arm64, mm: move generic mmap layout functions to mm
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / gup.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 #include <linux/kernel.h>
3 #include <linux/errno.h>
4 #include <linux/err.h>
5 #include <linux/spinlock.h>
6
7 #include <linux/mm.h>
8 #include <linux/memremap.h>
9 #include <linux/pagemap.h>
10 #include <linux/rmap.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/swapops.h>
13
14 #include <linux/sched/signal.h>
15 #include <linux/rwsem.h>
16 #include <linux/hugetlb.h>
17 #include <linux/migrate.h>
18 #include <linux/mm_inline.h>
19 #include <linux/sched/mm.h>
20
21 #include <asm/mmu_context.h>
22 #include <asm/pgtable.h>
23 #include <asm/tlbflush.h>
24
25 #include "internal.h"
26
27 struct follow_page_context {
28         struct dev_pagemap *pgmap;
29         unsigned int page_mask;
30 };
31
32 /**
33  * put_user_pages_dirty_lock() - release and optionally dirty gup-pinned pages
34  * @pages:  array of pages to be maybe marked dirty, and definitely released.
35  * @npages: number of pages in the @pages array.
36  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
37  *
38  * "gup-pinned page" refers to a page that has had one of the get_user_pages()
39  * variants called on that page.
40  *
41  * For each page in the @pages array, make that page (or its head page, if a
42  * compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the page was previously
43  * listed as clean. In any case, releases all pages using put_user_page(),
44  * possibly via put_user_pages(), for the non-dirty case.
45  *
46  * Please see the put_user_page() documentation for details.
47  *
48  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
49  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
50  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
51  * set_page_dirty_lock(), put_user_page().
52  *
53  */
54 void put_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
55                                bool make_dirty)
56 {
57         unsigned long index;
58
59         /*
60          * TODO: this can be optimized for huge pages: if a series of pages is
61          * physically contiguous and part of the same compound page, then a
62          * single operation to the head page should suffice.
63          */
64
65         if (!make_dirty) {
66                 put_user_pages(pages, npages);
67                 return;
68         }
69
70         for (index = 0; index < npages; index++) {
71                 struct page *page = compound_head(pages[index]);
72                 /*
73                  * Checking PageDirty at this point may race with
74                  * clear_page_dirty_for_io(), but that's OK. Two key
75                  * cases:
76                  *
77                  * 1) This code sees the page as already dirty, so it
78                  * skips the call to set_page_dirty(). That could happen
79                  * because clear_page_dirty_for_io() called
80                  * page_mkclean(), followed by set_page_dirty().
81                  * However, now the page is going to get written back,
82                  * which meets the original intention of setting it
83                  * dirty, so all is well: clear_page_dirty_for_io() goes
84                  * on to call TestClearPageDirty(), and write the page
85                  * back.
86                  *
87                  * 2) This code sees the page as clean, so it calls
88                  * set_page_dirty(). The page stays dirty, despite being
89                  * written back, so it gets written back again in the
90                  * next writeback cycle. This is harmless.
91                  */
92                 if (!PageDirty(page))
93                         set_page_dirty_lock(page);
94                 put_user_page(page);
95         }
96 }
97 EXPORT_SYMBOL(put_user_pages_dirty_lock);
98
99 /**
100  * put_user_pages() - release an array of gup-pinned pages.
101  * @pages:  array of pages to be marked dirty and released.
102  * @npages: number of pages in the @pages array.
103  *
104  * For each page in the @pages array, release the page using put_user_page().
105  *
106  * Please see the put_user_page() documentation for details.
107  */
108 void put_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages)
109 {
110         unsigned long index;
111
112         /*
113          * TODO: this can be optimized for huge pages: if a series of pages is
114          * physically contiguous and part of the same compound page, then a
115          * single operation to the head page should suffice.
116          */
117         for (index = 0; index < npages; index++)
118                 put_user_page(pages[index]);
119 }
120 EXPORT_SYMBOL(put_user_pages);
121
122 #ifdef CONFIG_MMU
123 static struct page *no_page_table(struct vm_area_struct *vma,
124                 unsigned int flags)
125 {
126         /*
127          * When core dumping an enormous anonymous area that nobody
128          * has touched so far, we don't want to allocate unnecessary pages or
129          * page tables.  Return error instead of NULL to skip handle_mm_fault,
130          * then get_dump_page() will return NULL to leave a hole in the dump.
131          * But we can only make this optimization where a hole would surely
132          * be zero-filled if handle_mm_fault() actually did handle it.
133          */
134         if ((flags & FOLL_DUMP) && (!vma->vm_ops || !vma->vm_ops->fault))
135                 return ERR_PTR(-EFAULT);
136         return NULL;
137 }
138
139 static int follow_pfn_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
140                 pte_t *pte, unsigned int flags)
141 {
142         /* No page to get reference */
143         if (flags & FOLL_GET)
144                 return -EFAULT;
145
146         if (flags & FOLL_TOUCH) {
147                 pte_t entry = *pte;
148
149                 if (flags & FOLL_WRITE)
150                         entry = pte_mkdirty(entry);
151                 entry = pte_mkyoung(entry);
152
153                 if (!pte_same(*pte, entry)) {
154                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
155                         update_mmu_cache(vma, address, pte);
156                 }
157         }
158
159         /* Proper page table entry exists, but no corresponding struct page */
160         return -EEXIST;
161 }
162
163 /*
164  * FOLL_FORCE can write to even unwritable pte's, but only
165  * after we've gone through a COW cycle and they are dirty.
166  */
167 static inline bool can_follow_write_pte(pte_t pte, unsigned int flags)
168 {
169         return pte_write(pte) ||
170                 ((flags & FOLL_FORCE) && (flags & FOLL_COW) && pte_dirty(pte));
171 }
172
173 static struct page *follow_page_pte(struct vm_area_struct *vma,
174                 unsigned long address, pmd_t *pmd, unsigned int flags,
175                 struct dev_pagemap **pgmap)
176 {
177         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
178         struct page *page;
179         spinlock_t *ptl;
180         pte_t *ptep, pte;
181
182 retry:
183         if (unlikely(pmd_bad(*pmd)))
184                 return no_page_table(vma, flags);
185
186         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
187         pte = *ptep;
188         if (!pte_present(pte)) {
189                 swp_entry_t entry;
190                 /*
191                  * KSM's break_ksm() relies upon recognizing a ksm page
192                  * even while it is being migrated, so for that case we
193                  * need migration_entry_wait().
194                  */
195                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
196                         goto no_page;
197                 if (pte_none(pte))
198                         goto no_page;
199                 entry = pte_to_swp_entry(pte);
200                 if (!is_migration_entry(entry))
201                         goto no_page;
202                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
203                 migration_entry_wait(mm, pmd, address);
204                 goto retry;
205         }
206         if ((flags & FOLL_NUMA) && pte_protnone(pte))
207                 goto no_page;
208         if ((flags & FOLL_WRITE) && !can_follow_write_pte(pte, flags)) {
209                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
210                 return NULL;
211         }
212
213         page = vm_normal_page(vma, address, pte);
214         if (!page && pte_devmap(pte) && (flags & FOLL_GET)) {
215                 /*
216                  * Only return device mapping pages in the FOLL_GET case since
217                  * they are only valid while holding the pgmap reference.
218                  */
219                 *pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), *pgmap);
220                 if (*pgmap)
221                         page = pte_page(pte);
222                 else
223                         goto no_page;
224         } else if (unlikely(!page)) {
225                 if (flags & FOLL_DUMP) {
226                         /* Avoid special (like zero) pages in core dumps */
227                         page = ERR_PTR(-EFAULT);
228                         goto out;
229                 }
230
231                 if (is_zero_pfn(pte_pfn(pte))) {
232                         page = pte_page(pte);
233                 } else {
234                         int ret;
235
236                         ret = follow_pfn_pte(vma, address, ptep, flags);
237                         page = ERR_PTR(ret);
238                         goto out;
239                 }
240         }
241
242         if (flags & FOLL_SPLIT && PageTransCompound(page)) {
243                 int ret;
244                 get_page(page);
245                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
246                 lock_page(page);
247                 ret = split_huge_page(page);
248                 unlock_page(page);
249                 put_page(page);
250                 if (ret)
251                         return ERR_PTR(ret);
252                 goto retry;
253         }
254
255         if (flags & FOLL_GET) {
256                 if (unlikely(!try_get_page(page))) {
257                         page = ERR_PTR(-ENOMEM);
258                         goto out;
259                 }
260         }
261         if (flags & FOLL_TOUCH) {
262                 if ((flags & FOLL_WRITE) &&
263                     !pte_dirty(pte) && !PageDirty(page))
264                         set_page_dirty(page);
265                 /*
266                  * pte_mkyoung() would be more correct here, but atomic care
267                  * is needed to avoid losing the dirty bit: it is easier to use
268                  * mark_page_accessed().
269                  */
270                 mark_page_accessed(page);
271         }
272         if ((flags & FOLL_MLOCK) && (vma->vm_flags & VM_LOCKED)) {
273                 /* Do not mlock pte-mapped THP */
274                 if (PageTransCompound(page))
275                         goto out;
276
277                 /*
278                  * The preliminary mapping check is mainly to avoid the
279                  * pointless overhead of lock_page on the ZERO_PAGE
280                  * which might bounce very badly if there is contention.
281                  *
282                  * If the page is already locked, we don't need to
283                  * handle it now - vmscan will handle it later if and
284                  * when it attempts to reclaim the page.
285                  */
286                 if (page->mapping && trylock_page(page)) {
287                         lru_add_drain();  /* push cached pages to LRU */
288                         /*
289                          * Because we lock page here, and migration is
290                          * blocked by the pte's page reference, and we
291                          * know the page is still mapped, we don't even
292                          * need to check for file-cache page truncation.
293                          */
294                         mlock_vma_page(page);
295                         unlock_page(page);
296                 }
297         }
298 out:
299         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
300         return page;
301 no_page:
302         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
303         if (!pte_none(pte))
304                 return NULL;
305         return no_page_table(vma, flags);
306 }
307
308 static struct page *follow_pmd_mask(struct vm_area_struct *vma,
309                                     unsigned long address, pud_t *pudp,
310                                     unsigned int flags,
311                                     struct follow_page_context *ctx)
312 {
313         pmd_t *pmd, pmdval;
314         spinlock_t *ptl;
315         struct page *page;
316         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
317
318         pmd = pmd_offset(pudp, address);
319         /*
320          * The READ_ONCE() will stabilize the pmdval in a register or
321          * on the stack so that it will stop changing under the code.
322          */
323         pmdval = READ_ONCE(*pmd);
324         if (pmd_none(pmdval))
325                 return no_page_table(vma, flags);
326         if (pmd_huge(pmdval) && vma->vm_flags & VM_HUGETLB) {
327                 page = follow_huge_pmd(mm, address, pmd, flags);
328                 if (page)
329                         return page;
330                 return no_page_table(vma, flags);
331         }
332         if (is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmdval)))) {
333                 page = follow_huge_pd(vma, address,
334                                       __hugepd(pmd_val(pmdval)), flags,
335                                       PMD_SHIFT);
336                 if (page)
337                         return page;
338                 return no_page_table(vma, flags);
339         }
340 retry:
341         if (!pmd_present(pmdval)) {
342                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
343                         return no_page_table(vma, flags);
344                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
345                                   !is_pmd_migration_entry(pmdval));
346                 if (is_pmd_migration_entry(pmdval))
347                         pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
348                 pmdval = READ_ONCE(*pmd);
349                 /*
350                  * MADV_DONTNEED may convert the pmd to null because
351                  * mmap_sem is held in read mode
352                  */
353                 if (pmd_none(pmdval))
354                         return no_page_table(vma, flags);
355                 goto retry;
356         }
357         if (pmd_devmap(pmdval)) {
358                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
359                 page = follow_devmap_pmd(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
360                 spin_unlock(ptl);
361                 if (page)
362                         return page;
363         }
364         if (likely(!pmd_trans_huge(pmdval)))
365                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
366
367         if ((flags & FOLL_NUMA) && pmd_protnone(pmdval))
368                 return no_page_table(vma, flags);
369
370 retry_locked:
371         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
372         if (unlikely(pmd_none(*pmd))) {
373                 spin_unlock(ptl);
374                 return no_page_table(vma, flags);
375         }
376         if (unlikely(!pmd_present(*pmd))) {
377                 spin_unlock(ptl);
378                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
379                         return no_page_table(vma, flags);
380                 pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
381                 goto retry_locked;
382         }
383         if (unlikely(!pmd_trans_huge(*pmd))) {
384                 spin_unlock(ptl);
385                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
386         }
387         if (flags & (FOLL_SPLIT | FOLL_SPLIT_PMD)) {
388                 int ret;
389                 page = pmd_page(*pmd);
390                 if (is_huge_zero_page(page)) {
391                         spin_unlock(ptl);
392                         ret = 0;
393                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
394                         if (pmd_trans_unstable(pmd))
395                                 ret = -EBUSY;
396                 } else if (flags & FOLL_SPLIT) {
397                         if (unlikely(!try_get_page(page))) {
398                                 spin_unlock(ptl);
399                                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
400                         }
401                         spin_unlock(ptl);
402                         lock_page(page);
403                         ret = split_huge_page(page);
404                         unlock_page(page);
405                         put_page(page);
406                         if (pmd_none(*pmd))
407                                 return no_page_table(vma, flags);
408                 } else {  /* flags & FOLL_SPLIT_PMD */
409                         spin_unlock(ptl);
410                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
411                         ret = pte_alloc(mm, pmd) ? -ENOMEM : 0;
412                 }
413
414                 return ret ? ERR_PTR(ret) :
415                         follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
416         }
417         page = follow_trans_huge_pmd(vma, address, pmd, flags);
418         spin_unlock(ptl);
419         ctx->page_mask = HPAGE_PMD_NR - 1;
420         return page;
421 }
422
423 static struct page *follow_pud_mask(struct vm_area_struct *vma,
424                                     unsigned long address, p4d_t *p4dp,
425                                     unsigned int flags,
426                                     struct follow_page_context *ctx)
427 {
428         pud_t *pud;
429         spinlock_t *ptl;
430         struct page *page;
431         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
432
433         pud = pud_offset(p4dp, address);
434         if (pud_none(*pud))
435                 return no_page_table(vma, flags);
436         if (pud_huge(*pud) && vma->vm_flags & VM_HUGETLB) {
437                 page = follow_huge_pud(mm, address, pud, flags);
438                 if (page)
439                         return page;
440                 return no_page_table(vma, flags);
441         }
442         if (is_hugepd(__hugepd(pud_val(*pud)))) {
443                 page = follow_huge_pd(vma, address,
444                                       __hugepd(pud_val(*pud)), flags,
445                                       PUD_SHIFT);
446                 if (page)
447                         return page;
448                 return no_page_table(vma, flags);
449         }
450         if (pud_devmap(*pud)) {
451                 ptl = pud_lock(mm, pud);
452                 page = follow_devmap_pud(vma, address, pud, flags, &ctx->pgmap);
453                 spin_unlock(ptl);
454                 if (page)
455                         return page;
456         }
457         if (unlikely(pud_bad(*pud)))
458                 return no_page_table(vma, flags);
459
460         return follow_pmd_mask(vma, address, pud, flags, ctx);
461 }
462
463 static struct page *follow_p4d_mask(struct vm_area_struct *vma,
464                                     unsigned long address, pgd_t *pgdp,
465                                     unsigned int flags,
466                                     struct follow_page_context *ctx)
467 {
468         p4d_t *p4d;
469         struct page *page;
470
471         p4d = p4d_offset(pgdp, address);
472         if (p4d_none(*p4d))
473                 return no_page_table(vma, flags);
474         BUILD_BUG_ON(p4d_huge(*p4d));
475         if (unlikely(p4d_bad(*p4d)))
476                 return no_page_table(vma, flags);
477
478         if (is_hugepd(__hugepd(p4d_val(*p4d)))) {
479                 page = follow_huge_pd(vma, address,
480                                       __hugepd(p4d_val(*p4d)), flags,
481                                       P4D_SHIFT);
482                 if (page)
483                         return page;
484                 return no_page_table(vma, flags);
485         }
486         return follow_pud_mask(vma, address, p4d, flags, ctx);
487 }
488
489 /**
490  * follow_page_mask - look up a page descriptor from a user-virtual address
491  * @vma: vm_area_struct mapping @address
492  * @address: virtual address to look up
493  * @flags: flags modifying lookup behaviour
494  * @ctx: contains dev_pagemap for %ZONE_DEVICE memory pinning and a
495  *       pointer to output page_mask
496  *
497  * @flags can have FOLL_ flags set, defined in <linux/mm.h>
498  *
499  * When getting pages from ZONE_DEVICE memory, the @ctx->pgmap caches
500  * the device's dev_pagemap metadata to avoid repeating expensive lookups.
501  *
502  * On output, the @ctx->page_mask is set according to the size of the page.
503  *
504  * Return: the mapped (struct page *), %NULL if no mapping exists, or
505  * an error pointer if there is a mapping to something not represented
506  * by a page descriptor (see also vm_normal_page()).
507  */
508 static struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
509                               unsigned long address, unsigned int flags,
510                               struct follow_page_context *ctx)
511 {
512         pgd_t *pgd;
513         struct page *page;
514         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
515
516         ctx->page_mask = 0;
517
518         /* make this handle hugepd */
519         page = follow_huge_addr(mm, address, flags & FOLL_WRITE);
520         if (!IS_ERR(page)) {
521                 BUG_ON(flags & FOLL_GET);
522                 return page;
523         }
524
525         pgd = pgd_offset(mm, address);
526
527         if (pgd_none(*pgd) || unlikely(pgd_bad(*pgd)))
528                 return no_page_table(vma, flags);
529
530         if (pgd_huge(*pgd)) {
531                 page = follow_huge_pgd(mm, address, pgd, flags);
532                 if (page)
533                         return page;
534                 return no_page_table(vma, flags);
535         }
536         if (is_hugepd(__hugepd(pgd_val(*pgd)))) {
537                 page = follow_huge_pd(vma, address,
538                                       __hugepd(pgd_val(*pgd)), flags,
539                                       PGDIR_SHIFT);
540                 if (page)
541                         return page;
542                 return no_page_table(vma, flags);
543         }
544
545         return follow_p4d_mask(vma, address, pgd, flags, ctx);
546 }
547
548 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
549                          unsigned int foll_flags)
550 {
551         struct follow_page_context ctx = { NULL };
552         struct page *page;
553
554         page = follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &ctx);
555         if (ctx.pgmap)
556                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
557         return page;
558 }
559
560 static int get_gate_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
561                 unsigned int gup_flags, struct vm_area_struct **vma,
562                 struct page **page)
563 {
564         pgd_t *pgd;
565         p4d_t *p4d;
566         pud_t *pud;
567         pmd_t *pmd;
568         pte_t *pte;
569         int ret = -EFAULT;
570
571         /* user gate pages are read-only */
572         if (gup_flags & FOLL_WRITE)
573                 return -EFAULT;
574         if (address > TASK_SIZE)
575                 pgd = pgd_offset_k(address);
576         else
577                 pgd = pgd_offset_gate(mm, address);
578         if (pgd_none(*pgd))
579                 return -EFAULT;
580         p4d = p4d_offset(pgd, address);
581         if (p4d_none(*p4d))
582                 return -EFAULT;
583         pud = pud_offset(p4d, address);
584         if (pud_none(*pud))
585                 return -EFAULT;
586         pmd = pmd_offset(pud, address);
587         if (!pmd_present(*pmd))
588                 return -EFAULT;
589         VM_BUG_ON(pmd_trans_huge(*pmd));
590         pte = pte_offset_map(pmd, address);
591         if (pte_none(*pte))
592                 goto unmap;
593         *vma = get_gate_vma(mm);
594         if (!page)
595                 goto out;
596         *page = vm_normal_page(*vma, address, *pte);
597         if (!*page) {
598                 if ((gup_flags & FOLL_DUMP) || !is_zero_pfn(pte_pfn(*pte)))
599                         goto unmap;
600                 *page = pte_page(*pte);
601         }
602         if (unlikely(!try_get_page(*page))) {
603                 ret = -ENOMEM;
604                 goto unmap;
605         }
606 out:
607         ret = 0;
608 unmap:
609         pte_unmap(pte);
610         return ret;
611 }
612
613 /*
614  * mmap_sem must be held on entry.  If @nonblocking != NULL and
615  * *@flags does not include FOLL_NOWAIT, the mmap_sem may be released.
616  * If it is, *@nonblocking will be set to 0 and -EBUSY returned.
617  */
618 static int faultin_page(struct task_struct *tsk, struct vm_area_struct *vma,
619                 unsigned long address, unsigned int *flags, int *nonblocking)
620 {
621         unsigned int fault_flags = 0;
622         vm_fault_t ret;
623
624         /* mlock all present pages, but do not fault in new pages */
625         if ((*flags & (FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK)) == FOLL_MLOCK)
626                 return -ENOENT;
627         if (*flags & FOLL_WRITE)
628                 fault_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
629         if (*flags & FOLL_REMOTE)
630                 fault_flags |= FAULT_FLAG_REMOTE;
631         if (nonblocking)
632                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
633         if (*flags & FOLL_NOWAIT)
634                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
635         if (*flags & FOLL_TRIED) {
636                 VM_WARN_ON_ONCE(fault_flags & FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY);
637                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
638         }
639
640         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags);
641         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
642                 int err = vm_fault_to_errno(ret, *flags);
643
644                 if (err)
645                         return err;
646                 BUG();
647         }
648
649         if (tsk) {
650                 if (ret & VM_FAULT_MAJOR)
651                         tsk->maj_flt++;
652                 else
653                         tsk->min_flt++;
654         }
655
656         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
657                 if (nonblocking && !(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT))
658                         *nonblocking = 0;
659                 return -EBUSY;
660         }
661
662         /*
663          * The VM_FAULT_WRITE bit tells us that do_wp_page has broken COW when
664          * necessary, even if maybe_mkwrite decided not to set pte_write. We
665          * can thus safely do subsequent page lookups as if they were reads.
666          * But only do so when looping for pte_write is futile: in some cases
667          * userspace may also be wanting to write to the gotten user page,
668          * which a read fault here might prevent (a readonly page might get
669          * reCOWed by userspace write).
670          */
671         if ((ret & VM_FAULT_WRITE) && !(vma->vm_flags & VM_WRITE))
672                 *flags |= FOLL_COW;
673         return 0;
674 }
675
676 static int check_vma_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long gup_flags)
677 {
678         vm_flags_t vm_flags = vma->vm_flags;
679         int write = (gup_flags & FOLL_WRITE);
680         int foreign = (gup_flags & FOLL_REMOTE);
681
682         if (vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
683                 return -EFAULT;
684
685         if (gup_flags & FOLL_ANON && !vma_is_anonymous(vma))
686                 return -EFAULT;
687
688         if (write) {
689                 if (!(vm_flags & VM_WRITE)) {
690                         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
691                                 return -EFAULT;
692                         /*
693                          * We used to let the write,force case do COW in a
694                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
695                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
696                          * executable, without corrupting the file (yet only
697                          * when that file had been opened for writing!).
698                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
699                          * just reject it.
700                          */
701                         if (!is_cow_mapping(vm_flags))
702                                 return -EFAULT;
703                 }
704         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
705                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
706                         return -EFAULT;
707                 /*
708                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
709                  * have VM_MAYREAD set?
710                  */
711                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
712                         return -EFAULT;
713         }
714         /*
715          * gups are always data accesses, not instruction
716          * fetches, so execute=false here
717          */
718         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
719                 return -EFAULT;
720         return 0;
721 }
722
723 /**
724  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
725  * @tsk:        task_struct of target task
726  * @mm:         mm_struct of target mm
727  * @start:      starting user address
728  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
729  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
730  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
731  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
732  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
733  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
734  *              Or NULL if the caller does not require them.
735  * @nonblocking: whether waiting for disk IO or mmap_sem contention
736  *
737  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
738  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
739  * were pinned, returns -errno. Each page returned must be released
740  * with a put_page() call when it is finished with. vmas will only
741  * remain valid while mmap_sem is held.
742  *
743  * Must be called with mmap_sem held.  It may be released.  See below.
744  *
745  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
746  * each struct page that each user address corresponds to at a given
747  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
748  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
749  *
750  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
751  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
752  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
753  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
754  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
755  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
756  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
757  * locks can't be held over the syscall boundary.
758  *
759  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
760  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
761  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
762  * before put_page is called.
763  *
764  * If @nonblocking != NULL, __get_user_pages will not wait for disk IO
765  * or mmap_sem contention, and if waiting is needed to pin all pages,
766  * *@nonblocking will be set to 0.  Further, if @gup_flags does not
767  * include FOLL_NOWAIT, the mmap_sem will be released via up_read() in
768  * this case.
769  *
770  * A caller using such a combination of @nonblocking and @gup_flags
771  * must therefore hold the mmap_sem for reading only, and recognize
772  * when it's been released.  Otherwise, it must be held for either
773  * reading or writing and will not be released.
774  *
775  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
776  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
777  * you need some special @gup_flags.
778  */
779 static long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
780                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
781                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
782                 struct vm_area_struct **vmas, int *nonblocking)
783 {
784         long ret = 0, i = 0;
785         struct vm_area_struct *vma = NULL;
786         struct follow_page_context ctx = { NULL };
787
788         if (!nr_pages)
789                 return 0;
790
791         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & FOLL_GET));
792
793         /*
794          * If FOLL_FORCE is set then do not force a full fault as the hinting
795          * fault information is unrelated to the reference behaviour of a task
796          * using the address space
797          */
798         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
799                 gup_flags |= FOLL_NUMA;
800
801         do {
802                 struct page *page;
803                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
804                 unsigned int page_increm;
805
806                 /* first iteration or cross vma bound */
807                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
808                         vma = find_extend_vma(mm, start);
809                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
810                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
811                                                 gup_flags, &vma,
812                                                 pages ? &pages[i] : NULL);
813                                 if (ret)
814                                         goto out;
815                                 ctx.page_mask = 0;
816                                 goto next_page;
817                         }
818
819                         if (!vma || check_vma_flags(vma, gup_flags)) {
820                                 ret = -EFAULT;
821                                 goto out;
822                         }
823                         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
824                                 i = follow_hugetlb_page(mm, vma, pages, vmas,
825                                                 &start, &nr_pages, i,
826                                                 gup_flags, nonblocking);
827                                 continue;
828                         }
829                 }
830 retry:
831                 /*
832                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
833                  * potentially allocating memory.
834                  */
835                 if (fatal_signal_pending(current)) {
836                         ret = -ERESTARTSYS;
837                         goto out;
838                 }
839                 cond_resched();
840
841                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &ctx);
842                 if (!page) {
843                         ret = faultin_page(tsk, vma, start, &foll_flags,
844                                         nonblocking);
845                         switch (ret) {
846                         case 0:
847                                 goto retry;
848                         case -EBUSY:
849                                 ret = 0;
850                                 /* FALLTHRU */
851                         case -EFAULT:
852                         case -ENOMEM:
853                         case -EHWPOISON:
854                                 goto out;
855                         case -ENOENT:
856                                 goto next_page;
857                         }
858                         BUG();
859                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
860                         /*
861                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
862                          * struct page.
863                          */
864                         goto next_page;
865                 } else if (IS_ERR(page)) {
866                         ret = PTR_ERR(page);
867                         goto out;
868                 }
869                 if (pages) {
870                         pages[i] = page;
871                         flush_anon_page(vma, page, start);
872                         flush_dcache_page(page);
873                         ctx.page_mask = 0;
874                 }
875 next_page:
876                 if (vmas) {
877                         vmas[i] = vma;
878                         ctx.page_mask = 0;
879                 }
880                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & ctx.page_mask);
881                 if (page_increm > nr_pages)
882                         page_increm = nr_pages;
883                 i += page_increm;
884                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
885                 nr_pages -= page_increm;
886         } while (nr_pages);
887 out:
888         if (ctx.pgmap)
889                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
890         return i ? i : ret;
891 }
892
893 static bool vma_permits_fault(struct vm_area_struct *vma,
894                               unsigned int fault_flags)
895 {
896         bool write   = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
897         bool foreign = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_REMOTE);
898         vm_flags_t vm_flags = write ? VM_WRITE : VM_READ;
899
900         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
901                 return false;
902
903         /*
904          * The architecture might have a hardware protection
905          * mechanism other than read/write that can deny access.
906          *
907          * gup always represents data access, not instruction
908          * fetches, so execute=false here:
909          */
910         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
911                 return false;
912
913         return true;
914 }
915
916 /*
917  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
918  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
919  *              NULL if faults are not to be recorded.
920  * @mm:         mm_struct of target mm
921  * @address:    user address
922  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
923  * @unlocked:   did we unlock the mmap_sem while retrying, maybe NULL if caller
924  *              does not allow retry
925  *
926  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
927  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
928  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
929  * trying again.
930  *
931  * Typically this is meant to be used by the futex code.
932  *
933  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
934  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
935  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
936  * get_user_pages() only guarantees to update these in the struct page.
937  *
938  * This is important for some architectures where those bits also gate the
939  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
940  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
941  * succeed.
942  *
943  * This function will not return with an unlocked mmap_sem. So it has not the
944  * same semantics wrt the @mm->mmap_sem as does filemap_fault().
945  */
946 int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
947                      unsigned long address, unsigned int fault_flags,
948                      bool *unlocked)
949 {
950         struct vm_area_struct *vma;
951         vm_fault_t ret, major = 0;
952
953         if (unlocked)
954                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
955
956 retry:
957         vma = find_extend_vma(mm, address);
958         if (!vma || address < vma->vm_start)
959                 return -EFAULT;
960
961         if (!vma_permits_fault(vma, fault_flags))
962                 return -EFAULT;
963
964         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags);
965         major |= ret & VM_FAULT_MAJOR;
966         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
967                 int err = vm_fault_to_errno(ret, 0);
968
969                 if (err)
970                         return err;
971                 BUG();
972         }
973
974         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
975                 down_read(&mm->mmap_sem);
976                 if (!(fault_flags & FAULT_FLAG_TRIED)) {
977                         *unlocked = true;
978                         fault_flags &= ~FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY;
979                         fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
980                         goto retry;
981                 }
982         }
983
984         if (tsk) {
985                 if (major)
986                         tsk->maj_flt++;
987                 else
988                         tsk->min_flt++;
989         }
990         return 0;
991 }
992 EXPORT_SYMBOL_GPL(fixup_user_fault);
993
994 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk,
995                                                 struct mm_struct *mm,
996                                                 unsigned long start,
997                                                 unsigned long nr_pages,
998                                                 struct page **pages,
999                                                 struct vm_area_struct **vmas,
1000                                                 int *locked,
1001                                                 unsigned int flags)
1002 {
1003         long ret, pages_done;
1004         bool lock_dropped;
1005
1006         if (locked) {
1007                 /* if VM_FAULT_RETRY can be returned, vmas become invalid */
1008                 BUG_ON(vmas);
1009                 /* check caller initialized locked */
1010                 BUG_ON(*locked != 1);
1011         }
1012
1013         if (pages)
1014                 flags |= FOLL_GET;
1015
1016         pages_done = 0;
1017         lock_dropped = false;
1018         for (;;) {
1019                 ret = __get_user_pages(tsk, mm, start, nr_pages, flags, pages,
1020                                        vmas, locked);
1021                 if (!locked)
1022                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
1023                         return ret;
1024
1025                 /* VM_FAULT_RETRY cannot return errors */
1026                 if (!*locked) {
1027                         BUG_ON(ret < 0);
1028                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
1029                 }
1030
1031                 if (ret > 0) {
1032                         nr_pages -= ret;
1033                         pages_done += ret;
1034                         if (!nr_pages)
1035                                 break;
1036                 }
1037                 if (*locked) {
1038                         /*
1039                          * VM_FAULT_RETRY didn't trigger or it was a
1040                          * FOLL_NOWAIT.
1041                          */
1042                         if (!pages_done)
1043                                 pages_done = ret;
1044                         break;
1045                 }
1046                 /*
1047                  * VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset.
1048                  * For the prefault case (!pages) we only update counts.
1049                  */
1050                 if (likely(pages))
1051                         pages += ret;
1052                 start += ret << PAGE_SHIFT;
1053
1054                 /*
1055                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
1056                  * without FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY but with
1057                  * FAULT_FLAG_TRIED.
1058                  */
1059                 *locked = 1;
1060                 lock_dropped = true;
1061                 down_read(&mm->mmap_sem);
1062                 ret = __get_user_pages(tsk, mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
1063                                        pages, NULL, NULL);
1064                 if (ret != 1) {
1065                         BUG_ON(ret > 1);
1066                         if (!pages_done)
1067                                 pages_done = ret;
1068                         break;
1069                 }
1070                 nr_pages--;
1071                 pages_done++;
1072                 if (!nr_pages)
1073                         break;
1074                 if (likely(pages))
1075                         pages++;
1076                 start += PAGE_SIZE;
1077         }
1078         if (lock_dropped && *locked) {
1079                 /*
1080                  * We must let the caller know we temporarily dropped the lock
1081                  * and so the critical section protected by it was lost.
1082                  */
1083                 up_read(&mm->mmap_sem);
1084                 *locked = 0;
1085         }
1086         return pages_done;
1087 }
1088
1089 /*
1090  * get_user_pages_remote() - pin user pages in memory
1091  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
1092  *              NULL if faults are not to be recorded.
1093  * @mm:         mm_struct of target mm
1094  * @start:      starting user address
1095  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1096  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
1097  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1098  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1099  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1100  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
1101  *              Or NULL if the caller does not require them.
1102  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
1103  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
1104  *              utilised. Lock must initially be held.
1105  *
1106  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
1107  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
1108  * were pinned, returns -errno. Each page returned must be released
1109  * with a put_page() call when it is finished with. vmas will only
1110  * remain valid while mmap_sem is held.
1111  *
1112  * Must be called with mmap_sem held for read or write.
1113  *
1114  * get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
1115  * each struct page that each user address corresponds to at a given
1116  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1117  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1118  *
1119  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1120  * get_user_pages returns, and there may even be a completely different
1121  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1122  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
1123  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1124  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1125  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1126  * locks can't be held over the syscall boundary.
1127  *
1128  * If gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If the page
1129  * is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must
1130  * be called after the page is finished with, and before put_page is called.
1131  *
1132  * get_user_pages is typically used for fewer-copy IO operations, to get a
1133  * handle on the memory by some means other than accesses via the user virtual
1134  * addresses. The pages may be submitted for DMA to devices or accessed via
1135  * their kernel linear mapping (via the kmap APIs). Care should be taken to
1136  * use the correct cache flushing APIs.
1137  *
1138  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
1139  *
1140  * get_user_pages should be phased out in favor of
1141  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
1142  * should use get_user_pages because it cannot pass
1143  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
1144  */
1145 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1146                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1147                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1148                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1149 {
1150         /*
1151          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
1152          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
1153          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
1154          * disallow this option for now.
1155          */
1156         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
1157                 return -EINVAL;
1158
1159         return __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages, vmas,
1160                                        locked,
1161                                        gup_flags | FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE);
1162 }
1163 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_remote);
1164
1165 /**
1166  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
1167  * @vma:   target vma
1168  * @start: start address
1169  * @end:   end address
1170  * @nonblocking:
1171  *
1172  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
1173  *
1174  * return 0 on success, negative error code on error.
1175  *
1176  * vma->vm_mm->mmap_sem must be held.
1177  *
1178  * If @nonblocking is NULL, it may be held for read or write and will
1179  * be unperturbed.
1180  *
1181  * If @nonblocking is non-NULL, it must held for read only and may be
1182  * released.  If it's released, *@nonblocking will be set to 0.
1183  */
1184 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
1185                 unsigned long start, unsigned long end, int *nonblocking)
1186 {
1187         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1188         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1189         int gup_flags;
1190
1191         VM_BUG_ON(start & ~PAGE_MASK);
1192         VM_BUG_ON(end   & ~PAGE_MASK);
1193         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1194         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
1195         VM_BUG_ON_MM(!rwsem_is_locked(&mm->mmap_sem), mm);
1196
1197         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK;
1198         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
1199                 gup_flags &= ~FOLL_POPULATE;
1200         /*
1201          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
1202          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
1203          * and we would not want to dirty them for nothing.
1204          */
1205         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
1206                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1207
1208         /*
1209          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
1210          * other than PROT_NONE.
1211          */
1212         if (vma->vm_flags & (VM_READ | VM_WRITE | VM_EXEC))
1213                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
1214
1215         /*
1216          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
1217          * not result in a stack expansion that recurses back here.
1218          */
1219         return __get_user_pages(current, mm, start, nr_pages, gup_flags,
1220                                 NULL, NULL, nonblocking);
1221 }
1222
1223 /*
1224  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
1225  *
1226  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
1227  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
1228  * mmap_sem must not be held.
1229  */
1230 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
1231 {
1232         struct mm_struct *mm = current->mm;
1233         unsigned long end, nstart, nend;
1234         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1235         int locked = 0;
1236         long ret = 0;
1237
1238         end = start + len;
1239
1240         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
1241                 /*
1242                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
1243                  * Find first corresponding VMA.
1244                  */
1245                 if (!locked) {
1246                         locked = 1;
1247                         down_read(&mm->mmap_sem);
1248                         vma = find_vma(mm, nstart);
1249                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
1250                         vma = vma->vm_next;
1251                 if (!vma || vma->vm_start >= end)
1252                         break;
1253                 /*
1254                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
1255                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
1256                  */
1257                 nend = min(end, vma->vm_end);
1258                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1259                         continue;
1260                 if (nstart < vma->vm_start)
1261                         nstart = vma->vm_start;
1262                 /*
1263                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
1264                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
1265                  * if the vma was already munlocked.
1266                  */
1267                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
1268                 if (ret < 0) {
1269                         if (ignore_errors) {
1270                                 ret = 0;
1271                                 continue;       /* continue at next VMA */
1272                         }
1273                         break;
1274                 }
1275                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
1276                 ret = 0;
1277         }
1278         if (locked)
1279                 up_read(&mm->mmap_sem);
1280         return ret;     /* 0 or negative error code */
1281 }
1282
1283 /**
1284  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
1285  * @addr: user address
1286  *
1287  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
1288  * to be freed afterwards by put_page().
1289  *
1290  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
1291  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
1292  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
1293  * allowing a hole to be left in the corefile to save diskspace.
1294  *
1295  * Called without mmap_sem, but after all other threads have been killed.
1296  */
1297 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
1298 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
1299 {
1300         struct vm_area_struct *vma;
1301         struct page *page;
1302
1303         if (__get_user_pages(current, current->mm, addr, 1,
1304                              FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET, &page, &vma,
1305                              NULL) < 1)
1306                 return NULL;
1307         flush_cache_page(vma, addr, page_to_pfn(page));
1308         return page;
1309 }
1310 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
1311 #else /* CONFIG_MMU */
1312 static long __get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk,
1313                 struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1314                 unsigned long nr_pages, struct page **pages,
1315                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked,
1316                 unsigned int foll_flags)
1317 {
1318         struct vm_area_struct *vma;
1319         unsigned long vm_flags;
1320         int i;
1321
1322         /* calculate required read or write permissions.
1323          * If FOLL_FORCE is set, we only require the "MAY" flags.
1324          */
1325         vm_flags  = (foll_flags & FOLL_WRITE) ?
1326                         (VM_WRITE | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_MAYREAD);
1327         vm_flags &= (foll_flags & FOLL_FORCE) ?
1328                         (VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_WRITE);
1329
1330         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1331                 vma = find_vma(mm, start);
1332                 if (!vma)
1333                         goto finish_or_fault;
1334
1335                 /* protect what we can, including chardevs */
1336                 if ((vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP)) ||
1337                     !(vm_flags & vma->vm_flags))
1338                         goto finish_or_fault;
1339
1340                 if (pages) {
1341                         pages[i] = virt_to_page(start);
1342                         if (pages[i])
1343                                 get_page(pages[i]);
1344                 }
1345                 if (vmas)
1346                         vmas[i] = vma;
1347                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1348         }
1349
1350         return i;
1351
1352 finish_or_fault:
1353         return i ? : -EFAULT;
1354 }
1355 #endif /* !CONFIG_MMU */
1356
1357 #if defined(CONFIG_FS_DAX) || defined (CONFIG_CMA)
1358 static bool check_dax_vmas(struct vm_area_struct **vmas, long nr_pages)
1359 {
1360         long i;
1361         struct vm_area_struct *vma_prev = NULL;
1362
1363         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1364                 struct vm_area_struct *vma = vmas[i];
1365
1366                 if (vma == vma_prev)
1367                         continue;
1368
1369                 vma_prev = vma;
1370
1371                 if (vma_is_fsdax(vma))
1372                         return true;
1373         }
1374         return false;
1375 }
1376
1377 #ifdef CONFIG_CMA
1378 static struct page *new_non_cma_page(struct page *page, unsigned long private)
1379 {
1380         /*
1381          * We want to make sure we allocate the new page from the same node
1382          * as the source page.
1383          */
1384         int nid = page_to_nid(page);
1385         /*
1386          * Trying to allocate a page for migration. Ignore allocation
1387          * failure warnings. We don't force __GFP_THISNODE here because
1388          * this node here is the node where we have CMA reservation and
1389          * in some case these nodes will have really less non movable
1390          * allocation memory.
1391          */
1392         gfp_t gfp_mask = GFP_USER | __GFP_NOWARN;
1393
1394         if (PageHighMem(page))
1395                 gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
1396
1397 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1398         if (PageHuge(page)) {
1399                 struct hstate *h = page_hstate(page);
1400                 /*
1401                  * We don't want to dequeue from the pool because pool pages will
1402                  * mostly be from the CMA region.
1403                  */
1404                 return alloc_migrate_huge_page(h, gfp_mask, nid, NULL);
1405         }
1406 #endif
1407         if (PageTransHuge(page)) {
1408                 struct page *thp;
1409                 /*
1410                  * ignore allocation failure warnings
1411                  */
1412                 gfp_t thp_gfpmask = GFP_TRANSHUGE | __GFP_NOWARN;
1413
1414                 /*
1415                  * Remove the movable mask so that we don't allocate from
1416                  * CMA area again.
1417                  */
1418                 thp_gfpmask &= ~__GFP_MOVABLE;
1419                 thp = __alloc_pages_node(nid, thp_gfpmask, HPAGE_PMD_ORDER);
1420                 if (!thp)
1421                         return NULL;
1422                 prep_transhuge_page(thp);
1423                 return thp;
1424         }
1425
1426         return __alloc_pages_node(nid, gfp_mask, 0);
1427 }
1428
1429 static long check_and_migrate_cma_pages(struct task_struct *tsk,
1430                                         struct mm_struct *mm,
1431                                         unsigned long start,
1432                                         unsigned long nr_pages,
1433                                         struct page **pages,
1434                                         struct vm_area_struct **vmas,
1435                                         unsigned int gup_flags)
1436 {
1437         unsigned long i;
1438         unsigned long step;
1439         bool drain_allow = true;
1440         bool migrate_allow = true;
1441         LIST_HEAD(cma_page_list);
1442
1443 check_again:
1444         for (i = 0; i < nr_pages;) {
1445
1446                 struct page *head = compound_head(pages[i]);
1447
1448                 /*
1449                  * gup may start from a tail page. Advance step by the left
1450                  * part.
1451                  */
1452                 step = compound_nr(head) - (pages[i] - head);
1453                 /*
1454                  * If we get a page from the CMA zone, since we are going to
1455                  * be pinning these entries, we might as well move them out
1456                  * of the CMA zone if possible.
1457                  */
1458                 if (is_migrate_cma_page(head)) {
1459                         if (PageHuge(head))
1460                                 isolate_huge_page(head, &cma_page_list);
1461                         else {
1462                                 if (!PageLRU(head) && drain_allow) {
1463                                         lru_add_drain_all();
1464                                         drain_allow = false;
1465                                 }
1466
1467                                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1468                                         list_add_tail(&head->lru, &cma_page_list);
1469                                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1470                                                             NR_ISOLATED_ANON +
1471                                                             page_is_file_cache(head),
1472                                                             hpage_nr_pages(head));
1473                                 }
1474                         }
1475                 }
1476
1477                 i += step;
1478         }
1479
1480         if (!list_empty(&cma_page_list)) {
1481                 /*
1482                  * drop the above get_user_pages reference.
1483                  */
1484                 for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1485                         put_page(pages[i]);
1486
1487                 if (migrate_pages(&cma_page_list, new_non_cma_page,
1488                                   NULL, 0, MIGRATE_SYNC, MR_CONTIG_RANGE)) {
1489                         /*
1490                          * some of the pages failed migration. Do get_user_pages
1491                          * without migration.
1492                          */
1493                         migrate_allow = false;
1494
1495                         if (!list_empty(&cma_page_list))
1496                                 putback_movable_pages(&cma_page_list);
1497                 }
1498                 /*
1499                  * We did migrate all the pages, Try to get the page references
1500                  * again migrating any new CMA pages which we failed to isolate
1501                  * earlier.
1502                  */
1503                 nr_pages = __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages,
1504                                                    pages, vmas, NULL,
1505                                                    gup_flags);
1506
1507                 if ((nr_pages > 0) && migrate_allow) {
1508                         drain_allow = true;
1509                         goto check_again;
1510                 }
1511         }
1512
1513         return nr_pages;
1514 }
1515 #else
1516 static long check_and_migrate_cma_pages(struct task_struct *tsk,
1517                                         struct mm_struct *mm,
1518                                         unsigned long start,
1519                                         unsigned long nr_pages,
1520                                         struct page **pages,
1521                                         struct vm_area_struct **vmas,
1522                                         unsigned int gup_flags)
1523 {
1524         return nr_pages;
1525 }
1526 #endif /* CONFIG_CMA */
1527
1528 /*
1529  * __gup_longterm_locked() is a wrapper for __get_user_pages_locked which
1530  * allows us to process the FOLL_LONGTERM flag.
1531  */
1532 static long __gup_longterm_locked(struct task_struct *tsk,
1533                                   struct mm_struct *mm,
1534                                   unsigned long start,
1535                                   unsigned long nr_pages,
1536                                   struct page **pages,
1537                                   struct vm_area_struct **vmas,
1538                                   unsigned int gup_flags)
1539 {
1540         struct vm_area_struct **vmas_tmp = vmas;
1541         unsigned long flags = 0;
1542         long rc, i;
1543
1544         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1545                 if (!pages)
1546                         return -EINVAL;
1547
1548                 if (!vmas_tmp) {
1549                         vmas_tmp = kcalloc(nr_pages,
1550                                            sizeof(struct vm_area_struct *),
1551                                            GFP_KERNEL);
1552                         if (!vmas_tmp)
1553                                 return -ENOMEM;
1554                 }
1555                 flags = memalloc_nocma_save();
1556         }
1557
1558         rc = __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages,
1559                                      vmas_tmp, NULL, gup_flags);
1560
1561         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1562                 memalloc_nocma_restore(flags);
1563                 if (rc < 0)
1564                         goto out;
1565
1566                 if (check_dax_vmas(vmas_tmp, rc)) {
1567                         for (i = 0; i < rc; i++)
1568                                 put_page(pages[i]);
1569                         rc = -EOPNOTSUPP;
1570                         goto out;
1571                 }
1572
1573                 rc = check_and_migrate_cma_pages(tsk, mm, start, rc, pages,
1574                                                  vmas_tmp, gup_flags);
1575         }
1576
1577 out:
1578         if (vmas_tmp != vmas)
1579                 kfree(vmas_tmp);
1580         return rc;
1581 }
1582 #else /* !CONFIG_FS_DAX && !CONFIG_CMA */
1583 static __always_inline long __gup_longterm_locked(struct task_struct *tsk,
1584                                                   struct mm_struct *mm,
1585                                                   unsigned long start,
1586                                                   unsigned long nr_pages,
1587                                                   struct page **pages,
1588                                                   struct vm_area_struct **vmas,
1589                                                   unsigned int flags)
1590 {
1591         return __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages, vmas,
1592                                        NULL, flags);
1593 }
1594 #endif /* CONFIG_FS_DAX || CONFIG_CMA */
1595
1596 /*
1597  * This is the same as get_user_pages_remote(), just with a
1598  * less-flexible calling convention where we assume that the task
1599  * and mm being operated on are the current task's and don't allow
1600  * passing of a locked parameter.  We also obviously don't pass
1601  * FOLL_REMOTE in here.
1602  */
1603 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1604                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1605                 struct vm_area_struct **vmas)
1606 {
1607         return __gup_longterm_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
1608                                      pages, vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH);
1609 }
1610 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
1611
1612 /*
1613  * We can leverage the VM_FAULT_RETRY functionality in the page fault
1614  * paths better by using either get_user_pages_locked() or
1615  * get_user_pages_unlocked().
1616  *
1617  * get_user_pages_locked() is suitable to replace the form:
1618  *
1619  *      down_read(&mm->mmap_sem);
1620  *      do_something()
1621  *      get_user_pages(tsk, mm, ..., pages, NULL);
1622  *      up_read(&mm->mmap_sem);
1623  *
1624  *  to:
1625  *
1626  *      int locked = 1;
1627  *      down_read(&mm->mmap_sem);
1628  *      do_something()
1629  *      get_user_pages_locked(tsk, mm, ..., pages, &locked);
1630  *      if (locked)
1631  *          up_read(&mm->mmap_sem);
1632  */
1633 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1634                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1635                            int *locked)
1636 {
1637         /*
1638          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
1639          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
1640          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
1641          * disallow this option for now.
1642          */
1643         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
1644                 return -EINVAL;
1645
1646         return __get_user_pages_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
1647                                        pages, NULL, locked,
1648                                        gup_flags | FOLL_TOUCH);
1649 }
1650 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_locked);
1651
1652 /*
1653  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
1654  *
1655  *      down_read(&mm->mmap_sem);
1656  *      get_user_pages(tsk, mm, ..., pages, NULL);
1657  *      up_read(&mm->mmap_sem);
1658  *
1659  *  with:
1660  *
1661  *      get_user_pages_unlocked(tsk, mm, ..., pages);
1662  *
1663  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
1664  * get_user_pages_fast should be used instead if specific gup_flags
1665  * (e.g. FOLL_FORCE) are not required.
1666  */
1667 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1668                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
1669 {
1670         struct mm_struct *mm = current->mm;
1671         int locked = 1;
1672         long ret;
1673
1674         /*
1675          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
1676          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
1677          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
1678          * disallow this option for now.
1679          */
1680         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
1681                 return -EINVAL;
1682
1683         down_read(&mm->mmap_sem);
1684         ret = __get_user_pages_locked(current, mm, start, nr_pages, pages, NULL,
1685                                       &locked, gup_flags | FOLL_TOUCH);
1686         if (locked)
1687                 up_read(&mm->mmap_sem);
1688         return ret;
1689 }
1690 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
1691
1692 /*
1693  * Fast GUP
1694  *
1695  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
1696  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
1697  * protected from page table pages being freed from under it, and should
1698  * block any THP splits.
1699  *
1700  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
1701  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
1702  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
1703  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
1704  *
1705  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
1706  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
1707  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
1708  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
1709  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
1710  *
1711  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
1712  * are currently made:
1713  *
1714  *  *) Either HAVE_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table() is used to
1715  *  free pages containing page tables or TLB flushing requires IPI broadcast.
1716  *
1717  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
1718  *
1719  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
1720  *
1721  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
1722  *
1723  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
1724  */
1725 #ifdef CONFIG_HAVE_FAST_GUP
1726 #ifdef CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH
1727 /*
1728  * WARNING: only to be used in the get_user_pages_fast() implementation.
1729  *
1730  * With get_user_pages_fast(), we walk down the pagetables without taking any
1731  * locks.  For this we would like to load the pointers atomically, but sometimes
1732  * that is not possible (e.g. without expensive cmpxchg8b on x86_32 PAE).  What
1733  * we do have is the guarantee that a PTE will only either go from not present
1734  * to present, or present to not present or both -- it will not switch to a
1735  * completely different present page without a TLB flush in between; something
1736  * that we are blocking by holding interrupts off.
1737  *
1738  * Setting ptes from not present to present goes:
1739  *
1740  *   ptep->pte_high = h;
1741  *   smp_wmb();
1742  *   ptep->pte_low = l;
1743  *
1744  * And present to not present goes:
1745  *
1746  *   ptep->pte_low = 0;
1747  *   smp_wmb();
1748  *   ptep->pte_high = 0;
1749  *
1750  * We must ensure here that the load of pte_low sees 'l' IFF pte_high sees 'h'.
1751  * We load pte_high *after* loading pte_low, which ensures we don't see an older
1752  * value of pte_high.  *Then* we recheck pte_low, which ensures that we haven't
1753  * picked up a changed pte high. We might have gotten rubbish values from
1754  * pte_low and pte_high, but we are guaranteed that pte_low will not have the
1755  * present bit set *unless* it is 'l'. Because get_user_pages_fast() only
1756  * operates on present ptes we're safe.
1757  */
1758 static inline pte_t gup_get_pte(pte_t *ptep)
1759 {
1760         pte_t pte;
1761
1762         do {
1763                 pte.pte_low = ptep->pte_low;
1764                 smp_rmb();
1765                 pte.pte_high = ptep->pte_high;
1766                 smp_rmb();
1767         } while (unlikely(pte.pte_low != ptep->pte_low));
1768
1769         return pte;
1770 }
1771 #else /* CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH */
1772 /*
1773  * We require that the PTE can be read atomically.
1774  */
1775 static inline pte_t gup_get_pte(pte_t *ptep)
1776 {
1777         return READ_ONCE(*ptep);
1778 }
1779 #endif /* CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH */
1780
1781 static void __maybe_unused undo_dev_pagemap(int *nr, int nr_start,
1782                                             struct page **pages)
1783 {
1784         while ((*nr) - nr_start) {
1785                 struct page *page = pages[--(*nr)];
1786
1787                 ClearPageReferenced(page);
1788                 put_page(page);
1789         }
1790 }
1791
1792 /*
1793  * Return the compund head page with ref appropriately incremented,
1794  * or NULL if that failed.
1795  */
1796 static inline struct page *try_get_compound_head(struct page *page, int refs)
1797 {
1798         struct page *head = compound_head(page);
1799         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(head) < 0))
1800                 return NULL;
1801         if (unlikely(!page_cache_add_speculative(head, refs)))
1802                 return NULL;
1803         return head;
1804 }
1805
1806 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
1807 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
1808                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
1809 {
1810         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
1811         int nr_start = *nr, ret = 0;
1812         pte_t *ptep, *ptem;
1813
1814         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
1815         do {
1816                 pte_t pte = gup_get_pte(ptep);
1817                 struct page *head, *page;
1818
1819                 /*
1820                  * Similar to the PMD case below, NUMA hinting must take slow
1821                  * path using the pte_protnone check.
1822                  */
1823                 if (pte_protnone(pte))
1824                         goto pte_unmap;
1825
1826                 if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
1827                         goto pte_unmap;
1828
1829                 if (pte_devmap(pte)) {
1830                         if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
1831                                 goto pte_unmap;
1832
1833                         pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), pgmap);
1834                         if (unlikely(!pgmap)) {
1835                                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, pages);
1836                                 goto pte_unmap;
1837                         }
1838                 } else if (pte_special(pte))
1839                         goto pte_unmap;
1840
1841                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
1842                 page = pte_page(pte);
1843
1844                 head = try_get_compound_head(page, 1);
1845                 if (!head)
1846                         goto pte_unmap;
1847
1848                 if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
1849                         put_page(head);
1850                         goto pte_unmap;
1851                 }
1852
1853                 VM_BUG_ON_PAGE(compound_head(page) != head, page);
1854
1855                 SetPageReferenced(page);
1856                 pages[*nr] = page;
1857                 (*nr)++;
1858
1859         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1860
1861         ret = 1;
1862
1863 pte_unmap:
1864         if (pgmap)
1865                 put_dev_pagemap(pgmap);
1866         pte_unmap(ptem);
1867         return ret;
1868 }
1869 #else
1870
1871 /*
1872  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
1873  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
1874  * to be special.
1875  *
1876  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
1877  * __get_user_pages_fast implementation that can pin pages. Thus it's still
1878  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
1879  */
1880 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
1881                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
1882 {
1883         return 0;
1884 }
1885 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL */
1886
1887 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
1888 static int __gup_device_huge(unsigned long pfn, unsigned long addr,
1889                 unsigned long end, struct page **pages, int *nr)
1890 {
1891         int nr_start = *nr;
1892         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
1893
1894         do {
1895                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
1896
1897                 pgmap = get_dev_pagemap(pfn, pgmap);
1898                 if (unlikely(!pgmap)) {
1899                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, pages);
1900                         return 0;
1901                 }
1902                 SetPageReferenced(page);
1903                 pages[*nr] = page;
1904                 get_page(page);
1905                 (*nr)++;
1906                 pfn++;
1907         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
1908
1909         if (pgmap)
1910                 put_dev_pagemap(pgmap);
1911         return 1;
1912 }
1913
1914 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
1915                 unsigned long end, struct page **pages, int *nr)
1916 {
1917         unsigned long fault_pfn;
1918         int nr_start = *nr;
1919
1920         fault_pfn = pmd_pfn(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
1921         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, pages, nr))
1922                 return 0;
1923
1924         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
1925                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, pages);
1926                 return 0;
1927         }
1928         return 1;
1929 }
1930
1931 static int __gup_device_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
1932                 unsigned long end, struct page **pages, int *nr)
1933 {
1934         unsigned long fault_pfn;
1935         int nr_start = *nr;
1936
1937         fault_pfn = pud_pfn(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
1938         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, pages, nr))
1939                 return 0;
1940
1941         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
1942                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, pages);
1943                 return 0;
1944         }
1945         return 1;
1946 }
1947 #else
1948 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
1949                 unsigned long end, struct page **pages, int *nr)
1950 {
1951         BUILD_BUG();
1952         return 0;
1953 }
1954
1955 static int __gup_device_huge_pud(pud_t pud, pud_t *pudp, unsigned long addr,
1956                 unsigned long end, struct page **pages, int *nr)
1957 {
1958         BUILD_BUG();
1959         return 0;
1960 }
1961 #endif
1962
1963 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD
1964 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
1965                                       unsigned long sz)
1966 {
1967         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
1968         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
1969 }
1970
1971 static int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
1972                        unsigned long end, int write, struct page **pages, int *nr)
1973 {
1974         unsigned long pte_end;
1975         struct page *head, *page;
1976         pte_t pte;
1977         int refs;
1978
1979         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
1980         if (pte_end < end)
1981                 end = pte_end;
1982
1983         pte = READ_ONCE(*ptep);
1984
1985         if (!pte_access_permitted(pte, write))
1986                 return 0;
1987
1988         /* hugepages are never "special" */
1989         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
1990
1991         refs = 0;
1992         head = pte_page(pte);
1993
1994         page = head + ((addr & (sz-1)) >> PAGE_SHIFT);
1995         do {
1996                 VM_BUG_ON(compound_head(page) != head);
1997                 pages[*nr] = page;
1998                 (*nr)++;
1999                 page++;
2000                 refs++;
2001         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2002
2003         head = try_get_compound_head(head, refs);
2004         if (!head) {
2005                 *nr -= refs;
2006                 return 0;
2007         }
2008
2009         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2010                 /* Could be optimized better */
2011                 *nr -= refs;
2012                 while (refs--)
2013                         put_page(head);
2014                 return 0;
2015         }
2016
2017         SetPageReferenced(head);
2018         return 1;
2019 }
2020
2021 static int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2022                 unsigned int pdshift, unsigned long end, int write,
2023                 struct page **pages, int *nr)
2024 {
2025         pte_t *ptep;
2026         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(hugepd);
2027         unsigned long next;
2028
2029         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
2030         do {
2031                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
2032                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, write, pages, nr))
2033                         return 0;
2034         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
2035
2036         return 1;
2037 }
2038 #else
2039 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2040                 unsigned pdshift, unsigned long end, int write,
2041                 struct page **pages, int *nr)
2042 {
2043         return 0;
2044 }
2045 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD */
2046
2047 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2048                 unsigned long end, unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2049 {
2050         struct page *head, *page;
2051         int refs;
2052
2053         if (!pmd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2054                 return 0;
2055
2056         if (pmd_devmap(orig)) {
2057                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2058                         return 0;
2059                 return __gup_device_huge_pmd(orig, pmdp, addr, end, pages, nr);
2060         }
2061
2062         refs = 0;
2063         page = pmd_page(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2064         do {
2065                 pages[*nr] = page;
2066                 (*nr)++;
2067                 page++;
2068                 refs++;
2069         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2070
2071         head = try_get_compound_head(pmd_page(orig), refs);
2072         if (!head) {
2073                 *nr -= refs;
2074                 return 0;
2075         }
2076
2077         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2078                 *nr -= refs;
2079                 while (refs--)
2080                         put_page(head);
2081                 return 0;
2082         }
2083
2084         SetPageReferenced(head);
2085         return 1;
2086 }
2087
2088 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2089                 unsigned long end, unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2090 {
2091         struct page *head, *page;
2092         int refs;
2093
2094         if (!pud_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2095                 return 0;
2096
2097         if (pud_devmap(orig)) {
2098                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2099                         return 0;
2100                 return __gup_device_huge_pud(orig, pudp, addr, end, pages, nr);
2101         }
2102
2103         refs = 0;
2104         page = pud_page(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2105         do {
2106                 pages[*nr] = page;
2107                 (*nr)++;
2108                 page++;
2109                 refs++;
2110         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2111
2112         head = try_get_compound_head(pud_page(orig), refs);
2113         if (!head) {
2114                 *nr -= refs;
2115                 return 0;
2116         }
2117
2118         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2119                 *nr -= refs;
2120                 while (refs--)
2121                         put_page(head);
2122                 return 0;
2123         }
2124
2125         SetPageReferenced(head);
2126         return 1;
2127 }
2128
2129 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
2130                         unsigned long end, unsigned int flags,
2131                         struct page **pages, int *nr)
2132 {
2133         int refs;
2134         struct page *head, *page;
2135
2136         if (!pgd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2137                 return 0;
2138
2139         BUILD_BUG_ON(pgd_devmap(orig));
2140         refs = 0;
2141         page = pgd_page(orig) + ((addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2142         do {
2143                 pages[*nr] = page;
2144                 (*nr)++;
2145                 page++;
2146                 refs++;
2147         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2148
2149         head = try_get_compound_head(pgd_page(orig), refs);
2150         if (!head) {
2151                 *nr -= refs;
2152                 return 0;
2153         }
2154
2155         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
2156                 *nr -= refs;
2157                 while (refs--)
2158                         put_page(head);
2159                 return 0;
2160         }
2161
2162         SetPageReferenced(head);
2163         return 1;
2164 }
2165
2166 static int gup_pmd_range(pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
2167                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2168 {
2169         unsigned long next;
2170         pmd_t *pmdp;
2171
2172         pmdp = pmd_offset(&pud, addr);
2173         do {
2174                 pmd_t pmd = READ_ONCE(*pmdp);
2175
2176                 next = pmd_addr_end(addr, end);
2177                 if (!pmd_present(pmd))
2178                         return 0;
2179
2180                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) ||
2181                              pmd_devmap(pmd))) {
2182                         /*
2183                          * NUMA hinting faults need to be handled in the GUP
2184                          * slowpath for accounting purposes and so that they
2185                          * can be serialised against THP migration.
2186                          */
2187                         if (pmd_protnone(pmd))
2188                                 return 0;
2189
2190                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, flags,
2191                                 pages, nr))
2192                                 return 0;
2193
2194                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
2195                         /*
2196                          * architecture have different format for hugetlbfs
2197                          * pmd format and THP pmd format
2198                          */
2199                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
2200                                          PMD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2201                                 return 0;
2202                 } else if (!gup_pte_range(pmd, addr, next, flags, pages, nr))
2203                         return 0;
2204         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
2205
2206         return 1;
2207 }
2208
2209 static int gup_pud_range(p4d_t p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
2210                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2211 {
2212         unsigned long next;
2213         pud_t *pudp;
2214
2215         pudp = pud_offset(&p4d, addr);
2216         do {
2217                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
2218
2219                 next = pud_addr_end(addr, end);
2220                 if (pud_none(pud))
2221                         return 0;
2222                 if (unlikely(pud_huge(pud))) {
2223                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, flags,
2224                                           pages, nr))
2225                                 return 0;
2226                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
2227                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
2228                                          PUD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2229                                 return 0;
2230                 } else if (!gup_pmd_range(pud, addr, next, flags, pages, nr))
2231                         return 0;
2232         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
2233
2234         return 1;
2235 }
2236
2237 static int gup_p4d_range(pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
2238                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2239 {
2240         unsigned long next;
2241         p4d_t *p4dp;
2242
2243         p4dp = p4d_offset(&pgd, addr);
2244         do {
2245                 p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
2246
2247                 next = p4d_addr_end(addr, end);
2248                 if (p4d_none(p4d))
2249                         return 0;
2250                 BUILD_BUG_ON(p4d_huge(p4d));
2251                 if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(p4d_val(p4d))))) {
2252                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(p4d_val(p4d)), addr,
2253                                          P4D_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2254                                 return 0;
2255                 } else if (!gup_pud_range(p4d, addr, next, flags, pages, nr))
2256                         return 0;
2257         } while (p4dp++, addr = next, addr != end);
2258
2259         return 1;
2260 }
2261
2262 static void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2263                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2264 {
2265         unsigned long next;
2266         pgd_t *pgdp;
2267
2268         pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
2269         do {
2270                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
2271
2272                 next = pgd_addr_end(addr, end);
2273                 if (pgd_none(pgd))
2274                         return;
2275                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
2276                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, flags,
2277                                           pages, nr))
2278                                 return;
2279                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
2280                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
2281                                          PGDIR_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2282                                 return;
2283                 } else if (!gup_p4d_range(pgd, addr, next, flags, pages, nr))
2284                         return;
2285         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
2286 }
2287 #else
2288 static inline void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2289                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2290 {
2291 }
2292 #endif /* CONFIG_HAVE_FAST_GUP */
2293
2294 #ifndef gup_fast_permitted
2295 /*
2296  * Check if it's allowed to use __get_user_pages_fast() for the range, or
2297  * we need to fall back to the slow version:
2298  */
2299 static bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
2300 {
2301         return true;
2302 }
2303 #endif
2304
2305 /*
2306  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
2307  * the regular GUP.
2308  * Note a difference with get_user_pages_fast: this always returns the
2309  * number of pages pinned, 0 if no pages were pinned.
2310  *
2311  * If the architecture does not support this function, simply return with no
2312  * pages pinned.
2313  */
2314 int __get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages, int write,
2315                           struct page **pages)
2316 {
2317         unsigned long len, end;
2318         unsigned long flags;
2319         int nr = 0;
2320
2321         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
2322         len = (unsigned long) nr_pages << PAGE_SHIFT;
2323         end = start + len;
2324
2325         if (end <= start)
2326                 return 0;
2327         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
2328                 return 0;
2329
2330         /*
2331          * Disable interrupts.  We use the nested form as we can already have
2332          * interrupts disabled by get_futex_key.
2333          *
2334          * With interrupts disabled, we block page table pages from being
2335          * freed from under us. See struct mmu_table_batch comments in
2336          * include/asm-generic/tlb.h for more details.
2337          *
2338          * We do not adopt an rcu_read_lock(.) here as we also want to
2339          * block IPIs that come from THPs splitting.
2340          */
2341
2342         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) &&
2343             gup_fast_permitted(start, end)) {
2344                 local_irq_save(flags);
2345                 gup_pgd_range(start, end, write ? FOLL_WRITE : 0, pages, &nr);
2346                 local_irq_restore(flags);
2347         }
2348
2349         return nr;
2350 }
2351 EXPORT_SYMBOL_GPL(__get_user_pages_fast);
2352
2353 static int __gup_longterm_unlocked(unsigned long start, int nr_pages,
2354                                    unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2355 {
2356         int ret;
2357
2358         /*
2359          * FIXME: FOLL_LONGTERM does not work with
2360          * get_user_pages_unlocked() (see comments in that function)
2361          */
2362         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
2363                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
2364                 ret = __gup_longterm_locked(current, current->mm,
2365                                             start, nr_pages,
2366                                             pages, NULL, gup_flags);
2367                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
2368         } else {
2369                 ret = get_user_pages_unlocked(start, nr_pages,
2370                                               pages, gup_flags);
2371         }
2372
2373         return ret;
2374 }
2375
2376 /**
2377  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
2378  * @start:      starting user address
2379  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2380  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2381  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2382  *              Should be at least nr_pages long.
2383  *
2384  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_sem.
2385  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
2386  * calling get_user_pages().
2387  *
2388  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number
2389  * requested. If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages
2390  * were pinned, returns -errno.
2391  */
2392 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2393                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2394 {
2395         unsigned long addr, len, end;
2396         int nr = 0, ret = 0;
2397
2398         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & ~(FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM)))
2399                 return -EINVAL;
2400
2401         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
2402         addr = start;
2403         len = (unsigned long) nr_pages << PAGE_SHIFT;
2404         end = start + len;
2405
2406         if (end <= start)
2407                 return 0;
2408         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
2409                 return -EFAULT;
2410
2411         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) &&
2412             gup_fast_permitted(start, end)) {
2413                 local_irq_disable();
2414                 gup_pgd_range(addr, end, gup_flags, pages, &nr);
2415                 local_irq_enable();
2416                 ret = nr;
2417         }
2418
2419         if (nr < nr_pages) {
2420                 /* Try to get the remaining pages with get_user_pages */
2421                 start += nr << PAGE_SHIFT;
2422                 pages += nr;
2423
2424                 ret = __gup_longterm_unlocked(start, nr_pages - nr,
2425                                               gup_flags, pages);
2426
2427                 /* Have to be a bit careful with return values */
2428                 if (nr > 0) {
2429                         if (ret < 0)
2430                                 ret = nr;
2431                         else
2432                                 ret += nr;
2433                 }
2434         }
2435
2436         return ret;
2437 }
2438 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast);