_page() will return NULL to leave a hole in the dump.
511          * But we can only make this optimization where a hole would surely
512          * be zero-filled if handle_mm_fault() actually did handle it.
513          */
514         if ((flags & FOLL_DUMP) &&
515                         (vma_is_anonymous(vma) || !vma->vm_ops->fault))
516                 return ERR_PTR(-EFAULT);
517         return NULL;
518 }
519
520 static int follow_pfn_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
521                 pte_t *pte, unsigned int flags)
522 {
523         if (flags & FOLL_TOUCH) {
524                 pte_t orig_entry = ptep_get(pte);
525                 pte_t entry = orig_entry;
526
527                 if (flags & FOLL_WRITE)
528                         entry = pte_mkdirty(entry);
529                 entry = pte_mkyoung(entry);
530
531                 if (!pte_same(orig_entry, entry)) {
532                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
533                         update_mmu_cache(vma, address, pte);
534                 }
535         }
536
537         /* Proper page table entry exists, but no corresponding struct page */
538         return -EEXIST;
539 }
540
541 /* FOLL_FORCE can write to even unwritable PTEs in COW mappings. */
542 static inline bool can_follow_write_pte(pte_t pte, struct page *page,
543                                         struct vm_area_struct *vma,
544                                         unsigned int flags)
545 {
546         /* If the pte is writable, we can write to the page. */
547         if (pte_write(pte))
548                 return true;
549
550         /* Maybe FOLL_FORCE is set to override it? */
551         if (!(flags & FOLL_FORCE))
552                 return false;
553
554         /* But FOLL_FORCE has no effect on shared mappings */
555         if (vma->vm_flags & (VM_MAYSHARE | VM_SHARED))
556                 return false;
557
558         /* ... or read-only private ones */
559         if (!(vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
560                 return false;
561
562         /* ... or already writable ones that just need to take a write fault */
563         if (vma->vm_flags & VM_WRITE)
564                 return false;
565
566         /*
567          * See can_change_pte_writable(): we broke COW and could map the page
568          * writable if we have an exclusive anonymous page ...
569          */
570         if (!page || !PageAnon(page) || !PageAnonExclusive(page))
571                 return false;
572
573         /* ... and a write-fault isn't required for other reasons. */
574         if (vma_soft_dirty_enabled(vma) && !pte_soft_dirty(pte))
575                 return false;
576         return !userfaultfd_pte_wp(vma, pte);
577 }
578
579 static struct page *follow_page_pte(struct vm_area_struct *vma,
580                 unsigned long address, pmd_t *pmd, unsigned int flags,
581                 struct dev_pagemap **pgmap)
582 {
583         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
584         struct page *page;
585         spinlock_t *ptl;
586         pte_t *ptep, pte;
587         int ret;
588
589         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
590         if (WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_PIN | FOLL_GET)) ==
591                          (FOLL_PIN | FOLL_GET)))
592                 return ERR_PTR(-EINVAL);
593
594         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
595         if (!ptep)
596                 return no_page_table(vma, flags);
597         pte = ptep_get(ptep);
598         if (!pte_present(pte))
599                 goto no_page;
600         if (pte_protnone(pte) && !gup_can_follow_protnone(flags))
601                 goto no_page;
602
603         page = vm_normal_page(vma, address, pte);
604
605         /*
606          * We only care about anon pages in can_follow_write_pte() and don't
607          * have to worry about pte_devmap() because they are never anon.
608          */
609         if ((flags & FOLL_WRITE) &&
610             !can_follow_write_pte(pte, page, vma, flags)) {
611                 page = NULL;
612                 goto out;
613         }
614
615         if (!page && pte_devmap(pte) && (flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN))) {
616                 /*
617                  * Only return device mapping pages in the FOLL_GET or FOLL_PIN
618                  * case since they are only valid while holding the pgmap
619                  * reference.
620                  */
621                 *pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), *pgmap);
622                 if (*pgmap)
623                         page = pte_page(pte);
624                 else
625                         goto no_page;
626         } else if (unlikely(!page)) {
627                 if (flags & FOLL_DUMP) {
628                         /* Avoid special (like zero) pages in core dumps */
629                         page = ERR_PTR(-EFAULT);
630                         goto out;
631                 }
632
633                 if (is_zero_pfn(pte_pfn(pte))) {
634                         page = pte_page(pte);
635                 } else {
636                         ret = follow_pfn_pte(vma, address, ptep, flags);
637                         page = ERR_PTR(ret);
638                         goto out;
639                 }
640         }
641
642         if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(vma, flags, page)) {
643                 page = ERR_PTR(-EMLINK);
644                 goto out;
645         }
646
647         VM_BUG_ON_PAGE((flags & FOLL_PIN) && PageAnon(page) &&
648                        !PageAnonExclusive(page), page);
649
650         /* try_grab_page() does nothing unless FOLL_GET or FOLL_PIN is set. */
651         ret = try_grab_page(page, flags);
652         if (unlikely(ret)) {
653                 page = ERR_PTR(ret);
654                 goto out;
655         }
656
657         /*
658          * We need to make the page accessible if and only if we are going
659          * to access its content (the FOLL_PIN case).  Please see
660          * Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
661          */
662         if (flags & FOLL_PIN) {
663                 ret = arch_make_page_accessible(page);
664                 if (ret) {
665                         unpin_user_page(page);
666                         page = ERR_PTR(ret);
667                         goto out;
668                 }
669         }
670         if (flags & FOLL_TOUCH) {
671                 if ((flags & FOLL_WRITE) &&
672                     !pte_dirty(pte) && !PageDirty(page))
673                         set_page_dirty(page);
674                 /*
675                  * pte_mkyoung() would be more correct here, but atomic care
676                  * is needed to avoid losing the dirty bit: it is easier to use
677                  * mark_page_accessed().
678                  */
679                 mark_page_accessed(page);
680         }
681 out:
682         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
683         return page;
684 no_page:
685         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
686         if (!pte_none(pte))
687                 return NULL;
688         return no_page_table(vma, flags);
689 }
690
691 static struct page *follow_pmd_mask(struct vm_area_struct *vma,
692                                     unsigned long address, pud_t *pudp,
693                                     unsigned int flags,
694                                     struct follow_page_context *ctx)
695 {
696         pmd_t *pmd, pmdval;
697         spinlock_t *ptl;
698         struct page *page;
699         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
700
701         pmd = pmd_offset(pudp, address);
702         pmdval = pmdp_get_lockless(pmd);
703         if (pmd_none(pmdval))
704                 return no_page_table(vma, flags);
705         if (!pmd_present(pmdval))
706                 return no_page_table(vma, flags);
707         if (pmd_devmap(pmdval)) {
708                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
709                 page = follow_devmap_pmd(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
710                 spin_unlock(ptl);
711                 if (page)
712                         return page;
713         }
714         if (likely(!pmd_trans_huge(pmdval)))
715                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
716
717         if (pmd_protnone(pmdval) && !gup_can_follow_protnone(flags))
718                 return no_page_table(vma, flags);
719
720         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
721         if (unlikely(!pmd_present(*pmd))) {
722                 spin_unlock(ptl);
723                 return no_page_table(vma, flags);
724         }
725         if (unlikely(!pmd_trans_huge(*pmd))) {
726                 spin_unlock(ptl);
727                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
728         }
729         if (flags & FOLL_SPLIT_PMD) {
730                 spin_unlock(ptl);
731                 split_huge_pmd(vma, pmd, address);
732                 /* If pmd was left empty, stuff a page table in there quickly */
733                 return pte_alloc(mm, pmd) ? ERR_PTR(-ENOMEM) :
734                         follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
735         }
736         page = follow_trans_huge_pmd(vma, address, pmd, flags);
737         spin_unlock(ptl);
738         ctx->page_mask = HPAGE_PMD_NR - 1;
739         return page;
740 }
741
742 static struct page *follow_pud_mask(struct vm_area_struct *vma,
743                                     unsigned long address, p4d_t *p4dp,
744                                     unsigned int flags,
745                                     struct follow_page_context *ctx)
746 {
747         pud_t *pud;
748         spinlock_t *ptl;
749         struct page *page;
750         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
751
752         pud = pud_offset(p4dp, address);
753         if (pud_none(*pud))
754                 return no_page_table(vma, flags);
755         if (pud_devmap(*pud)) {
756                 ptl = pud_lock(mm, pud);
757                 page = follow_devmap_pud(vma, address, pud, flags, &ctx->pgmap);
758                 spin_unlock(ptl);
759                 if (page)
760                         return page;
761         }
762         if (unlikely(pud_bad(*pud)))
763                 return no_page_table(vma, flags);
764
765         return follow_pmd_mask(vma, address, pud, flags, ctx);
766 }
767
768 static struct page *follow_p4d_mask(struct vm_area_struct *vma,
769                                     unsigned long address, pgd_t *pgdp,
770                                     unsigned int flags,
771                                     struct follow_page_context *ctx)
772 {
773         p4d_t *p4d;
774
775         p4d = p4d_offset(pgdp, address);
776         if (p4d_none(*p4d))
777                 return no_page_table(vma, flags);
778         BUILD_BUG_ON(p4d_huge(*p4d));
779         if (unlikely(p4d_bad(*p4d)))
780                 return no_page_table(vma, flags);
781
782         return follow_pud_mask(vma, address, p4d, flags, ctx);
783 }
784
785 /**
786  * follow_page_mask - look up a page descriptor from a user-virtual address
787  * @vma: vm_area_struct mapping @address
788  * @address: virtual address to look up
789  * @flags: flags modifying lookup behaviour
790  * @ctx: contains dev_pagemap for %ZONE_DEVICE memory pinning and a
791  *       pointer to output page_mask
792  *
793  * @flags can have FOLL_ flags set, defined in <linux/mm.h>
794  *
795  * When getting pages from ZONE_DEVICE memory, the @ctx->pgmap caches
796  * the device's dev_pagemap metadata to avoid repeating expensive lookups.
797  *
798  * When getting an anonymous page and the caller has to trigger unsharing
799  * of a shared anonymous page first, -EMLINK is returned. The caller should
800  * trigger a fault with FAULT_FLAG_UNSHARE set. Note that unsharing is only
801  * relevant with FOLL_PIN and !FOLL_WRITE.
802  *
803  * On output, the @ctx->page_mask is set according to the size of the page.
804  *
805  * Return: the mapped (struct page *), %NULL if no mapping exists, or
806  * an error pointer if there is a mapping to something not represented
807  * by a page descriptor (see also vm_normal_page()).
808  */
809 static struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
810                               unsigned long address, unsigned int flags,
811                               struct follow_page_context *ctx)
812 {
813         pgd_t *pgd;
814         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
815
816         ctx->page_mask = 0;
817
818         /*
819          * Call hugetlb_follow_page_mask for hugetlb vmas as it will use
820          * special hugetlb page table walking code.  This eliminates the
821          * need to check for hugetlb entries in the general walking code.
822          *
823          * hugetlb_follow_page_mask is only for follow_page() handling here.
824          * Ordinary GUP uses follow_hugetlb_page for hugetlb processing.
825          */
826         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
827                 return hugetlb_follow_page_mask(vma, address, flags,
828                                                 &ctx->page_mask);
829
830         pgd = pgd_offset(mm, address);
831
832         if (pgd_none(*pgd) || unlikely(pgd_bad(*pgd)))
833                 return no_page_table(vma, flags);
834
835         return follow_p4d_mask(vma, address, pgd, flags, ctx);
836 }
837
838 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
839                          unsigned int foll_flags)
840 {
841         struct follow_page_context ctx = { NULL };
842         struct page *page;
843
844         if (vma_is_secretmem(vma))
845                 return NULL;
846
847         if (WARN_ON_ONCE(foll_flags & FOLL_PIN))
848                 return NULL;
849
850         page = follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &ctx);
851         if (ctx.pgmap)
852                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
853         return page;
854 }
855
856 static int get_gate_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
857                 unsigned int gup_flags, struct vm_area_struct **vma,
858                 struct page **page)
859 {
860         pgd_t *pgd;
861         p4d_t *p4d;
862         pud_t *pud;
863         pmd_t *pmd;
864         pte_t *pte;
865         pte_t entry;
866         int ret = -EFAULT;
867
868         /* user gate pages are read-only */
869         if (gup_flags & FOLL_WRITE)
870                 return -EFAULT;
871         if (address > TASK_SIZE)
872                 pgd = pgd_offset_k(address);
873         else
874                 pgd = pgd_offset_gate(mm, address);
875         if (pgd_none(*pgd))
876                 return -EFAULT;
877         p4d = p4d_offset(pgd, address);
878         if (p4d_none(*p4d))
879                 return -EFAULT;
880         pud = pud_offset(p4d, address);
881         if (pud_none(*pud))
882                 return -EFAULT;
883         pmd = pmd_offset(pud, address);
884         if (!pmd_present(*pmd))
885                 return -EFAULT;
886         pte = pte_offset_map(pmd, address);
887         if (!pte)
888                 return -EFAULT;
889         entry = ptep_get(pte);
890         if (pte_none(entry))
891                 goto unmap;
892         *vma = get_gate_vma(mm);
893         if (!page)
894                 goto out;
895         *page = vm_normal_page(*vma, address, entry);
896         if (!*page) {
897                 if ((gup_flags & FOLL_DUMP) || !is_zero_pfn(pte_pfn(entry)))
898                         goto unmap;
899                 *page = pte_page(entry);
900         }
901         ret = try_grab_page(*page, gup_flags);
902         if (unlikely(ret))
903                 goto unmap;
904 out:
905         ret = 0;
906 unmap:
907         pte_unmap(pte);
908         return ret;
909 }
910
911 /*
912  * mmap_lock must be held on entry.  If @flags has FOLL_UNLOCKABLE but not
913  * FOLL_NOWAIT, the mmap_lock may be released.  If it is, *@locked will be set
914  * to 0 and -EBUSY returned.
915  */
916 static int faultin_page(struct vm_area_struct *vma,
917                 unsigned long address, unsigned int *flags, bool unshare,
918                 int *locked)
919 {
920         unsigned int fault_flags = 0;
921         vm_fault_t ret;
922
923         if (*flags & FOLL_NOFAULT)
924                 return -EFAULT;
925         if (*flags & FOLL_WRITE)
926                 fault_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
927         if (*flags & FOLL_REMOTE)
928                 fault_flags |= FAULT_FLAG_REMOTE;
929         if (*flags & FOLL_UNLOCKABLE) {
930                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
931                 /*
932                  * FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE is opt-in. GUP callers must set
933                  * FOLL_INTERRUPTIBLE to enable FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE.
934                  * That's because some callers may not be prepared to
935                  * handle early exits caused by non-fatal signals.
936                  */
937                 if (*flags & FOLL_INTERRUPTIBLE)
938                         fault_flags |= FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE;
939         }
940         if (*flags & FOLL_NOWAIT)
941                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
942         if (*flags & FOLL_TRIED) {
943                 /*
944                  * Note: FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_TRIED
945                  * can co-exist
946                  */
947                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
948         }
949         if (unshare) {
950                 fault_flags |= FAULT_FLAG_UNSHARE;
951                 /* FAULT_FLAG_WRITE and FAULT_FLAG_UNSHARE are incompatible */
952                 VM_BUG_ON(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
953         }
954
955         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
956
957         if (ret & VM_FAULT_COMPLETED) {
958                 /*
959                  * With FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT we'll never release the
960                  * mmap lock in the page fault handler. Sanity check this.
961                  */
962                 WARN_ON_ONCE(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT);
963                 *locked = 0;
964
965                 /*
966                  * We should do the same as VM_FAULT_RETRY, but let's not
967                  * return -EBUSY since that's not reflecting the reality of
968                  * what has happened - we've just fully completed a page
969                  * fault, with the mmap lock released.  Use -EAGAIN to show
970                  * that we want to take the mmap lock _again_.
971                  */
972                 return -EAGAIN;
973         }
974
975         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
976                 int err = vm_fault_to_errno(ret, *flags);
977
978                 if (err)
979                         return err;
980                 BUG();
981         }
982
983         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
984                 if (!(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT))
985                         *locked = 0;
986                 return -EBUSY;
987         }
988
989         return 0;
990 }
991
992 /*
993  * Writing to file-backed mappings which require folio dirty tracking using GUP
994  * is a fundamentally broken operation, as kernel write access to GUP mappings
995  * do not adhere to the semantics expected by a file system.
996  *
997  * Consider the following scenario:-
998  *
999  * 1. A folio is written to via GUP which write-faults the memory, notifying
1000  *    the file system and dirtying the folio.
1001  * 2. Later, writeback is triggered, resulting in the folio being cleaned and
1002  *    the PTE being marked read-only.
1003  * 3. The GUP caller writes to the folio, as it is mapped read/write via the
1004  *    direct mapping.
1005  * 4. The GUP caller, now done with the page, unpins it and sets it dirty
1006  *    (though it does not have to).
1007  *
1008  * This results in both data being written to a folio without writenotify, and
1009  * the folio being dirtied unexpectedly (if the caller decides to do so).
1010  */
1011 static bool writable_file_mapping_allowed(struct vm_area_struct *vma,
1012                                           unsigned long gup_flags)
1013 {
1014         /*
1015          * If we aren't pinning then no problematic write can occur. A long term
1016          * pin is the most egregious case so this is the case we disallow.
1017          */
1018         if ((gup_flags & (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM)) !=
1019             (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM))
1020                 return true;
1021
1022         /*
1023          * If the VMA does not require dirty tracking then no problematic write
1024          * can occur either.
1025          */
1026         return !vma_needs_dirty_tracking(vma);
1027 }
1028
1029 static int check_vma_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long gup_flags)
1030 {
1031         vm_flags_t vm_flags = vma->vm_flags;
1032         int write = (gup_flags & FOLL_WRITE);
1033         int foreign = (gup_flags & FOLL_REMOTE);
1034         bool vma_anon = vma_is_anonymous(vma);
1035
1036         if (vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1037                 return -EFAULT;
1038
1039         if ((gup_flags & FOLL_ANON) && !vma_anon)
1040                 return -EFAULT;
1041
1042         if ((gup_flags & FOLL_LONGTERM) && vma_is_fsdax(vma))
1043                 return -EOPNOTSUPP;
1044
1045         if (vma_is_secretmem(vma))
1046                 return -EFAULT;
1047
1048         if (write) {
1049                 if (!vma_anon &&
1050                     !writable_file_mapping_allowed(vma, gup_flags))
1051                         return -EFAULT;
1052
1053                 if (!(vm_flags & VM_WRITE)) {
1054                         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1055                                 return -EFAULT;
1056                         /* hugetlb does not support FOLL_FORCE|FOLL_WRITE. */
1057                         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
1058                                 return -EFAULT;
1059                         /*
1060                          * We used to let the write,force case do COW in a
1061                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
1062                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
1063                          * executable, without corrupting the file (yet only
1064                          * when that file had been opened for writing!).
1065                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
1066                          * just reject it.
1067                          */
1068                         if (!is_cow_mapping(vm_flags))
1069                                 return -EFAULT;
1070                 }
1071         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
1072                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1073                         return -EFAULT;
1074                 /*
1075                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
1076                  * have VM_MAYREAD set?
1077                  */
1078                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
1079                         return -EFAULT;
1080         }
1081         /*
1082          * gups are always data accesses, not instruction
1083          * fetches, so execute=false here
1084          */
1085         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1086                 return -EFAULT;
1087         return 0;
1088 }
1089
1090 /*
1091  * This is "vma_lookup()", but with a warning if we would have
1092  * historically expanded the stack in the GUP code.
1093  */
1094 static struct vm_area_struct *gup_vma_lookup(struct mm_struct *mm,
1095          unsigned long addr)
1096 {
1097 #ifdef CONFIG_STACK_GROWSUP
1098         return vma_lookup(mm, addr);
1099 #else
1100         static volatile unsigned long next_warn;
1101         struct vm_area_struct *vma;
1102         unsigned long now, next;
1103
1104         vma = find_vma(mm, addr);
1105         if (!vma || (addr >= vma->vm_start))
1106                 return vma;
1107
1108         /* Only warn for half-way relevant accesses */
1109         if (!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))
1110                 return NULL;
1111         if (vma->vm_start - addr > 65536)
1112                 return NULL;
1113
1114         /* Let's not warn more than once an hour.. */
1115         now = jiffies; next = next_warn;
1116         if (next && time_before(now, next))
1117                 return NULL;
1118         next_warn = now + 60*60*HZ;
1119
1120         /* Let people know things may have changed. */
1121         pr_warn("GUP no longer grows the stack in %s (%d): %lx-%lx (%lx)\n",
1122                 current->comm, task_pid_nr(current),
1123                 vma->vm_start, vma->vm_end, addr);
1124         dump_stack();
1125         return NULL;
1126 #endif
1127 }
1128
1129 /**
1130  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
1131  * @mm:         mm_struct of target mm
1132  * @start:      starting user address
1133  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1134  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
1135  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1136  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1137  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1138  * @locked:     whether we're still with the mmap_lock held
1139  *
1140  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
1141  * number requested), or an error. Details about the return value:
1142  *
1143  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
1144  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
1145  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
1146  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
1147  * -- 0 return value is possible when the fault would need to be retried.
1148  *
1149  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
1150  *
1151  * Must be called with mmap_lock held.  It may be released.  See below.
1152  *
1153  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
1154  * each struct page that each user address corresponds to at a given
1155  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1156  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1157  *
1158  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1159  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
1160  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1161  * and subsequently re-faulted). However it does guarantee that the page
1162  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1163  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1164  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1165  * locks can't be held over the syscall boundary.
1166  *
1167  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
1168  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
1169  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
1170  * before put_page is called.
1171  *
1172  * If FOLL_UNLOCKABLE is set without FOLL_NOWAIT then the mmap_lock may
1173  * be released. If this happens *@locked will be set to 0 on return.
1174  *
1175  * A caller using such a combination of @gup_flags must therefore hold the
1176  * mmap_lock for reading only, and recognize when it's been released. Otherwise,
1177  * it must be held for either reading or writing and will not be released.
1178  *
1179  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
1180  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
1181  * you need some special @gup_flags.
1182  */
1183 static long __get_user_pages(struct mm_struct *mm,
1184                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1185                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1186                 int *locked)
1187 {
1188         long ret = 0, i = 0;
1189         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1190         struct follow_page_context ctx = { NULL };
1191
1192         if (!nr_pages)
1193                 return 0;
1194
1195         start = untagged_addr_remote(mm, start);
1196
1197         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)));
1198
1199         do {
1200                 struct page *page;
1201                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
1202                 unsigned int page_increm;
1203
1204                 /* first iteration or cross vma bound */
1205                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
1206                         vma = gup_vma_lookup(mm, start);
1207                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
1208                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
1209                                                 gup_flags, &vma,
1210                                                 pages ? &page : NULL);
1211                                 if (ret)
1212                                         goto out;
1213                                 ctx.page_mask = 0;
1214                                 goto next_page;
1215                         }
1216
1217                         if (!vma) {
1218                                 ret = -EFAULT;
1219                                 goto out;
1220                         }
1221                         ret = check_vma_flags(vma, gup_flags);
1222                         if (ret)
1223                                 goto out;
1224
1225                         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
1226                                 i = follow_hugetlb_page(mm, vma, pages,
1227                                                         &start, &nr_pages, i,
1228                                                         gup_flags, locked);
1229                                 if (!*locked) {
1230                                         /*
1231                                          * We've got a VM_FAULT_RETRY
1232                                          * and we've lost mmap_lock.
1233                                          * We must stop here.
1234                                          */
1235                                         BUG_ON(gup_flags & FOLL_NOWAIT);
1236                                         goto out;
1237                                 }
1238                                 continue;
1239                         }
1240                 }
1241 retry:
1242                 /*
1243                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
1244                  * potentially allocating memory.
1245                  */
1246                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1247                         ret = -EINTR;
1248                         goto out;
1249                 }
1250                 cond_resched();
1251
1252                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &ctx);
1253                 if (!page || PTR_ERR(page) == -EMLINK) {
1254                         ret = faultin_page(vma, start, &foll_flags,
1255                                            PTR_ERR(page) == -EMLINK, locked);
1256                         switch (ret) {
1257                         case 0:
1258                                 goto retry;
1259                         case -EBUSY:
1260                         case -EAGAIN:
1261                                 ret = 0;
1262                                 fallthrough;
1263                         case -EFAULT:
1264                         case -ENOMEM:
1265                         case -EHWPOISON:
1266                                 goto out;
1267                         }
1268                         BUG();
1269                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
1270                         /*
1271                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
1272                          * struct page. If the caller expects **pages to be
1273                          * filled in, bail out now, because that can't be done
1274                          * for this page.
1275                          */
1276                         if (pages) {
1277                                 ret = PTR_ERR(page);
1278                                 goto out;
1279                         }
1280                 } else if (IS_ERR(page)) {
1281                         ret = PTR_ERR(page);
1282                         goto out;
1283                 }
1284 next_page:
1285                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & ctx.page_mask);
1286                 if (page_increm > nr_pages)
1287                         page_increm = nr_pages;
1288
1289                 if (pages) {
1290                         struct page *subpage;
1291                         unsigned int j;
1292
1293                         /*
1294                          * This must be a large folio (and doesn't need to
1295                          * be the whole folio; it can be part of it), do
1296                          * the refcount work for all the subpages too.
1297                          *
1298                          * NOTE: here the page may not be the head page
1299                          * e.g. when start addr is not thp-size aligned.
1300                          * try_grab_folio() should have taken care of tail
1301                          * pages.
1302                          */
1303                         if (page_increm > 1) {
1304                                 struct folio *folio;
1305
1306                                 /*
1307                                  * Since we already hold refcount on the
1308                                  * large folio, this should never fail.
1309                                  */
1310                                 folio = try_grab_folio(page, page_increm - 1,
1311                                                        foll_flags);
1312                                 if (WARN_ON_ONCE(!folio)) {
1313                                         /*
1314                                          * Release the 1st page ref if the
1315                                          * folio is problematic, fail hard.
1316                                          */
1317                                         gup_put_folio(page_folio(page), 1,
1318                                                       foll_flags);
1319                                         ret = -EFAULT;
1320                                         goto out;
1321                                 }
1322                         }
1323
1324                         for (j = 0; j < page_increm; j++) {
1325                                 subpage = nth_page(page, j);
1326                                 pages[i + j] = subpage;
1327                                 flush_anon_page(vma, subpage, start + j * PAGE_SIZE);
1328                                 flush_dcache_page(subpage);
1329                         }
1330                 }
1331
1332                 i += page_increm;
1333                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
1334                 nr_pages -= page_increm;
1335         } while (nr_pages);
1336 out:
1337         if (ctx.pgmap)
1338                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
1339         return i ? i : ret;
1340 }
1341
1342 static bool vma_permits_fault(struct vm_area_struct *vma,
1343                               unsigned int fault_flags)
1344 {
1345         bool write   = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
1346         bool foreign = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_REMOTE);
1347         vm_flags_t vm_flags = write ? VM_WRITE : VM_READ;
1348
1349         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
1350                 return false;
1351
1352         /*
1353          * The architecture might have a hardware protection
1354          * mechanism other than read/write that can deny access.
1355          *
1356          * gup always represents data access, not instruction
1357          * fetches, so execute=false here:
1358          */
1359         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1360                 return false;
1361
1362         return true;
1363 }
1364
1365 /**
1366  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
1367  * @mm:         mm_struct of target mm
1368  * @address:    user address
1369  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
1370  * @unlocked:   did we unlock the mmap_lock while retrying, maybe NULL if caller
1371  *              does not allow retry. If NULL, the caller must guarantee
1372  *              that fault_flags does not contain FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
1373  *
1374  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
1375  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
1376  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
1377  * trying again.
1378  *
1379  * Typically this is meant to be used by the futex code.
1380  *
1381  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
1382  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
1383  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
1384  * get_user_pages() only guarantees to update these in the struct page.
1385  *
1386  * This is important for some architectures where those bits also gate the
1387  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
1388  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
1389  * succeed.
1390  *
1391  * This function will not return with an unlocked mmap_lock. So it has not the
1392  * same semantics wrt the @mm->mmap_lock as does filemap_fault().
1393  */
1394 int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1395                      unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1396                      bool *unlocked)
1397 {
1398         struct vm_area_struct *vma;
1399         vm_fault_t ret;
1400
1401         address = untagged_addr_remote(mm, address);
1402
1403         if (unlocked)
1404                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1405
1406 retry:
1407         vma = gup_vma_lookup(mm, address);
1408         if (!vma)
1409                 return -EFAULT;
1410
1411         if (!vma_permits_fault(vma, fault_flags))
1412                 return -EFAULT;
1413
1414         if ((fault_flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) &&
1415             fatal_signal_pending(current))
1416                 return -EINTR;
1417
1418         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
1419
1420         if (ret & VM_FAULT_COMPLETED) {
1421                 /*
1422                  * NOTE: it's a pity that we need to retake the lock here
1423                  * to pair with the unlock() in the callers. Ideally we
1424                  * could tell the callers so they do not need to unlock.
1425                  */
1426                 mmap_read_lock(mm);
1427                 *unlocked = true;
1428                 return 0;
1429         }
1430
1431         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
1432                 int err = vm_fault_to_errno(ret, 0);
1433
1434                 if (err)
1435                         return err;
1436                 BUG();
1437         }
1438
1439         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
1440                 mmap_read_lock(mm);
1441                 *unlocked = true;
1442                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1443                 goto retry;
1444         }
1445
1446         return 0;
1447 }
1448 EXPORT_SYMBOL_GPL(fixup_user_fault);
1449
1450 /*
1451  * GUP always responds to fatal signals.  When FOLL_INTERRUPTIBLE is
1452  * specified, it'll also respond to generic signals.  The caller of GUP
1453  * that has FOLL_INTERRUPTIBLE should take care of the GUP interruption.
1454  */
1455 static bool gup_signal_pending(unsigned int flags)
1456 {
1457         if (fatal_signal_pending(current))
1458                 return true;
1459
1460         if (!(flags & FOLL_INTERRUPTIBLE))
1461                 return false;
1462
1463         return signal_pending(current);
1464 }
1465
1466 /*
1467  * Locking: (*locked == 1) means that the mmap_lock has already been acquired by
1468  * the caller. This function may drop the mmap_lock. If it does so, then it will
1469  * set (*locked = 0).
1470  *
1471  * (*locked == 0) means that the caller expects this function to acquire and
1472  * drop the mmap_lock. Therefore, the value of *locked will still be zero when
1473  * the function returns, even though it may have changed temporarily during
1474  * function execution.
1475  *
1476  * Please note that this function, unlike __get_user_pages(), will not return 0
1477  * for nr_pages > 0, unless FOLL_NOWAIT is used.
1478  */
1479 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm,
1480                                                 unsigned long start,
1481                                                 unsigned long nr_pages,
1482                                                 struct page **pages,
1483                                                 int *locked,
1484                                                 unsigned int flags)
1485 {
1486         long ret, pages_done;
1487         bool must_unlock = false;
1488
1489         /*
1490          * The internal caller expects GUP to manage the lock internally and the
1491          * lock must be released when this returns.
1492          */
1493         if (!*locked) {
1494                 if (mmap_read_lock_killable(mm))
1495                         return -EAGAIN;
1496                 must_unlock = true;
1497                 *locked = 1;
1498         }
1499         else
1500                 mmap_assert_locked(mm);
1501
1502         if (flags & FOLL_PIN)
1503                 mm_set_has_pinned_flag(&mm->flags);
1504
1505         /*
1506          * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive. Traditional behavior
1507          * is to set FOLL_GET if the caller wants pages[] filled in (but has
1508          * carelessly failed to specify FOLL_GET), so keep doing that, but only
1509          * for FOLL_GET, not for the newer FOLL_PIN.
1510          *
1511          * FOLL_PIN always expects pages to be non-null, but no need to assert
1512          * that here, as any failures will be obvious enough.
1513          */
1514         if (pages && !(flags & FOLL_PIN))
1515                 flags |= FOLL_GET;
1516
1517         pages_done = 0;
1518         for (;;) {
1519                 ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, flags, pages,
1520                                        locked);
1521                 if (!(flags & FOLL_UNLOCKABLE)) {
1522                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
1523                         pages_done = ret;
1524                         break;
1525                 }
1526
1527                 /* VM_FAULT_RETRY or VM_FAULT_COMPLETED cannot return errors */
1528                 if (!*locked) {
1529                         BUG_ON(ret < 0);
1530                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
1531                 }
1532
1533                 if (ret > 0) {
1534                         nr_pages -= ret;
1535                         pages_done += ret;
1536                         if (!nr_pages)
1537                                 break;
1538                 }
1539                 if (*locked) {
1540                         /*
1541                          * VM_FAULT_RETRY didn't trigger or it was a
1542                          * FOLL_NOWAIT.
1543                          */
1544                         if (!pages_done)
1545                                 pages_done = ret;
1546                         break;
1547                 }
1548                 /*
1549                  * VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset.
1550                  * For the prefault case (!pages) we only update counts.
1551                  */
1552                 if (likely(pages))
1553                         pages += ret;
1554                 start += ret << PAGE_SHIFT;
1555
1556                 /* The lock was temporarily dropped, so we must unlock later */
1557                 must_unlock = true;
1558
1559 retry:
1560                 /*
1561                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
1562                  * with both FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and
1563                  * FAULT_FLAG_TRIED.  Note that GUP can be interrupted
1564                  * by fatal signals of even common signals, depending on
1565                  * the caller's request. So we need to check it before we
1566                  * start trying again otherwise it can loop forever.
1567                  */
1568                 if (gup_signal_pending(flags)) {
1569                         if (!pages_done)
1570                                 pages_done = -EINTR;
1571                         break;
1572                 }
1573
1574                 ret = mmap_read_lock_killable(mm);
1575                 if (ret) {
1576                         BUG_ON(ret > 0);
1577                         if (!pages_done)
1578                                 pages_done = ret;
1579                         break;
1580                 }
1581
1582                 *locked = 1;
1583                 ret = __get_user_pages(mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
1584                                        pages, locked);
1585                 if (!*locked) {
1586                         /* Continue to retry until we succeeded */
1587                         BUG_ON(ret != 0);
1588                         goto retry;
1589                 }
1590                 if (ret != 1) {
1591                         BUG_ON(ret > 1);
1592                         if (!pages_done)
1593                                 pages_done = ret;
1594                         break;
1595                 }
1596                 nr_pages--;
1597                 pages_done++;
1598                 if (!nr_pages)
1599                         break;
1600                 if (likely(pages))
1601                         pages++;
1602                 start += PAGE_SIZE;
1603         }
1604         if (must_unlock && *locked) {
1605                 /*
1606                  * We either temporarily dropped the lock, or the caller
1607                  * requested that we both acquire and drop the lock. Either way,
1608                  * we must now unlock, and notify the caller of that state.
1609                  */
1610                 mmap_read_unlock(mm);
1611                 *locked = 0;
1612         }
1613         return pages_done;
1614 }
1615
1616 /**
1617  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
1618  * @vma:   target vma
1619  * @start: start address
1620  * @end:   end address
1621  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1622  *
1623  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
1624  *
1625  * Return either number of pages pinned in the vma, or a negative error
1626  * code on error.
1627  *
1628  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held.
1629  *
1630  * If @locked is NULL, it may be held for read or write and will
1631  * be unperturbed.
1632  *
1633  * If @locked is non-NULL, it must held for read only and may be
1634  * released.  If it's released, *@locked will be set to 0.
1635  */
1636 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
1637                 unsigned long start, unsigned long end, int *locked)
1638 {
1639         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1640         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1641         int local_locked = 1;
1642         int gup_flags;
1643         long ret;
1644
1645         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(start));
1646         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(end));
1647         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1648         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
1649         mmap_assert_locked(mm);
1650
1651         /*
1652          * Rightly or wrongly, the VM_LOCKONFAULT case has never used
1653          * faultin_page() to break COW, so it has no work to do here.
1654          */
1655         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
1656                 return nr_pages;
1657
1658         gup_flags = FOLL_TOUCH;
1659         /*
1660          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
1661          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
1662          * and we would not want to dirty them for nothing.
1663          */
1664         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
1665                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1666
1667         /*
1668          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
1669          * other than PROT_NONE.
1670          */
1671         if (vma_is_accessible(vma))
1672                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
1673
1674         if (locked)
1675                 gup_flags |= FOLL_UNLOCKABLE;
1676
1677         /*
1678          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
1679          * not result in a stack expansion that recurses back here.
1680          */
1681         ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1682                                NULL, locked ? locked : &local_locked);
1683         lru_add_drain();
1684         return ret;
1685 }
1686
1687 /*
1688  * faultin_vma_page_range() - populate (prefault) page tables inside the
1689  *                            given VMA range readable/writable
1690  *
1691  * This takes care of mlocking the pages, too, if VM_LOCKED is set.
1692  *
1693  * @vma: target vma
1694  * @start: start address
1695  * @end: end address
1696  * @write: whether to prefault readable or writable
1697  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1698  *
1699  * Returns either number of processed pages in the vma, or a negative error
1700  * code on error (see __get_user_pages()).
1701  *
1702  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held. The range must be page-aligned and
1703  * covered by the VMA. If it's released, *@locked will be set to 0.
1704  */
1705 long faultin_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1706                             unsigned long end, bool write, int *locked)
1707 {
1708         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1709         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1710         int gup_flags;
1711         long ret;
1712
1713         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(start));
1714         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(end));
1715         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1716         VM_BUG_ON_VMA(end > vma->vm_end, vma);
1717         mmap_assert_locked(mm);
1718
1719         /*
1720          * FOLL_TOUCH: Mark page accessed and thereby young; will also mark
1721          *             the page dirty with FOLL_WRITE -- which doesn't make a
1722          *             difference with !FOLL_FORCE, because the page is writable
1723          *             in the page table.
1724          * FOLL_HWPOISON: Return -EHWPOISON instead of -EFAULT when we hit
1725          *                a poisoned page.
1726          * !FOLL_FORCE: Require proper access permissions.
1727          */
1728         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_HWPOISON | FOLL_UNLOCKABLE;
1729         if (write)
1730                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1731
1732         /*
1733          * We want to report -EINVAL instead of -EFAULT for any permission
1734          * problems or incompatible mappings.
1735          */
1736         if (check_vma_flags(vma, gup_flags))
1737                 return -EINVAL;
1738
1739         ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1740                                NULL, locked);
1741         lru_add_drain();
1742         return ret;
1743 }
1744
1745 /*
1746  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
1747  *
1748  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
1749  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
1750  * mmap_lock must not be held.
1751  */
1752 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
1753 {
1754         struct mm_struct *mm = current->mm;
1755         unsigned long end, nstart, nend;
1756         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1757         int locked = 0;
1758         long ret = 0;
1759
1760         end = start + len;
1761
1762         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
1763                 /*
1764                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
1765                  * Find first corresponding VMA.
1766                  */
1767                 if (!locked) {
1768                         locked = 1;
1769                         mmap_read_lock(mm);
1770                         vma = find_vma_intersection(mm, nstart, end);
1771                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
1772                         vma = find_vma_intersection(mm, vma->vm_end, end);
1773
1774                 if (!vma)
1775                         break;
1776                 /*
1777                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
1778                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
1779                  */
1780                 nend = min(end, vma->vm_end);
1781                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1782                         continue;
1783                 if (nstart < vma->vm_start)
1784                         nstart = vma->vm_start;
1785                 /*
1786                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
1787                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
1788                  * if the vma was already munlocked.
1789                  */
1790                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
1791                 if (ret < 0) {
1792                         if (ignore_errors) {
1793                                 ret = 0;
1794                                 continue;       /* continue at next VMA */
1795                         }
1796                         break;
1797                 }
1798                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
1799                 ret = 0;
1800         }
1801         if (locked)
1802                 mmap_read_unlock(mm);
1803         return ret;     /* 0 or negative error code */
1804 }
1805 #else /* CONFIG_MMU */
1806 static long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1807                 unsigned long nr_pages, struct page **pages,
1808                 int *locked, unsigned int foll_flags)
1809 {
1810         struct vm_area_struct *vma;
1811         bool must_unlock = false;
1812         unsigned long vm_flags;
1813         long i;
1814
1815         if (!nr_pages)
1816                 return 0;
1817
1818         /*
1819          * The internal caller expects GUP to manage the lock internally and the
1820          * lock must be released when this returns.
1821          */
1822         if (!*locked) {
1823                 if (mmap_read_lock_killable(mm))
1824                         return -EAGAIN;
1825                 must_unlock = true;
1826                 *locked = 1;
1827         }
1828
1829         /* calculate required read or write permissions.
1830          * If FOLL_FORCE is set, we only require the "MAY" flags.
1831          */
1832         vm_flags  = (foll_flags & FOLL_WRITE) ?
1833                         (VM_WRITE | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_MAYREAD);
1834         vm_flags &= (foll_flags & FOLL_FORCE) ?
1835                         (VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_WRITE);
1836
1837         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1838                 vma = find_vma(mm, start);
1839                 if (!vma)
1840                         break;
1841
1842                 /* protect what we can, including chardevs */
1843                 if ((vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP)) ||
1844                     !(vm_flags & vma->vm_flags))
1845                         break;
1846
1847                 if (pages) {
1848                         pages[i] = virt_to_page((void *)start);
1849                         if (pages[i])
1850                                 get_page(pages[i]);
1851                 }
1852
1853                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1854         }
1855
1856         if (must_unlock && *locked) {
1857                 mmap_read_unlock(mm);
1858                 *locked = 0;
1859         }
1860
1861         return i ? : -EFAULT;
1862 }
1863 #endif /* !CONFIG_MMU */
1864
1865 /**
1866  * fault_in_writeable - fault in userspace address range for writing
1867  * @uaddr: start of address range
1868  * @size: size of address range
1869  *
1870  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1871  * copy_from_user()).
1872  */
1873 size_t fault_in_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
1874 {
1875         char __user *start = uaddr, *end;
1876
1877         if (unlikely(size == 0))
1878                 return 0;
1879         if (!user_write_access_begin(uaddr, size))
1880                 return size;
1881         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr)) {
1882                 unsafe_put_user(0, uaddr, out);
1883                 uaddr = (char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)uaddr);
1884         }
1885         end = (char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start + size);
1886         if (unlikely(end < start))
1887                 end = NULL;
1888         while (uaddr != end) {
1889                 unsafe_put_user(0, uaddr, out);
1890                 uaddr += PAGE_SIZE;
1891         }
1892
1893 out:
1894         user_write_access_end();
1895         if (size > uaddr - start)
1896                 return size - (uaddr - start);
1897         return 0;
1898 }
1899 EXPORT_SYMBOL(fault_in_writeable);
1900
1901 /**
1902  * fault_in_subpage_writeable - fault in an address range for writing
1903  * @uaddr: start of address range
1904  * @size: size of address range
1905  *
1906  * Fault in a user address range for writing while checking for permissions at
1907  * sub-page granularity (e.g. arm64 MTE). This function should be used when
1908  * the caller cannot guarantee forward progress of a copy_to_user() loop.
1909  *
1910  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1911  * copy_from_user()).
1912  */
1913 size_t fault_in_subpage_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
1914 {
1915         size_t faulted_in;
1916
1917         /*
1918          * Attempt faulting in at page granularity first for page table
1919          * permission checking. The arch-specific probe_subpage_writeable()
1920          * functions may not check for this.
1921          */
1922         faulted_in = size - fault_in_writeable(uaddr, size);
1923         if (faulted_in)
1924                 faulted_in -= probe_subpage_writeable(uaddr, faulted_in);
1925
1926         return size - faulted_in;
1927 }
1928 EXPORT_SYMBOL(fault_in_subpage_writeable);
1929
1930 /*
1931  * fault_in_safe_writeable - fault in an address range for writing
1932  * @uaddr: start of address range
1933  * @size: length of address range
1934  *
1935  * Faults in an address range for writing.  This is primarily useful when we
1936  * already know that some or all of the pages in the address range aren't in
1937  * memory.
1938  *
1939  * Unlike fault_in_writeable(), this function is non-destructive.
1940  *
1941  * Note that we don't pin or otherwise hold the pages referenced that we fault
1942  * in.  There's no guarantee that they'll stay in memory for any duration of
1943  * time.
1944  *
1945  * Returns the number of bytes not faulted in, like copy_to_user() and
1946  * copy_from_user().
1947  */
1948 size_t fault_in_safe_writeable(const char __user *uaddr, size_t size)
1949 {
1950         unsigned long start = (unsigned long)uaddr, end;
1951         struct mm_struct *mm = current->mm;
1952         bool unlocked = false;
1953
1954         if (unlikely(size == 0))
1955                 return 0;
1956         end = PAGE_ALIGN(start + size);
1957         if (end < start)
1958                 end = 0;
1959
1960         mmap_read_lock(mm);
1961         do {
1962                 if (fixup_user_fault(mm, start, FAULT_FLAG_WRITE, &unlocked))
1963                         break;
1964                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1965         } while (start != end);
1966         mmap_read_unlock(mm);
1967
1968         if (size > (unsigned long)uaddr - start)
1969                 return size - ((unsigned long)uaddr - start);
1970         return 0;
1971 }
1972 EXPORT_SYMBOL(fault_in_safe_writeable);
1973
1974 /**
1975  * fault_in_readable - fault in userspace address range for reading
1976  * @uaddr: start of user address range
1977  * @size: size of user address range
1978  *
1979  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1980  * copy_from_user()).
1981  */
1982 size_t fault_in_readable(const char __user *uaddr, size_t size)
1983 {
1984         const char __user *start = uaddr, *end;
1985         volatile char c;
1986
1987         if (unlikely(size == 0))
1988                 return 0;
1989         if (!user_read_access_begin(uaddr, size))
1990                 return size;
1991         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr)) {
1992                 unsafe_get_user(c, uaddr, out);
1993                 uaddr = (const char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)uaddr);
1994         }
1995         end = (const char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start + size);
1996         if (unlikely(end < start))
1997                 end = NULL;
1998         while (uaddr != end) {
1999                 unsafe_get_user(c, uaddr, out);
2000                 uaddr += PAGE_SIZE;
2001         }
2002
2003 out:
2004         user_read_access_end();
2005         (void)c;
2006         if (size > uaddr - start)
2007                 return size - (uaddr - start);
2008         return 0;
2009 }
2010 EXPORT_SYMBOL(fault_in_readable);
2011
2012 /**
2013  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
2014  * @addr: user address
2015  *
2016  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
2017  * to be freed afterwards by put_page().
2018  *
2019  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
2020  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
2021  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
2022  * allowing a hole to be left in the corefile to save disk space.
2023  *
2024  * Called without mmap_lock (takes and releases the mmap_lock by itself).
2025  */
2026 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
2027 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
2028 {
2029         struct page *page;
2030         int locked = 0;
2031         int ret;
2032
2033         ret = __get_user_pages_locked(current->mm, addr, 1, &page, &locked,
2034                                       FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET);
2035         return (ret == 1) ? page : NULL;
2036 }
2037 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
2038
2039 #ifdef CONFIG_MIGRATION
2040 /*
2041  * Returns the number of collected pages. Return value is always >= 0.
2042  */
2043 static unsigned long collect_longterm_unpinnable_pages(
2044                                         struct list_head *movable_page_list,
2045                                         unsigned long nr_pages,
2046                                         struct page **pages)
2047 {
2048         unsigned long i, collected = 0;
2049         struct folio *prev_folio = NULL;
2050         bool drain_allow = true;
2051
2052         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2053                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
2054
2055                 if (folio == prev_folio)
2056                         continue;
2057                 prev_folio = folio;
2058
2059                 if (folio_is_longterm_pinnable(folio))
2060                         continue;
2061
2062                 collected++;
2063
2064                 if (folio_is_device_coherent(folio))
2065                         continue;
2066
2067                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
2068                         isolate_hugetlb(folio, movable_page_list);
2069                         continue;
2070                 }
2071
2072                 if (!folio_test_lru(folio) && drain_allow) {
2073                         lru_add_drain_all();
2074                         drain_allow = false;
2075                 }
2076
2077                 if (!folio_isolate_lru(folio))
2078                         continue;
2079
2080                 list_add_tail(&folio->lru, movable_page_list);
2081                 node_stat_mod_folio(folio,
2082                                     NR_ISOLATED_ANON + folio_is_file_lru(folio),
2083                                     folio_nr_pages(folio));
2084         }
2085
2086         return collected;
2087 }
2088
2089 /*
2090  * Unpins all pages and migrates device coherent pages and movable_page_list.
2091  * Returns -EAGAIN if all pages were successfully migrated or -errno for failure
2092  * (or partial success).
2093  */
2094 static int migrate_longterm_unpinnable_pages(
2095                                         struct list_head *movable_page_list,
2096                                         unsigned long nr_pages,
2097                                         struct page **pages)
2098 {
2099         int ret;
2100         unsigned long i;
2101
2102         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2103                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
2104
2105                 if (folio_is_device_coherent(folio)) {
2106                         /*
2107                          * Migration will fail if the page is pinned, so convert
2108                          * the pin on the source page to a normal reference.
2109                          */
2110                         pages[i] = NULL;
2111                         folio_get(folio);
2112                         gup_put_folio(folio, 1, FOLL_PIN);
2113
2114                         if (migrate_device_coherent_page(&folio->page)) {
2115                                 ret = -EBUSY;
2116                                 goto err;
2117                         }
2118
2119                         continue;
2120                 }
2121
2122                 /*
2123                  * We can't migrate pages with unexpected references, so drop
2124                  * the reference obtained by __get_user_pages_locked().
2125                  * Migrating pages have been added to movable_page_list after
2126                  * calling folio_isolate_lru() which takes a reference so the
2127                  * page won't be freed if it's migrating.
2128                  */
2129                 unpin_user_page(pages[i]);
2130                 pages[i] = NULL;
2131         }
2132
2133         if (!list_empty(movable_page_list)) {
2134                 struct migration_target_control mtc = {
2135                         .nid = NUMA_NO_NODE,
2136                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_NOWARN,
2137                 };
2138
2139                 if (migrate_pages(movable_page_list, alloc_migration_target,
2140                                   NULL, (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC,
2141                                   MR_LONGTERM_PIN, NULL)) {
2142                         ret = -ENOMEM;
2143                         goto err;
2144                 }
2145         }
2146
2147         putback_movable_pages(movable_page_list);
2148
2149         return -EAGAIN;
2150
2151 err:
2152         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
2153                 if (pages[i])
2154                         unpin_user_page(pages[i]);
2155         putback_movable_pages(movable_page_list);
2156
2157         return ret;
2158 }
2159
2160 /*
2161  * Check whether all pages are *allowed* to be pinned. Rather confusingly, all
2162  * pages in the range are required to be pinned via FOLL_PIN, before calling
2163  * this routine.
2164  *
2165  * If any pages in the range are not allowed to be pinned, then this routine
2166  * will migrate those pages away, unpin all the pages in the range and return
2167  * -EAGAIN. The caller should re-pin the entire range with FOLL_PIN and then
2168  * call this routine again.
2169  *
2170  * If an error other than -EAGAIN occurs, this indicates a migration failure.
2171  * The caller should give up, and propagate the error back up the call stack.
2172  *
2173  * If everything is OK and all pages in the range are allowed to be pinned, then
2174  * this routine leaves all pages pinned and returns zero for success.
2175  */
2176 static long check_and_migrate_movable_pages(unsigned long nr_pages,
2177                                             struct page **pages)
2178 {
2179         unsigned long collected;
2180         LIST_HEAD(movable_page_list);
2181
2182         collected = collect_longterm_unpinnable_pages(&movable_page_list,
2183                                                 nr_pages, pages);
2184         if (!collected)
2185                 return 0;
2186
2187         return migrate_longterm_unpinnable_pages(&movable_page_list, nr_pages,
2188                                                 pages);
2189 }
2190 #else
2191 static long check_and_migrate_movable_pages(unsigned long nr_pages,
2192                                             struct page **pages)
2193 {
2194         return 0;
2195 }
2196 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
2197
2198 /*
2199  * __gup_longterm_locked() is a wrapper for __get_user_pages_locked which
2200  * allows us to process the FOLL_LONGTERM flag.
2201  */
2202 static long __gup_longterm_locked(struct mm_struct *mm,
2203                                   unsigned long start,
2204                                   unsigned long nr_pages,
2205                                   struct page **pages,
2206                                   int *locked,
2207                                   unsigned int gup_flags)
2208 {
2209         unsigned int flags;
2210         long rc, nr_pinned_pages;
2211
2212         if (!(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2213                 return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages,
2214                                                locked, gup_flags);
2215
2216         flags = memalloc_pin_save();
2217         do {
2218                 nr_pinned_pages = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages,
2219                                                           pages, locked,
2220                                                           gup_flags);
2221                 if (nr_pinned_pages <= 0) {
2222                         rc = nr_pinned_pages;
2223                         break;
2224                 }
2225
2226                 /* FOLL_LONGTERM implies FOLL_PIN */
2227                 rc = check_and_migrate_movable_pages(nr_pinned_pages, pages);
2228         } while (rc == -EAGAIN);
2229         memalloc_pin_restore(flags);
2230         return rc ? rc : nr_pinned_pages;
2231 }
2232
2233 /*
2234  * Check that the given flags are valid for the exported gup/pup interface, and
2235  * update them with the required flags that the caller must have set.
2236  */
2237 static bool is_valid_gup_args(struct page **pages, int *locked,
2238                               unsigned int *gup_flags_p, unsigned int to_set)
2239 {
2240         unsigned int gup_flags = *gup_flags_p;
2241
2242         /*
2243          * These flags not allowed to be specified externally to the gup
2244          * interfaces:
2245          * - FOLL_PIN/FOLL_TRIED/FOLL_FAST_ONLY are internal only
2246          * - FOLL_REMOTE is internal only and used on follow_page()
2247          * - FOLL_UNLOCKABLE is internal only and used if locked is !NULL
2248          */
2249         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & (FOLL_PIN | FOLL_TRIED | FOLL_UNLOCKABLE |
2250                                       FOLL_REMOTE | FOLL_FAST_ONLY)))
2251                 return false;
2252
2253         gup_flags |= to_set;
2254         if (locked) {
2255                 /* At the external interface locked must be set */
2256                 if (WARN_ON_ONCE(*locked != 1))
2257                         return false;
2258
2259                 gup_flags |= FOLL_UNLOCKABLE;
2260         }
2261
2262         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2263         if (WARN_ON_ONCE((gup_flags & (FOLL_PIN | FOLL_GET)) ==
2264                          (FOLL_PIN | FOLL_GET)))
2265                 return false;
2266
2267         /* LONGTERM can only be specified when pinning */
2268         if (WARN_ON_ONCE(!(gup_flags & FOLL_PIN) && (gup_flags & FOLL_LONGTERM)))
2269                 return false;
2270
2271         /* Pages input must be given if using GET/PIN */
2272         if (WARN_ON_ONCE((gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)) && !pages))
2273                 return false;
2274
2275         /* We want to allow the pgmap to be hot-unplugged at all times */
2276         if (WARN_ON_ONCE((gup_flags & FOLL_LONGTERM) &&
2277                          (gup_flags & FOLL_PCI_P2PDMA)))
2278                 return false;
2279
2280         *gup_flags_p = gup_flags;
2281         return true;
2282 }
2283
2284 #ifdef CONFIG_MMU
2285 /**
2286  * get_user_pages_remote() - pin user pages in memory
2287  * @mm:         mm_struct of target mm
2288  * @start:      starting user address
2289  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2290  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2291  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2292  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2293  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2294  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
2295  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
2296  *              utilised. Lock must initially be held.
2297  *
2298  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
2299  * number requested), or an error. Details about the return value:
2300  *
2301  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
2302  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
2303  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
2304  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
2305  *
2306  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
2307  *
2308  * Must be called with mmap_lock held for read or write.
2309  *
2310  * get_user_pages_remote walks a process's page tables and takes a reference
2311  * to each struct page that each user address corresponds to at a given
2312  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
2313  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
2314  *
2315  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
2316  * get_user_pages_remote returns, and there may even be a completely different
2317  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
2318  * and subsequently re-faulted). However it does guarantee that the page
2319  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
2320  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
2321  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
2322  * locks can't be held over the syscall boundary.
2323  *
2324  * If gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If the page
2325  * is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must
2326  * be called after the page is finished with, and before put_page is called.
2327  *
2328  * get_user_pages_remote is typically used for fewer-copy IO operations,
2329  * to get a handle on the memory by some means other than accesses
2330  * via the user virtual addresses. The pages may be submitted for
2331  * DMA to devices or accessed via their kernel linear mapping (via the
2332  * kmap APIs). Care should be taken to use the correct cache flushing APIs.
2333  *
2334  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
2335  *
2336  * get_user_pages_remote should be phased out in favor of
2337  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
2338  * should use get_user_pages_remote because it cannot pass
2339  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
2340  */
2341 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2342                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2343                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2344                 int *locked)
2345 {
2346         int local_locked = 1;
2347
2348         if (!is_valid_gup_args(pages, locked, &gup_flags,
2349                                FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE))
2350                 return -EINVAL;
2351
2352         return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages,
2353                                        locked ? locked : &local_locked,
2354                                        gup_flags);
2355 }
2356 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_remote);
2357
2358 #else /* CONFIG_MMU */
2359 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2360                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2361                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2362                            int *locked)
2363 {
2364         return 0;
2365 }
2366 #endif /* !CONFIG_MMU */
2367
2368 /**
2369  * get_user_pages() - pin user pages in memory
2370  * @start:      starting user address
2371  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2372  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2373  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2374  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2375  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2376  *
2377  * This is the same as get_user_pages_remote(), just with a less-flexible
2378  * calling convention where we assume that the mm being operated on belongs to
2379  * the current task, and doesn't allow passing of a locked parameter.  We also
2380  * obviously don't pass FOLL_REMOTE in here.
2381  */
2382 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2383                     unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2384 {
2385         int locked = 1;
2386
2387         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_TOUCH))
2388                 return -EINVAL;
2389
2390         return __get_user_pages_locked(current->mm, start, nr_pages, pages,
2391                                        &locked, gup_flags);
2392 }
2393 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
2394
2395 /*
2396  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
2397  *
2398  *      mmap_read_lock(mm);
2399  *      get_user_pages(mm, ..., pages, NULL);
2400  *      mmap_read_unlock(mm);
2401  *
2402  *  with:
2403  *
2404  *      get_user_pages_unlocked(mm, ..., pages);
2405  *
2406  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
2407  * get_user_pages_fast should be used instead if specific gup_flags
2408  * (e.g. FOLL_FORCE) are not required.
2409  */
2410 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2411                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
2412 {
2413         int locked = 0;
2414
2415         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags,
2416                                FOLL_TOUCH | FOLL_UNLOCKABLE))
2417                 return -EINVAL;
2418
2419         return __get_user_pages_locked(current->mm, start, nr_pages, pages,
2420                                        &locked, gup_flags);
2421 }
2422 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
2423
2424 /*
2425  * Fast GUP
2426  *
2427  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
2428  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
2429  * protected from page table pages being freed from under it, and should
2430  * block any THP splits.
2431  *
2432  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
2433  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
2434  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
2435  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
2436  *
2437  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
2438  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
2439  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
2440  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
2441  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
2442  *
2443  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
2444  * are currently made:
2445  *
2446  *  *) Either MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table() is used to
2447  *  free pages containing page tables or TLB flushing requires IPI broadcast.
2448  *
2449  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
2450  *
2451  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
2452  *
2453  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
2454  *
2455  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
2456  */
2457 #ifdef CONFIG_HAVE_FAST_GUP
2458
2459 /*
2460  * Used in the GUP-fast path to determine whether a pin is permitted for a
2461  * specific folio.
2462  *
2463  * This call assumes the caller has pinned the folio, that the lowest page table
2464  * level still points to this folio, and that interrupts have been disabled.
2465  *
2466  * Writing to pinned file-backed dirty tracked folios is inherently problematic
2467  * (see comment describing the writable_file_mapping_allowed() function). We
2468  * therefore try to avoid the most egregious case of a long-term mapping doing
2469  * so.
2470  *
2471  * This function cannot be as thorough as that one as the VMA is not available
2472  * in the fast path, so instead we whitelist known good cases and if in doubt,
2473  * fall back to the slow path.
2474  */
2475 static bool folio_fast_pin_allowed(struct folio *folio, unsigned int flags)
2476 {
2477         struct address_space *mapping;
2478         unsigned long mapping_flags;
2479
2480         /*
2481          * If we aren't pinning then no problematic write can occur. A long term
2482          * pin is the most egregious case so this is the one we disallow.
2483          */
2484         if ((flags & (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM | FOLL_WRITE)) !=
2485             (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM | FOLL_WRITE))
2486                 return true;
2487
2488         /* The folio is pinned, so we can safely access folio fields. */
2489
2490         if (WARN_ON_ONCE(folio_test_slab(folio)))
2491                 return false;
2492
2493         /* hugetlb mappings do not require dirty-tracking. */
2494         if (folio_test_hugetlb(folio))
2495                 return true;
2496
2497         /*
2498          * GUP-fast disables IRQs. When IRQS are disabled, RCU grace periods
2499          * cannot proceed, which means no actions performed under RCU can
2500          * proceed either.
2501          *
2502          * inodes and thus their mappings are freed under RCU, which means the
2503          * mapping cannot be freed beneath us and thus we can safely dereference
2504          * it.
2505          */
2506         lockdep_assert_irqs_disabled();
2507
2508         /*
2509          * However, there may be operations which _alter_ the mapping, so ensure
2510          * we read it once and only once.
2511          */
2512         mapping = READ_ONCE(folio->mapping);
2513
2514         /*
2515          * The mapping may have been truncated, in any case we cannot determine
2516          * if this mapping is safe - fall back to slow path to determine how to
2517          * proceed.
2518          */
2519         if (!mapping)
2520                 return false;
2521
2522         /* Anonymous folios pose no problem. */
2523         mapping_flags = (unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS;
2524         if (mapping_flags)
2525                 return mapping_flags & PAGE_MAPPING_ANON;
2526
2527         /*
2528          * At this point, we know the mapping is non-null and points to an
2529          * address_space object. The only remaining whitelisted file system is
2530          * shmem.
2531          */
2532         return shmem_mapping(mapping);
2533 }
2534
2535 static void __maybe_unused undo_dev_pagemap(int *nr, int nr_start,
2536                                             unsigned int flags,
2537                                             struct page **pages)
2538 {
2539         while ((*nr) - nr_start) {
2540                 struct page *page = pages[--(*nr)];
2541
2542                 ClearPageReferenced(page);
2543                 if (flags & FOLL_PIN)
2544                         unpin_user_page(page);
2545                 else
2546                         put_page(page);
2547         }
2548 }
2549
2550 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2551 /*
2552  * Fast-gup relies on pte change detection to avoid concurrent pgtable
2553  * operations.
2554  *
2555  * To pin the page, fast-gup needs to do below in order:
2556  * (1) pin the page (by prefetching pte), then (2) check pte not changed.
2557  *
2558  * For the rest of pgtable operations where pgtable updates can be racy
2559  * with fast-gup, we need to do (1) clear pte, then (2) check whether page
2560  * is pinned.
2561  *
2562  * Above will work for all pte-level operations, including THP split.
2563  *
2564  * For THP collapse, it's a bit more complicated because fast-gup may be
2565  * walking a pgtable page that is being freed (pte is still valid but pmd
2566  * can be cleared already).  To avoid race in such condition, we need to
2567  * also check pmd here to make sure pmd doesn't change (corresponds to
2568  * pmdp_collapse_flush() in the THP collapse code path).
2569  */
2570 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2571                          unsigned long end, unsigned int flags,
2572                          struct page **pages, int *nr)
2573 {
2574         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2575         int nr_start = *nr, ret = 0;
2576         pte_t *ptep, *ptem;
2577
2578         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
2579         if (!ptep)
2580                 return 0;
2581         do {
2582                 pte_t pte = ptep_get_lockless(ptep);
2583                 struct page *page;
2584                 struct folio *folio;
2585
2586                 if (pte_protnone(pte) && !gup_can_follow_protnone(flags))
2587                         goto pte_unmap;
2588
2589                 if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2590                         goto pte_unmap;
2591
2592                 if (pte_devmap(pte)) {
2593                         if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2594                                 goto pte_unmap;
2595
2596                         pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), pgmap);
2597                         if (unlikely(!pgmap)) {
2598                                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2599                                 goto pte_unmap;
2600                         }
2601                 } else if (pte_special(pte))
2602                         goto pte_unmap;
2603
2604                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2605                 page = pte_page(pte);
2606
2607                 folio = try_grab_folio(page, 1, flags);
2608                 if (!folio)
2609                         goto pte_unmap;
2610
2611                 if (unlikely(page_is_secretmem(page))) {
2612                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2613                         goto pte_unmap;
2614                 }
2615
2616                 if (unlikely(pmd_val(pmd) != pmd_val(*pmdp)) ||
2617                     unlikely(pte_val(pte) != pte_val(ptep_get(ptep)))) {
2618                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2619                         goto pte_unmap;
2620                 }
2621
2622                 if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2623                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2624                         goto pte_unmap;
2625                 }
2626
2627                 if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(NULL, flags, page)) {
2628                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2629                         goto pte_unmap;
2630                 }
2631
2632                 /*
2633                  * We need to make the page accessible if and only if we are
2634                  * going to access its content (the FOLL_PIN case).  Please
2635                  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for
2636                  * details.
2637                  */
2638                 if (flags & FOLL_PIN) {
2639                         ret = arch_make_page_accessible(page);
2640                         if (ret) {
2641                                 gup_put_folio(folio, 1, flags);
2642                                 goto pte_unmap;
2643                         }
2644                 }
2645                 folio_set_referenced(folio);
2646                 pages[*nr] = page;
2647                 (*nr)++;
2648         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2649
2650         ret = 1;
2651
2652 pte_unmap:
2653         if (pgmap)
2654                 put_dev_pagemap(pgmap);
2655         pte_unmap(ptem);
2656         return ret;
2657 }
2658 #else
2659
2660 /*
2661  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
2662  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
2663  * to be special.
2664  *
2665  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
2666  * get_user_pages_fast_only implementation that can pin pages. Thus it's still
2667  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
2668  */
2669 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2670                          unsigned long end, unsigned int flags,
2671                          struct page **pages, int *nr)
2672 {
2673         return 0;
2674 }
2675 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL */
2676
2677 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
2678 static int __gup_device_huge(unsigned long pfn, unsigned long addr,
2679                              unsigned long end, unsigned int flags,
2680                              struct page **pages, int *nr)
2681 {
2682         int nr_start = *nr;
2683         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2684
2685         do {
2686                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
2687
2688                 pgmap = get_dev_pagemap(pfn, pgmap);
2689                 if (unlikely(!pgmap)) {
2690                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2691                         break;
2692                 }
2693
2694                 if (!(flags & FOLL_PCI_P2PDMA) && is_pci_p2pdma_page(page)) {
2695                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2696                         break;
2697                 }
2698
2699                 SetPageReferenced(page);
2700                 pages[*nr] = page;
2701                 if (unlikely(try_grab_page(page, flags))) {
2702                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2703                         break;
2704                 }
2705                 (*nr)++;
2706                 pfn++;
2707         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2708
2709         put_dev_pagemap(pgmap);
2710         return addr == end;
2711 }
2712
2713 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2714                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2715                                  struct page **pages, int *nr)
2716 {
2717         unsigned long fault_pfn;
2718         int nr_start = *nr;
2719
2720         fault_pfn = pmd_pfn(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2721         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2722                 return 0;
2723
2724         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2725                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2726                 return 0;
2727         }
2728         return 1;
2729 }
2730
2731 static int __gup_device_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2732                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2733                                  struct page **pages, int *nr)
2734 {
2735         unsigned long fault_pfn;
2736         int nr_start = *nr;
2737
2738         fault_pfn = pud_pfn(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2739         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2740                 return 0;
2741
2742         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2743                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2744                 return 0;
2745         }
2746         return 1;
2747 }
2748 #else
2749 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2750                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2751                                  struct page **pages, int *nr)
2752 {
2753         BUILD_BUG();
2754         return 0;
2755 }
2756
2757 static int __gup_device_huge_pud(pud_t pud, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2758                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2759                                  struct page **pages, int *nr)
2760 {
2761         BUILD_BUG();
2762         return 0;
2763 }
2764 #endif
2765
2766 static int record_subpages(struct page *page, unsigned long addr,
2767                            unsigned long end, struct page **pages)
2768 {
2769         int nr;
2770
2771         for (nr = 0; addr != end; nr++, addr += PAGE_SIZE)
2772                 pages[nr] = nth_page(page, nr);
2773
2774         return nr;
2775 }
2776
2777 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD
2778 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
2779                                       unsigned long sz)
2780 {
2781         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
2782         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
2783 }
2784
2785 static int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
2786                        unsigned long end, unsigned int flags,
2787                        struct page **pages, int *nr)
2788 {
2789         unsigned long pte_end;
2790         struct page *page;
2791         struct folio *folio;
2792         pte_t pte;
2793         int refs;
2794
2795         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
2796         if (pte_end < end)
2797                 end = pte_end;
2798
2799         pte = huge_ptep_get(ptep);
2800
2801         if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2802                 return 0;
2803
2804         /* hugepages are never "special" */
2805         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2806
2807         page = nth_page(pte_page(pte), (addr & (sz - 1)) >> PAGE_SHIFT);
2808         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2809
2810         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2811         if (!folio)
2812                 return 0;
2813
2814         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(ptep_get(ptep)))) {
2815                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2816                 return 0;
2817         }
2818
2819         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2820                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2821                 return 0;
2822         }
2823
2824         if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2825                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2826                 return 0;
2827         }
2828
2829         *nr += refs;
2830         folio_set_referenced(folio);
2831         return 1;
2832 }
2833
2834 static int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2835                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2836                 struct page **pages, int *nr)
2837 {
2838         pte_t *ptep;
2839         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(hugepd);
2840         unsigned long next;
2841
2842         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
2843         do {
2844                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
2845                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, flags, pages, nr))
2846                         return 0;
2847         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
2848
2849         return 1;
2850 }
2851 #else
2852 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2853                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2854                 struct page **pages, int *nr)
2855 {
2856         return 0;
2857 }
2858 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD */
2859
2860 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2861                         unsigned long end, unsigned int flags,
2862                         struct page **pages, int *nr)
2863 {
2864         struct page *page;
2865         struct folio *folio;
2866         int refs;
2867
2868         if (!pmd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2869                 return 0;
2870
2871         if (pmd_devmap(orig)) {
2872                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2873                         return 0;
2874                 return __gup_device_huge_pmd(orig, pmdp, addr, end, flags,
2875                                              pages, nr);
2876         }
2877
2878         page = nth_page(pmd_page(orig), (addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2879         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2880
2881         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2882         if (!folio)
2883                 return 0;
2884
2885         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2886                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2887                 return 0;
2888         }
2889
2890         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2891                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2892                 return 0;
2893         }
2894         if (!pmd_write(orig) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2895                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2896                 return 0;
2897         }
2898
2899         *nr += refs;
2900         folio_set_referenced(folio);
2901         return 1;
2902 }
2903
2904 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2905                         unsigned long end, unsigned int flags,
2906                         struct page **pages, int *nr)
2907 {
2908         struct page *page;
2909         struct folio *folio;
2910         int refs;
2911
2912         if (!pud_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2913                 return 0;
2914
2915         if (pud_devmap(orig)) {
2916                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2917                         return 0;
2918                 return __gup_device_huge_pud(orig, pudp, addr, end, flags,
2919                                              pages, nr);
2920         }
2921
2922         page = nth_page(pud_page(orig), (addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2923         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2924
2925         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2926         if (!folio)
2927                 return 0;
2928
2929         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2930                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2931                 return 0;
2932         }
2933
2934         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2935                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2936                 return 0;
2937         }
2938
2939         if (!pud_write(orig) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2940                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2941                 return 0;
2942         }
2943
2944         *nr += refs;
2945         folio_set_referenced(folio);
2946         return 1;
2947 }
2948
2949 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
2950                         unsigned long end, unsigned int flags,
2951                         struct page **pages, int *nr)
2952 {
2953         int refs;
2954         struct page *page;
2955         struct folio *folio;
2956
2957         if (!pgd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2958                 return 0;
2959
2960         BUILD_BUG_ON(pgd_devmap(orig));
2961
2962         page = nth_page(pgd_page(orig), (addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2963         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2964
2965         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2966         if (!folio)
2967                 return 0;
2968
2969         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
2970                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2971                 return 0;
2972         }
2973
2974         if (!pgd_write(orig) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2975                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2976                 return 0;
2977         }
2978
2979         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2980                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2981                 return 0;
2982         }
2983
2984         *nr += refs;
2985         folio_set_referenced(folio);
2986         return 1;
2987 }
2988
2989 static int gup_pmd_range(pud_t *pudp, pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
2990                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2991 {
2992         unsigned long next;
2993         pmd_t *pmdp;
2994
2995         pmdp = pmd_offset_lockless(pudp, pud, addr);
2996         do {
2997                 pmd_t pmd = pmdp_get_lockless(pmdp);
2998
2999                 next = pmd_addr_end(addr, end);
3000                 if (!pmd_present(pmd))
3001                         return 0;
3002
3003                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) ||
3004                              pmd_devmap(pmd))) {
3005                         if (pmd_protnone(pmd) &&
3006                             !gup_can_follow_protnone(flags))
3007                                 return 0;
3008
3009                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, flags,
3010                                 pages, nr))
3011                                 return 0;
3012
3013                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
3014                         /*
3015                          * architecture have different format for hugetlbfs
3016                          * pmd format and THP pmd format
3017                          */
3018                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
3019                                          PMD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
3020                                 return 0;
3021                 } else if (!gup_pte_range(pmd, pmdp, addr, next, flags, pages, nr))
3022                         return 0;
3023         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
3024
3025         return 1;
3026 }
3027
3028 static int gup_pud_range(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
3029                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
3030 {
3031         unsigned long next;
3032         pud_t *pudp;
3033
3034         pudp = pud_offset_lockless(p4dp, p4d, addr);
3035         do {
3036                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
3037
3038                 next = pud_addr_end(addr, end);
3039                 if (unlikely(!pud_present(pud)))
3040                         return 0;
3041                 if (unlikely(pud_huge(pud) || pud_devmap(pud))) {
3042                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, flags,
3043                                           pages, nr))
3044                                 return 0;
3045                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
3046                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
3047                                          PUD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
3048                                 return 0;
3049                 } else if (!gup_pmd_range(pudp, pud, addr, next, flags, pages, nr))
3050                         return 0;
3051         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
3052
3053         return 1;
3054 }
3055
3056 static int gup_p4d_range(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
3057                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
3058 {
3059         unsigned long next;
3060         p4d_t *p4dp;
3061
3062         p4dp = p4d_offset_lockless(pgdp, pgd, addr);
3063         do {
3064                 p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
3065
3066                 next = p4d_addr_end(addr, end);
3067                 if (p4d_none(p4d))
3068                         return 0;
3069                 BUILD_BUG_ON(p4d_huge(p4d));
3070                 if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(p4d_val(p4d))))) {
3071                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(p4d_val(p4d)), addr,
3072                                          P4D_SHIFT, next, flags, pages, nr))
3073                                 return 0;
3074                 } else if (!gup_pud_range(p4dp, p4d, addr, next, flags, pages, nr))
3075                         return 0;
3076         } while (p4dp++, addr = next, addr != end);
3077
3078         return 1;
3079 }
3080
3081 static void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
3082                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
3083 {
3084         unsigned long next;
3085         pgd_t *pgdp;
3086
3087         pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
3088         do {
3089                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
3090
3091                 next = pgd_addr_end(addr, end);
3092                 if (pgd_none(pgd))
3093                         return;
3094                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
3095                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, flags,
3096                                           pages, nr))
3097                                 return;
3098                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
3099                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
3100                                          PGDIR_SHIFT, next, flags, pages, nr))
3101                                 return;
3102                 } else if (!gup_p4d_range(pgdp, pgd, addr, next, flags, pages, nr))
3103                         return;
3104         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
3105 }
3106 #else
3107 static inline void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
3108                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
3109 {
3110 }
3111 #endif /* CONFIG_HAVE_FAST_GUP */
3112
3113 #ifndef gup_fast_permitted
3114 /*
3115  * Check if it's allowed to use get_user_pages_fast_only() for the range, or
3116  * we need to fall back to the slow version:
3117  */
3118 static bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
3119 {
3120         return true;
3121 }
3122 #endif
3123
3124 static unsigned long lockless_pages_from_mm(unsigned long start,
3125                                             unsigned long end,
3126                                             unsigned int gup_flags,
3127                                             struct page **pages)
3128 {
3129         unsigned long flags;
3130         int nr_pinned = 0;
3131         unsigned seq;
3132
3133         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) ||
3134             !gup_fast_permitted(start, end))
3135                 return 0;
3136
3137         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
3138                 seq = raw_read_seqcount(&current->mm->write_protect_seq);
3139                 if (seq & 1)
3140                         return 0;
3141         }
3142
3143         /*
3144          * Disable interrupts. The nested form is used, in order to allow full,
3145          * general purpose use of this routine.
3146          *
3147          * With interrupts disabled, we block page table pages from being freed
3148          * from under us. See struct mmu_table_batch comments in
3149          * include/asm-generic/tlb.h for more details.
3150          *
3151          * We do not adopt an rcu_read_lock() here as we also want to block IPIs
3152          * that come from THPs splitting.
3153          */
3154         local_irq_save(flags);
3155         gup_pgd_range(start, end, gup_flags, pages, &nr_pinned);
3156         local_irq_restore(flags);
3157
3158         /*
3159          * When pinning pages for DMA there could be a concurrent write protect
3160          * from fork() via copy_page_range(), in this case always fail fast GUP.
3161          */
3162         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
3163                 if (read_seqcount_retry(&current->mm->write_protect_seq, seq)) {
3164                         unpin_user_pages_lockless(pages, nr_pinned);
3165                         return 0;
3166                 } else {
3167                         sanity_check_pinned_pages(pages, nr_pinned);
3168                 }
3169         }
3170         return nr_pinned;
3171 }
3172
3173 static int internal_get_user_pages_fast(unsigned long start,
3174                                         unsigned long nr_pages,
3175                                         unsigned int gup_flags,
3176                                         struct page **pages)
3177 {
3178         unsigned long len, end;
3179         unsigned long nr_pinned;
3180         int locked = 0;
3181         int ret;
3182
3183         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & ~(FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM |
3184                                        FOLL_FORCE | FOLL_PIN | FOLL_GET |
3185                                        FOLL_FAST_ONLY | FOLL_NOFAULT |
3186                                        FOLL_PCI_P2PDMA)))
3187                 return -EINVAL;
3188
3189         if (gup_flags & FOLL_PIN)
3190                 mm_set_has_pinned_flag(&current->mm->flags);
3191
3192         if (!(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY))
3193                 might_lock_read(&current->mm->mmap_lock);
3194
3195         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
3196         len = nr_pages << PAGE_SHIFT;
3197         if (check_add_overflow(start, len, &end))
3198                 return -EOVERFLOW;
3199         if (end > TASK_SIZE_MAX)
3200                 return -EFAULT;
3201         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
3202                 return -EFAULT;
3203
3204         nr_pinned = lockless_pages_from_mm(start, end, gup_flags, pages);
3205         if (nr_pinned == nr_pages || gup_flags & FOLL_FAST_ONLY)
3206                 return nr_pinned;
3207
3208         /* Slow path: try to get the remaining pages with get_user_pages */
3209         start += nr_pinned << PAGE_SHIFT;
3210         pages += nr_pinned;
3211         ret = __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages - nr_pinned,
3212                                     pages, &locked,
3213                                     gup_flags | FOLL_TOUCH | FOLL_UNLOCKABLE);
3214         if (ret < 0) {
3215                 /*
3216                  * The caller has to unpin the pages we already pinned so
3217                  * returning -errno is not an option
3218                  */
3219                 if (nr_pinned)
3220                         return nr_pinned;
3221                 return ret;
3222         }
3223         return ret + nr_pinned;
3224 }
3225
3226 /**
3227  * get_user_pages_fast_only() - pin user pages in memory
3228  * @start:      starting user address
3229  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3230  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3231  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3232  *              Should be at least nr_pages long.
3233  *
3234  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
3235  * the regular GUP.
3236  *
3237  * If the architecture does not support this function, simply return with no
3238  * pages pinned.
3239  *
3240  * Careful, careful! COW breaking can go either way, so a non-write
3241  * access can get ambiguous page results. If you call this function without
3242  * 'write' set, you'd better be sure that you're ok with that ambiguity.
3243  */
3244 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
3245                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3246 {
3247         /*
3248          * Internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set FOLL_GET,
3249          * because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount" request.
3250          *
3251          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
3252          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
3253          */
3254         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags,
3255                                FOLL_GET | FOLL_FAST_ONLY))
3256                 return -EINVAL;
3257
3258         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3259 }
3260 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast_only);
3261
3262 /**
3263  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
3264  * @start:      starting user address
3265  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3266  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3267  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3268  *              Should be at least nr_pages long.
3269  *
3270  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_lock.
3271  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
3272  * calling get_user_pages().
3273  *
3274  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number requested.
3275  * If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages were pinned, returns
3276  * -errno.
3277  */
3278 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
3279                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3280 {
3281         /*
3282          * The caller may or may not have explicitly set FOLL_GET; either way is
3283          * OK. However, internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set
3284          * FOLL_GET, because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount"
3285          * request.
3286          */
3287         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_GET))
3288                 return -EINVAL;
3289         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3290 }
3291 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast);
3292
3293 /**
3294  * pin_user_pages_fast() - pin user pages in memory without taking locks
3295  *
3296  * @start:      starting user address
3297  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3298  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3299  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3300  *              Should be at least nr_pages long.
3301  *
3302  * Nearly the same as get_user_pages_fast(), except that FOLL_PIN is set. See
3303  * get_user_pages_fast() for documentation on the function arguments, because
3304  * the arguments here are identical.
3305  *
3306  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3307  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for further details.
3308  *
3309  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3310  * pins in it and unpin_user_page() will not remove pins from it.
3311  */
3312 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
3313                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3314 {
3315         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_PIN))
3316                 return -EINVAL;
3317         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3318 }
3319 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast);
3320
3321 /**
3322  * pin_user_pages_remote() - pin pages of a remote process
3323  *
3324  * @mm:         mm_struct of target mm
3325  * @start:      starting user address
3326  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3327  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3328  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3329  *              Should be at least nr_pages long.
3330  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
3331  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
3332  *              utilised. Lock must initially be held.
3333  *
3334  * Nearly the same as get_user_pages_remote(), except that FOLL_PIN is set. See
3335  * get_user_pages_remote() for documentation on the function arguments, because
3336  * the arguments here are identical.
3337  *
3338  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3339  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3340  *
3341  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3342  * pins in it and unpin_user_page*() will not remove pins from it.
3343  */
3344 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
3345                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3346                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
3347                            int *locked)
3348 {
3349         int local_locked = 1;
3350
3351         if (!is_valid_gup_args(pages, locked, &gup_flags,
3352                                FOLL_PIN | FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE))
3353                 return 0;
3354         return __gup_longterm_locked(mm, start, nr_pages, pages,
3355                                      locked ? locked : &local_locked,
3356                                      gup_flags);
3357 }
3358 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_remote);
3359
3360 /**
3361  * pin_user_pages() - pin user pages in memory for use by other devices
3362  *
3363  * @start:      starting user address
3364  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3365  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3366  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3367  *              Should be at least nr_pages long.
3368  *
3369  * Nearly the same as get_user_pages(), except that FOLL_TOUCH is not set, and
3370  * FOLL_PIN is set.
3371  *
3372  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3373  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3374  *
3375  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3376  * pins in it and unpin_user_page*() will not remove pins from it.
3377  */
3378 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3379                     unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3380 {
3381         int locked = 1;
3382
3383         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_PIN))
3384                 return 0;
3385         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages,
3386                                      pages, &locked, gup_flags);
3387 }
3388 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages);
3389
3390 /*
3391  * pin_user_pages_unlocked() is the FOLL_PIN variant of
3392  * get_user_pages_unlocked(). Behavior is the same, except that this one sets
3393  * FOLL_PIN and rejects FOLL_GET.
3394  *
3395  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3396  * pins in it and unpin_user_page*() will not remove pins from it.
3397  */
3398 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3399                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
3400 {
3401         int locked = 0;
3402
3403         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags,
3404                                FOLL_PIN | FOLL_TOUCH | FOLL_UNLOCKABLE))
3405                 return 0;
3406
3407         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages, pages,
3408                                      &locked, gup_flags);
3409 }
3410 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_unlocked);