Merge tag 'seccomp-v5.9-rc1-fix1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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/tlbflush.h>
23
24 #include "internal.h"
25
26 struct follow_page_context {
27         struct dev_pagemap *pgmap;
28         unsigned int page_mask;
29 };
30
31 static void hpage_pincount_add(struct page *page, int refs)
32 {
33         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
34         VM_BUG_ON_PAGE(page != compound_head(page), page);
35
36         atomic_add(refs, compound_pincount_ptr(page));
37 }
38
39 static void hpage_pincount_sub(struct page *page, int refs)
40 {
41         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
42         VM_BUG_ON_PAGE(page != compound_head(page), page);
43
44         atomic_sub(refs, compound_pincount_ptr(page));
45 }
46
47 /*
48  * Return the compound head page with ref appropriately incremented,
49  * or NULL if that failed.
50  */
51 static inline struct page *try_get_compound_head(struct page *page, int refs)
52 {
53         struct page *head = compound_head(page);
54
55         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(head) < 0))
56                 return NULL;
57         if (unlikely(!page_cache_add_speculative(head, refs)))
58                 return NULL;
59         return head;
60 }
61
62 /*
63  * try_grab_compound_head() - attempt to elevate a page's refcount, by a
64  * flags-dependent amount.
65  *
66  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
67  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the page's refcount.
68  *
69  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) must be set, but not both at the
70  * same time. (That's true throughout the get_user_pages*() and
71  * pin_user_pages*() APIs.) Cases:
72  *
73  *    FOLL_GET: page's refcount will be incremented by 1.
74  *    FOLL_PIN: page's refcount will be incremented by GUP_PIN_COUNTING_BIAS.
75  *
76  * Return: head page (with refcount appropriately incremented) for success, or
77  * NULL upon failure. If neither FOLL_GET nor FOLL_PIN was set, that's
78  * considered failure, and furthermore, a likely bug in the caller, so a warning
79  * is also emitted.
80  */
81 static __maybe_unused struct page *try_grab_compound_head(struct page *page,
82                                                           int refs,
83                                                           unsigned int flags)
84 {
85         if (flags & FOLL_GET)
86                 return try_get_compound_head(page, refs);
87         else if (flags & FOLL_PIN) {
88                 int orig_refs = refs;
89
90                 /*
91                  * Can't do FOLL_LONGTERM + FOLL_PIN with CMA in the gup fast
92                  * path, so fail and let the caller fall back to the slow path.
93                  */
94                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM) &&
95                                 is_migrate_cma_page(page))
96                         return NULL;
97
98                 /*
99                  * When pinning a compound page of order > 1 (which is what
100                  * hpage_pincount_available() checks for), use an exact count to
101                  * track it, via hpage_pincount_add/_sub().
102                  *
103                  * However, be sure to *also* increment the normal page refcount
104                  * field at least once, so that the page really is pinned.
105                  */
106                 if (!hpage_pincount_available(page))
107                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
108
109                 page = try_get_compound_head(page, refs);
110                 if (!page)
111                         return NULL;
112
113                 if (hpage_pincount_available(page))
114                         hpage_pincount_add(page, refs);
115
116                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_ACQUIRED,
117                                     orig_refs);
118
119                 return page;
120         }
121
122         WARN_ON_ONCE(1);
123         return NULL;
124 }
125
126 /**
127  * try_grab_page() - elevate a page's refcount by a flag-dependent amount
128  *
129  * This might not do anything at all, depending on the flags argument.
130  *
131  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
132  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the page's refcount.
133  *
134  * @page:    pointer to page to be grabbed
135  * @flags:   gup flags: these are the FOLL_* flag values.
136  *
137  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) may be set, but not both at the same
138  * time. Cases:
139  *
140  *    FOLL_GET: page's refcount will be incremented by 1.
141  *    FOLL_PIN: page's refcount will be incremented by GUP_PIN_COUNTING_BIAS.
142  *
143  * Return: true for success, or if no action was required (if neither FOLL_PIN
144  * nor FOLL_GET was set, nothing is done). False for failure: FOLL_GET or
145  * FOLL_PIN was set, but the page could not be grabbed.
146  */
147 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags)
148 {
149         WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)) == (FOLL_GET | FOLL_PIN));
150
151         if (flags & FOLL_GET)
152                 return try_get_page(page);
153         else if (flags & FOLL_PIN) {
154                 int refs = 1;
155
156                 page = compound_head(page);
157
158                 if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
159                         return false;
160
161                 if (hpage_pincount_available(page))
162                         hpage_pincount_add(page, 1);
163                 else
164                         refs = GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
165
166                 /*
167                  * Similar to try_grab_compound_head(): even if using the
168                  * hpage_pincount_add/_sub() routines, be sure to
169                  * *also* increment the normal page refcount field at least
170                  * once, so that the page really is pinned.
171                  */
172                 page_ref_add(page, refs);
173
174                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, 1);
175         }
176
177         return true;
178 }
179
180 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
181 static bool __unpin_devmap_managed_user_page(struct page *page)
182 {
183         int count, refs = 1;
184
185         if (!page_is_devmap_managed(page))
186                 return false;
187
188         if (hpage_pincount_available(page))
189                 hpage_pincount_sub(page, 1);
190         else
191                 refs = GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
192
193         count = page_ref_sub_return(page, refs);
194
195         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_RELEASED, 1);
196         /*
197          * devmap page refcounts are 1-based, rather than 0-based: if
198          * refcount is 1, then the page is free and the refcount is
199          * stable because nobody holds a reference on the page.
200          */
201         if (count == 1)
202                 free_devmap_managed_page(page);
203         else if (!count)
204                 __put_page(page);
205
206         return true;
207 }
208 #else
209 static bool __unpin_devmap_managed_user_page(struct page *page)
210 {
211         return false;
212 }
213 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
214
215 /**
216  * unpin_user_page() - release a dma-pinned page
217  * @page:            pointer to page to be released
218  *
219  * Pages that were pinned via pin_user_pages*() must be released via either
220  * unpin_user_page(), or one of the unpin_user_pages*() routines. This is so
221  * that such pages can be separately tracked and uniquely handled. In
222  * particular, interactions with RDMA and filesystems need special handling.
223  */
224 void unpin_user_page(struct page *page)
225 {
226         int refs = 1;
227
228         page = compound_head(page);
229
230         /*
231          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
232          * GUP_PIN_COUNTING_BIAS to 1, when refcount reach one it means the
233          * page is free and we need to inform the device driver through
234          * callback. See include/linux/memremap.h and HMM for details.
235          */
236         if (__unpin_devmap_managed_user_page(page))
237                 return;
238
239         if (hpage_pincount_available(page))
240                 hpage_pincount_sub(page, 1);
241         else
242                 refs = GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
243
244         if (page_ref_sub_and_test(page, refs))
245                 __put_page(page);
246
247         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_RELEASED, 1);
248 }
249 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page);
250
251 /**
252  * unpin_user_pages_dirty_lock() - release and optionally dirty gup-pinned pages
253  * @pages:  array of pages to be maybe marked dirty, and definitely released.
254  * @npages: number of pages in the @pages array.
255  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
256  *
257  * "gup-pinned page" refers to a page that has had one of the get_user_pages()
258  * variants called on that page.
259  *
260  * For each page in the @pages array, make that page (or its head page, if a
261  * compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the page was previously
262  * listed as clean. In any case, releases all pages using unpin_user_page(),
263  * possibly via unpin_user_pages(), for the non-dirty case.
264  *
265  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
266  *
267  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
268  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
269  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
270  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
271  *
272  */
273 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
274                                  bool make_dirty)
275 {
276         unsigned long index;
277
278         /*
279          * TODO: this can be optimized for huge pages: if a series of pages is
280          * physically contiguous and part of the same compound page, then a
281          * single operation to the head page should suffice.
282          */
283
284         if (!make_dirty) {
285                 unpin_user_pages(pages, npages);
286                 return;
287         }
288
289         for (index = 0; index < npages; index++) {
290                 struct page *page = compound_head(pages[index]);
291                 /*
292                  * Checking PageDirty at this point may race with
293                  * clear_page_dirty_for_io(), but that's OK. Two key
294                  * cases:
295                  *
296                  * 1) This code sees the page as already dirty, so it
297                  * skips the call to set_page_dirty(). That could happen
298                  * because clear_page_dirty_for_io() called
299                  * page_mkclean(), followed by set_page_dirty().
300                  * However, now the page is going to get written back,
301                  * which meets the original intention of setting it
302                  * dirty, so all is well: clear_page_dirty_for_io() goes
303                  * on to call TestClearPageDirty(), and write the page
304                  * back.
305                  *
306                  * 2) This code sees the page as clean, so it calls
307                  * set_page_dirty(). The page stays dirty, despite being
308                  * written back, so it gets written back again in the
309                  * next writeback cycle. This is harmless.
310                  */
311                 if (!PageDirty(page))
312                         set_page_dirty_lock(page);
313                 unpin_user_page(page);
314         }
315 }
316 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages_dirty_lock);
317
318 /**
319  * unpin_user_pages() - release an array of gup-pinned pages.
320  * @pages:  array of pages to be marked dirty and released.
321  * @npages: number of pages in the @pages array.
322  *
323  * For each page in the @pages array, release the page using unpin_user_page().
324  *
325  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
326  */
327 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages)
328 {
329         unsigned long index;
330
331         /*
332          * TODO: this can be optimized for huge pages: if a series of pages is
333          * physically contiguous and part of the same compound page, then a
334          * single operation to the head page should suffice.
335          */
336         for (index = 0; index < npages; index++)
337                 unpin_user_page(pages[index]);
338 }
339 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages);
340
341 #ifdef CONFIG_MMU
342 static struct page *no_page_table(struct vm_area_struct *vma,
343                 unsigned int flags)
344 {
345         /*
346          * When core dumping an enormous anonymous area that nobody
347          * has touched so far, we don't want to allocate unnecessary pages or
348          * page tables.  Return error instead of NULL to skip handle_mm_fault,
349          * then get_dump_page() will return NULL to leave a hole in the dump.
350          * But we can only make this optimization where a hole would surely
351          * be zero-filled if handle_mm_fault() actually did handle it.
352          */
353         if ((flags & FOLL_DUMP) &&
354                         (vma_is_anonymous(vma) || !vma->vm_ops->fault))
355                 return ERR_PTR(-EFAULT);
356         return NULL;
357 }
358
359 static int follow_pfn_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
360                 pte_t *pte, unsigned int flags)
361 {
362         /* No page to get reference */
363         if (flags & FOLL_GET)
364                 return -EFAULT;
365
366         if (flags & FOLL_TOUCH) {
367                 pte_t entry = *pte;
368
369                 if (flags & FOLL_WRITE)
370                         entry = pte_mkdirty(entry);
371                 entry = pte_mkyoung(entry);
372
373                 if (!pte_same(*pte, entry)) {
374                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
375                         update_mmu_cache(vma, address, pte);
376                 }
377         }
378
379         /* Proper page table entry exists, but no corresponding struct page */
380         return -EEXIST;
381 }
382
383 /*
384  * FOLL_FORCE or a forced COW break can write even to unwritable pte's,
385  * but only after we've gone through a COW cycle and they are dirty.
386  */
387 static inline bool can_follow_write_pte(pte_t pte, unsigned int flags)
388 {
389         return pte_write(pte) || ((flags & FOLL_COW) && pte_dirty(pte));
390 }
391
392 /*
393  * A (separate) COW fault might break the page the other way and
394  * get_user_pages() would return the page from what is now the wrong
395  * VM. So we need to force a COW break at GUP time even for reads.
396  */
397 static inline bool should_force_cow_break(struct vm_area_struct *vma, unsigned int flags)
398 {
399         return is_cow_mapping(vma->vm_flags) && (flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN));
400 }
401
402 static struct page *follow_page_pte(struct vm_area_struct *vma,
403                 unsigned long address, pmd_t *pmd, unsigned int flags,
404                 struct dev_pagemap **pgmap)
405 {
406         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
407         struct page *page;
408         spinlock_t *ptl;
409         pte_t *ptep, pte;
410         int ret;
411
412         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
413         if (WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_PIN | FOLL_GET)) ==
414                          (FOLL_PIN | FOLL_GET)))
415                 return ERR_PTR(-EINVAL);
416 retry:
417         if (unlikely(pmd_bad(*pmd)))
418                 return no_page_table(vma, flags);
419
420         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
421         pte = *ptep;
422         if (!pte_present(pte)) {
423                 swp_entry_t entry;
424                 /*
425                  * KSM's break_ksm() relies upon recognizing a ksm page
426                  * even while it is being migrated, so for that case we
427                  * need migration_entry_wait().
428                  */
429                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
430                         goto no_page;
431                 if (pte_none(pte))
432                         goto no_page;
433                 entry = pte_to_swp_entry(pte);
434                 if (!is_migration_entry(entry))
435                         goto no_page;
436                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
437                 migration_entry_wait(mm, pmd, address);
438                 goto retry;
439         }
440         if ((flags & FOLL_NUMA) && pte_protnone(pte))
441                 goto no_page;
442         if ((flags & FOLL_WRITE) && !can_follow_write_pte(pte, flags)) {
443                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
444                 return NULL;
445         }
446
447         page = vm_normal_page(vma, address, pte);
448         if (!page && pte_devmap(pte) && (flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN))) {
449                 /*
450                  * Only return device mapping pages in the FOLL_GET or FOLL_PIN
451                  * case since they are only valid while holding the pgmap
452                  * reference.
453                  */
454                 *pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), *pgmap);
455                 if (*pgmap)
456                         page = pte_page(pte);
457                 else
458                         goto no_page;
459         } else if (unlikely(!page)) {
460                 if (flags & FOLL_DUMP) {
461                         /* Avoid special (like zero) pages in core dumps */
462                         page = ERR_PTR(-EFAULT);
463                         goto out;
464                 }
465
466                 if (is_zero_pfn(pte_pfn(pte))) {
467                         page = pte_page(pte);
468                 } else {
469                         ret = follow_pfn_pte(vma, address, ptep, flags);
470                         page = ERR_PTR(ret);
471                         goto out;
472                 }
473         }
474
475         if (flags & FOLL_SPLIT && PageTransCompound(page)) {
476                 get_page(page);
477                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
478                 lock_page(page);
479                 ret = split_huge_page(page);
480                 unlock_page(page);
481                 put_page(page);
482                 if (ret)
483                         return ERR_PTR(ret);
484                 goto retry;
485         }
486
487         /* try_grab_page() does nothing unless FOLL_GET or FOLL_PIN is set. */
488         if (unlikely(!try_grab_page(page, flags))) {
489                 page = ERR_PTR(-ENOMEM);
490                 goto out;
491         }
492         /*
493          * We need to make the page accessible if and only if we are going
494          * to access its content (the FOLL_PIN case).  Please see
495          * Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
496          */
497         if (flags & FOLL_PIN) {
498                 ret = arch_make_page_accessible(page);
499                 if (ret) {
500                         unpin_user_page(page);
501                         page = ERR_PTR(ret);
502                         goto out;
503                 }
504         }
505         if (flags & FOLL_TOUCH) {
506                 if ((flags & FOLL_WRITE) &&
507                     !pte_dirty(pte) && !PageDirty(page))
508                         set_page_dirty(page);
509                 /*
510                  * pte_mkyoung() would be more correct here, but atomic care
511                  * is needed to avoid losing the dirty bit: it is easier to use
512                  * mark_page_accessed().
513                  */
514                 mark_page_accessed(page);
515         }
516         if ((flags & FOLL_MLOCK) && (vma->vm_flags & VM_LOCKED)) {
517                 /* Do not mlock pte-mapped THP */
518                 if (PageTransCompound(page))
519                         goto out;
520
521                 /*
522                  * The preliminary mapping check is mainly to avoid the
523                  * pointless overhead of lock_page on the ZERO_PAGE
524                  * which might bounce very badly if there is contention.
525                  *
526                  * If the page is already locked, we don't need to
527                  * handle it now - vmscan will handle it later if and
528                  * when it attempts to reclaim the page.
529                  */
530                 if (page->mapping && trylock_page(page)) {
531                         lru_add_drain();  /* push cached pages to LRU */
532                         /*
533                          * Because we lock page here, and migration is
534                          * blocked by the pte's page reference, and we
535                          * know the page is still mapped, we don't even
536                          * need to check for file-cache page truncation.
537                          */
538                         mlock_vma_page(page);
539                         unlock_page(page);
540                 }
541         }
542 out:
543         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
544         return page;
545 no_page:
546         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
547         if (!pte_none(pte))
548                 return NULL;
549         return no_page_table(vma, flags);
550 }
551
552 static struct page *follow_pmd_mask(struct vm_area_struct *vma,
553                                     unsigned long address, pud_t *pudp,
554                                     unsigned int flags,
555                                     struct follow_page_context *ctx)
556 {
557         pmd_t *pmd, pmdval;
558         spinlock_t *ptl;
559         struct page *page;
560         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
561
562         pmd = pmd_offset(pudp, address);
563         /*
564          * The READ_ONCE() will stabilize the pmdval in a register or
565          * on the stack so that it will stop changing under the code.
566          */
567         pmdval = READ_ONCE(*pmd);
568         if (pmd_none(pmdval))
569                 return no_page_table(vma, flags);
570         if (pmd_huge(pmdval) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
571                 page = follow_huge_pmd(mm, address, pmd, flags);
572                 if (page)
573                         return page;
574                 return no_page_table(vma, flags);
575         }
576         if (is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmdval)))) {
577                 page = follow_huge_pd(vma, address,
578                                       __hugepd(pmd_val(pmdval)), flags,
579                                       PMD_SHIFT);
580                 if (page)
581                         return page;
582                 return no_page_table(vma, flags);
583         }
584 retry:
585         if (!pmd_present(pmdval)) {
586                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
587                         return no_page_table(vma, flags);
588                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
589                                   !is_pmd_migration_entry(pmdval));
590                 if (is_pmd_migration_entry(pmdval))
591                         pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
592                 pmdval = READ_ONCE(*pmd);
593                 /*
594                  * MADV_DONTNEED may convert the pmd to null because
595                  * mmap_lock is held in read mode
596                  */
597                 if (pmd_none(pmdval))
598                         return no_page_table(vma, flags);
599                 goto retry;
600         }
601         if (pmd_devmap(pmdval)) {
602                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
603                 page = follow_devmap_pmd(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
604                 spin_unlock(ptl);
605                 if (page)
606                         return page;
607         }
608         if (likely(!pmd_trans_huge(pmdval)))
609                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
610
611         if ((flags & FOLL_NUMA) && pmd_protnone(pmdval))
612                 return no_page_table(vma, flags);
613
614 retry_locked:
615         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
616         if (unlikely(pmd_none(*pmd))) {
617                 spin_unlock(ptl);
618                 return no_page_table(vma, flags);
619         }
620         if (unlikely(!pmd_present(*pmd))) {
621                 spin_unlock(ptl);
622                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
623                         return no_page_table(vma, flags);
624                 pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
625                 goto retry_locked;
626         }
627         if (unlikely(!pmd_trans_huge(*pmd))) {
628                 spin_unlock(ptl);
629                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
630         }
631         if (flags & (FOLL_SPLIT | FOLL_SPLIT_PMD)) {
632                 int ret;
633                 page = pmd_page(*pmd);
634                 if (is_huge_zero_page(page)) {
635                         spin_unlock(ptl);
636                         ret = 0;
637                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
638                         if (pmd_trans_unstable(pmd))
639                                 ret = -EBUSY;
640                 } else if (flags & FOLL_SPLIT) {
641                         if (unlikely(!try_get_page(page))) {
642                                 spin_unlock(ptl);
643                                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
644                         }
645                         spin_unlock(ptl);
646                         lock_page(page);
647                         ret = split_huge_page(page);
648                         unlock_page(page);
649                         put_page(page);
650                         if (pmd_none(*pmd))
651                                 return no_page_table(vma, flags);
652                 } else {  /* flags & FOLL_SPLIT_PMD */
653                         spin_unlock(ptl);
654                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
655                         ret = pte_alloc(mm, pmd) ? -ENOMEM : 0;
656                 }
657
658                 return ret ? ERR_PTR(ret) :
659                         follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
660         }
661         page = follow_trans_huge_pmd(vma, address, pmd, flags);
662         spin_unlock(ptl);
663         ctx->page_mask = HPAGE_PMD_NR - 1;
664         return page;
665 }
666
667 static struct page *follow_pud_mask(struct vm_area_struct *vma,
668                                     unsigned long address, p4d_t *p4dp,
669                                     unsigned int flags,
670                                     struct follow_page_context *ctx)
671 {
672         pud_t *pud;
673         spinlock_t *ptl;
674         struct page *page;
675         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
676
677         pud = pud_offset(p4dp, address);
678         if (pud_none(*pud))
679                 return no_page_table(vma, flags);
680         if (pud_huge(*pud) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
681                 page = follow_huge_pud(mm, address, pud, flags);
682                 if (page)
683                         return page;
684                 return no_page_table(vma, flags);
685         }
686         if (is_hugepd(__hugepd(pud_val(*pud)))) {
687                 page = follow_huge_pd(vma, address,
688                                       __hugepd(pud_val(*pud)), flags,
689                                       PUD_SHIFT);
690                 if (page)
691                         return page;
692                 return no_page_table(vma, flags);
693         }
694         if (pud_devmap(*pud)) {
695                 ptl = pud_lock(mm, pud);
696                 page = follow_devmap_pud(vma, address, pud, flags, &ctx->pgmap);
697                 spin_unlock(ptl);
698                 if (page)
699                         return page;
700         }
701         if (unlikely(pud_bad(*pud)))
702                 return no_page_table(vma, flags);
703
704         return follow_pmd_mask(vma, address, pud, flags, ctx);
705 }
706
707 static struct page *follow_p4d_mask(struct vm_area_struct *vma,
708                                     unsigned long address, pgd_t *pgdp,
709                                     unsigned int flags,
710                                     struct follow_page_context *ctx)
711 {
712         p4d_t *p4d;
713         struct page *page;
714
715         p4d = p4d_offset(pgdp, address);
716         if (p4d_none(*p4d))
717                 return no_page_table(vma, flags);
718         BUILD_BUG_ON(p4d_huge(*p4d));
719         if (unlikely(p4d_bad(*p4d)))
720                 return no_page_table(vma, flags);
721
722         if (is_hugepd(__hugepd(p4d_val(*p4d)))) {
723                 page = follow_huge_pd(vma, address,
724                                       __hugepd(p4d_val(*p4d)), flags,
725                                       P4D_SHIFT);
726                 if (page)
727                         return page;
728                 return no_page_table(vma, flags);
729         }
730         return follow_pud_mask(vma, address, p4d, flags, ctx);
731 }
732
733 /**
734  * follow_page_mask - look up a page descriptor from a user-virtual address
735  * @vma: vm_area_struct mapping @address
736  * @address: virtual address to look up
737  * @flags: flags modifying lookup behaviour
738  * @ctx: contains dev_pagemap for %ZONE_DEVICE memory pinning and a
739  *       pointer to output page_mask
740  *
741  * @flags can have FOLL_ flags set, defined in <linux/mm.h>
742  *
743  * When getting pages from ZONE_DEVICE memory, the @ctx->pgmap caches
744  * the device's dev_pagemap metadata to avoid repeating expensive lookups.
745  *
746  * On output, the @ctx->page_mask is set according to the size of the page.
747  *
748  * Return: the mapped (struct page *), %NULL if no mapping exists, or
749  * an error pointer if there is a mapping to something not represented
750  * by a page descriptor (see also vm_normal_page()).
751  */
752 static struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
753                               unsigned long address, unsigned int flags,
754                               struct follow_page_context *ctx)
755 {
756         pgd_t *pgd;
757         struct page *page;
758         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
759
760         ctx->page_mask = 0;
761
762         /* make this handle hugepd */
763         page = follow_huge_addr(mm, address, flags & FOLL_WRITE);
764         if (!IS_ERR(page)) {
765                 WARN_ON_ONCE(flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN));
766                 return page;
767         }
768
769         pgd = pgd_offset(mm, address);
770
771         if (pgd_none(*pgd) || unlikely(pgd_bad(*pgd)))
772                 return no_page_table(vma, flags);
773
774         if (pgd_huge(*pgd)) {
775                 page = follow_huge_pgd(mm, address, pgd, flags);
776                 if (page)
777                         return page;
778                 return no_page_table(vma, flags);
779         }
780         if (is_hugepd(__hugepd(pgd_val(*pgd)))) {
781                 page = follow_huge_pd(vma, address,
782                                       __hugepd(pgd_val(*pgd)), flags,
783                                       PGDIR_SHIFT);
784                 if (page)
785                         return page;
786                 return no_page_table(vma, flags);
787         }
788
789         return follow_p4d_mask(vma, address, pgd, flags, ctx);
790 }
791
792 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
793                          unsigned int foll_flags)
794 {
795         struct follow_page_context ctx = { NULL };
796         struct page *page;
797
798         page = follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &ctx);
799         if (ctx.pgmap)
800                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
801         return page;
802 }
803
804 static int get_gate_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
805                 unsigned int gup_flags, struct vm_area_struct **vma,
806                 struct page **page)
807 {
808         pgd_t *pgd;
809         p4d_t *p4d;
810         pud_t *pud;
811         pmd_t *pmd;
812         pte_t *pte;
813         int ret = -EFAULT;
814
815         /* user gate pages are read-only */
816         if (gup_flags & FOLL_WRITE)
817                 return -EFAULT;
818         if (address > TASK_SIZE)
819                 pgd = pgd_offset_k(address);
820         else
821                 pgd = pgd_offset_gate(mm, address);
822         if (pgd_none(*pgd))
823                 return -EFAULT;
824         p4d = p4d_offset(pgd, address);
825         if (p4d_none(*p4d))
826                 return -EFAULT;
827         pud = pud_offset(p4d, address);
828         if (pud_none(*pud))
829                 return -EFAULT;
830         pmd = pmd_offset(pud, address);
831         if (!pmd_present(*pmd))
832                 return -EFAULT;
833         VM_BUG_ON(pmd_trans_huge(*pmd));
834         pte = pte_offset_map(pmd, address);
835         if (pte_none(*pte))
836                 goto unmap;
837         *vma = get_gate_vma(mm);
838         if (!page)
839                 goto out;
840         *page = vm_normal_page(*vma, address, *pte);
841         if (!*page) {
842                 if ((gup_flags & FOLL_DUMP) || !is_zero_pfn(pte_pfn(*pte)))
843                         goto unmap;
844                 *page = pte_page(*pte);
845         }
846         if (unlikely(!try_get_page(*page))) {
847                 ret = -ENOMEM;
848                 goto unmap;
849         }
850 out:
851         ret = 0;
852 unmap:
853         pte_unmap(pte);
854         return ret;
855 }
856
857 /*
858  * mmap_lock must be held on entry.  If @locked != NULL and *@flags
859  * does not include FOLL_NOWAIT, the mmap_lock may be released.  If it
860  * is, *@locked will be set to 0 and -EBUSY returned.
861  */
862 static int faultin_page(struct task_struct *tsk, struct vm_area_struct *vma,
863                 unsigned long address, unsigned int *flags, int *locked)
864 {
865         unsigned int fault_flags = 0;
866         vm_fault_t ret;
867
868         /* mlock all present pages, but do not fault in new pages */
869         if ((*flags & (FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK)) == FOLL_MLOCK)
870                 return -ENOENT;
871         if (*flags & FOLL_WRITE)
872                 fault_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
873         if (*flags & FOLL_REMOTE)
874                 fault_flags |= FAULT_FLAG_REMOTE;
875         if (locked)
876                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
877         if (*flags & FOLL_NOWAIT)
878                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
879         if (*flags & FOLL_TRIED) {
880                 /*
881                  * Note: FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_TRIED
882                  * can co-exist
883                  */
884                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
885         }
886
887         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags);
888         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
889                 int err = vm_fault_to_errno(ret, *flags);
890
891                 if (err)
892                         return err;
893                 BUG();
894         }
895
896         if (tsk) {
897                 if (ret & VM_FAULT_MAJOR)
898                         tsk->maj_flt++;
899                 else
900                         tsk->min_flt++;
901         }
902
903         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
904                 if (locked && !(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT))
905                         *locked = 0;
906                 return -EBUSY;
907         }
908
909         /*
910          * The VM_FAULT_WRITE bit tells us that do_wp_page has broken COW when
911          * necessary, even if maybe_mkwrite decided not to set pte_write. We
912          * can thus safely do subsequent page lookups as if they were reads.
913          * But only do so when looping for pte_write is futile: in some cases
914          * userspace may also be wanting to write to the gotten user page,
915          * which a read fault here might prevent (a readonly page might get
916          * reCOWed by userspace write).
917          */
918         if ((ret & VM_FAULT_WRITE) && !(vma->vm_flags & VM_WRITE))
919                 *flags |= FOLL_COW;
920         return 0;
921 }
922
923 static int check_vma_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long gup_flags)
924 {
925         vm_flags_t vm_flags = vma->vm_flags;
926         int write = (gup_flags & FOLL_WRITE);
927         int foreign = (gup_flags & FOLL_REMOTE);
928
929         if (vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
930                 return -EFAULT;
931
932         if (gup_flags & FOLL_ANON && !vma_is_anonymous(vma))
933                 return -EFAULT;
934
935         if (write) {
936                 if (!(vm_flags & VM_WRITE)) {
937                         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
938                                 return -EFAULT;
939                         /*
940                          * We used to let the write,force case do COW in a
941                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
942                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
943                          * executable, without corrupting the file (yet only
944                          * when that file had been opened for writing!).
945                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
946                          * just reject it.
947                          */
948                         if (!is_cow_mapping(vm_flags))
949                                 return -EFAULT;
950                 }
951         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
952                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
953                         return -EFAULT;
954                 /*
955                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
956                  * have VM_MAYREAD set?
957                  */
958                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
959                         return -EFAULT;
960         }
961         /*
962          * gups are always data accesses, not instruction
963          * fetches, so execute=false here
964          */
965         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
966                 return -EFAULT;
967         return 0;
968 }
969
970 /**
971  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
972  * @tsk:        task_struct of target task
973  * @mm:         mm_struct of target mm
974  * @start:      starting user address
975  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
976  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
977  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
978  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
979  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
980  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
981  *              Or NULL if the caller does not require them.
982  * @locked:     whether we're still with the mmap_lock held
983  *
984  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
985  * number requested), or an error. Details about the return value:
986  *
987  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
988  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
989  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
990  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
991  * -- 0 return value is possible when the fault would need to be retried.
992  *
993  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
994  *
995  * @vmas are valid only as long as mmap_lock is held.
996  *
997  * Must be called with mmap_lock held.  It may be released.  See below.
998  *
999  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
1000  * each struct page that each user address corresponds to at a given
1001  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1002  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1003  *
1004  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1005  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
1006  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1007  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
1008  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1009  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1010  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1011  * locks can't be held over the syscall boundary.
1012  *
1013  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
1014  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
1015  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
1016  * before put_page is called.
1017  *
1018  * If @locked != NULL, *@locked will be set to 0 when mmap_lock is
1019  * released by an up_read().  That can happen if @gup_flags does not
1020  * have FOLL_NOWAIT.
1021  *
1022  * A caller using such a combination of @locked and @gup_flags
1023  * must therefore hold the mmap_lock for reading only, and recognize
1024  * when it's been released.  Otherwise, it must be held for either
1025  * reading or writing and will not be released.
1026  *
1027  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
1028  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
1029  * you need some special @gup_flags.
1030  */
1031 static long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1032                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1033                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1034                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1035 {
1036         long ret = 0, i = 0;
1037         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1038         struct follow_page_context ctx = { NULL };
1039
1040         if (!nr_pages)
1041                 return 0;
1042
1043         start = untagged_addr(start);
1044
1045         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)));
1046
1047         /*
1048          * If FOLL_FORCE is set then do not force a full fault as the hinting
1049          * fault information is unrelated to the reference behaviour of a task
1050          * using the address space
1051          */
1052         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1053                 gup_flags |= FOLL_NUMA;
1054
1055         do {
1056                 struct page *page;
1057                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
1058                 unsigned int page_increm;
1059
1060                 /* first iteration or cross vma bound */
1061                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
1062                         vma = find_extend_vma(mm, start);
1063                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
1064                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
1065                                                 gup_flags, &vma,
1066                                                 pages ? &pages[i] : NULL);
1067                                 if (ret)
1068                                         goto out;
1069                                 ctx.page_mask = 0;
1070                                 goto next_page;
1071                         }
1072
1073                         if (!vma || check_vma_flags(vma, gup_flags)) {
1074                                 ret = -EFAULT;
1075                                 goto out;
1076                         }
1077                         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
1078                                 if (should_force_cow_break(vma, foll_flags))
1079                                         foll_flags |= FOLL_WRITE;
1080                                 i = follow_hugetlb_page(mm, vma, pages, vmas,
1081                                                 &start, &nr_pages, i,
1082                                                 foll_flags, locked);
1083                                 if (locked && *locked == 0) {
1084                                         /*
1085                                          * We've got a VM_FAULT_RETRY
1086                                          * and we've lost mmap_lock.
1087                                          * We must stop here.
1088                                          */
1089                                         BUG_ON(gup_flags & FOLL_NOWAIT);
1090                                         BUG_ON(ret != 0);
1091                                         goto out;
1092                                 }
1093                                 continue;
1094                         }
1095                 }
1096
1097                 if (should_force_cow_break(vma, foll_flags))
1098                         foll_flags |= FOLL_WRITE;
1099
1100 retry:
1101                 /*
1102                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
1103                  * potentially allocating memory.
1104                  */
1105                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1106                         ret = -EINTR;
1107                         goto out;
1108                 }
1109                 cond_resched();
1110
1111                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &ctx);
1112                 if (!page) {
1113                         ret = faultin_page(tsk, vma, start, &foll_flags,
1114                                            locked);
1115                         switch (ret) {
1116                         case 0:
1117                                 goto retry;
1118                         case -EBUSY:
1119                                 ret = 0;
1120                                 fallthrough;
1121                         case -EFAULT:
1122                         case -ENOMEM:
1123                         case -EHWPOISON:
1124                                 goto out;
1125                         case -ENOENT:
1126                                 goto next_page;
1127                         }
1128                         BUG();
1129                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
1130                         /*
1131                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
1132                          * struct page.
1133                          */
1134                         goto next_page;
1135                 } else if (IS_ERR(page)) {
1136                         ret = PTR_ERR(page);
1137                         goto out;
1138                 }
1139                 if (pages) {
1140                         pages[i] = page;
1141                         flush_anon_page(vma, page, start);
1142                         flush_dcache_page(page);
1143                         ctx.page_mask = 0;
1144                 }
1145 next_page:
1146                 if (vmas) {
1147                         vmas[i] = vma;
1148                         ctx.page_mask = 0;
1149                 }
1150                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & ctx.page_mask);
1151                 if (page_increm > nr_pages)
1152                         page_increm = nr_pages;
1153                 i += page_increm;
1154                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
1155                 nr_pages -= page_increm;
1156         } while (nr_pages);
1157 out:
1158         if (ctx.pgmap)
1159                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
1160         return i ? i : ret;
1161 }
1162
1163 static bool vma_permits_fault(struct vm_area_struct *vma,
1164                               unsigned int fault_flags)
1165 {
1166         bool write   = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
1167         bool foreign = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_REMOTE);
1168         vm_flags_t vm_flags = write ? VM_WRITE : VM_READ;
1169
1170         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
1171                 return false;
1172
1173         /*
1174          * The architecture might have a hardware protection
1175          * mechanism other than read/write that can deny access.
1176          *
1177          * gup always represents data access, not instruction
1178          * fetches, so execute=false here:
1179          */
1180         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1181                 return false;
1182
1183         return true;
1184 }
1185
1186 /**
1187  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
1188  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
1189  *              NULL if faults are not to be recorded.
1190  * @mm:         mm_struct of target mm
1191  * @address:    user address
1192  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
1193  * @unlocked:   did we unlock the mmap_lock while retrying, maybe NULL if caller
1194  *              does not allow retry. If NULL, the caller must guarantee
1195  *              that fault_flags does not contain FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
1196  *
1197  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
1198  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
1199  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
1200  * trying again.
1201  *
1202  * Typically this is meant to be used by the futex code.
1203  *
1204  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
1205  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
1206  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
1207  * get_user_pages() only guarantees to update these in the struct page.
1208  *
1209  * This is important for some architectures where those bits also gate the
1210  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
1211  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
1212  * succeed.
1213  *
1214  * This function will not return with an unlocked mmap_lock. So it has not the
1215  * same semantics wrt the @mm->mmap_lock as does filemap_fault().
1216  */
1217 int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1218                      unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1219                      bool *unlocked)
1220 {
1221         struct vm_area_struct *vma;
1222         vm_fault_t ret, major = 0;
1223
1224         address = untagged_addr(address);
1225
1226         if (unlocked)
1227                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1228
1229 retry:
1230         vma = find_extend_vma(mm, address);
1231         if (!vma || address < vma->vm_start)
1232                 return -EFAULT;
1233
1234         if (!vma_permits_fault(vma, fault_flags))
1235                 return -EFAULT;
1236
1237         if ((fault_flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) &&
1238             fatal_signal_pending(current))
1239                 return -EINTR;
1240
1241         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags);
1242         major |= ret & VM_FAULT_MAJOR;
1243         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
1244                 int err = vm_fault_to_errno(ret, 0);
1245
1246                 if (err)
1247                         return err;
1248                 BUG();
1249         }
1250
1251         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
1252                 mmap_read_lock(mm);
1253                 *unlocked = true;
1254                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1255                 goto retry;
1256         }
1257
1258         if (tsk) {
1259                 if (major)
1260                         tsk->maj_flt++;
1261                 else
1262                         tsk->min_flt++;
1263         }
1264         return 0;
1265 }
1266 EXPORT_SYMBOL_GPL(fixup_user_fault);
1267
1268 /*
1269  * Please note that this function, unlike __get_user_pages will not
1270  * return 0 for nr_pages > 0 without FOLL_NOWAIT
1271  */
1272 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk,
1273                                                 struct mm_struct *mm,
1274                                                 unsigned long start,
1275                                                 unsigned long nr_pages,
1276                                                 struct page **pages,
1277                                                 struct vm_area_struct **vmas,
1278                                                 int *locked,
1279                                                 unsigned int flags)
1280 {
1281         long ret, pages_done;
1282         bool lock_dropped;
1283
1284         if (locked) {
1285                 /* if VM_FAULT_RETRY can be returned, vmas become invalid */
1286                 BUG_ON(vmas);
1287                 /* check caller initialized locked */
1288                 BUG_ON(*locked != 1);
1289         }
1290
1291         /*
1292          * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive. Traditional behavior
1293          * is to set FOLL_GET if the caller wants pages[] filled in (but has
1294          * carelessly failed to specify FOLL_GET), so keep doing that, but only
1295          * for FOLL_GET, not for the newer FOLL_PIN.
1296          *
1297          * FOLL_PIN always expects pages to be non-null, but no need to assert
1298          * that here, as any failures will be obvious enough.
1299          */
1300         if (pages && !(flags & FOLL_PIN))
1301                 flags |= FOLL_GET;
1302
1303         pages_done = 0;
1304         lock_dropped = false;
1305         for (;;) {
1306                 ret = __get_user_pages(tsk, mm, start, nr_pages, flags, pages,
1307                                        vmas, locked);
1308                 if (!locked)
1309                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
1310                         return ret;
1311
1312                 /* VM_FAULT_RETRY cannot return errors */
1313                 if (!*locked) {
1314                         BUG_ON(ret < 0);
1315                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
1316                 }
1317
1318                 if (ret > 0) {
1319                         nr_pages -= ret;
1320                         pages_done += ret;
1321                         if (!nr_pages)
1322                                 break;
1323                 }
1324                 if (*locked) {
1325                         /*
1326                          * VM_FAULT_RETRY didn't trigger or it was a
1327                          * FOLL_NOWAIT.
1328                          */
1329                         if (!pages_done)
1330                                 pages_done = ret;
1331                         break;
1332                 }
1333                 /*
1334                  * VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset.
1335                  * For the prefault case (!pages) we only update counts.
1336                  */
1337                 if (likely(pages))
1338                         pages += ret;
1339                 start += ret << PAGE_SHIFT;
1340                 lock_dropped = true;
1341
1342 retry:
1343                 /*
1344                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
1345                  * with both FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and
1346                  * FAULT_FLAG_TRIED.  Note that GUP can be interrupted
1347                  * by fatal signals, so we need to check it before we
1348                  * start trying again otherwise it can loop forever.
1349                  */
1350
1351                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1352                         if (!pages_done)
1353                                 pages_done = -EINTR;
1354                         break;
1355                 }
1356
1357                 ret = mmap_read_lock_killable(mm);
1358                 if (ret) {
1359                         BUG_ON(ret > 0);
1360                         if (!pages_done)
1361                                 pages_done = ret;
1362                         break;
1363                 }
1364
1365                 *locked = 1;
1366                 ret = __get_user_pages(tsk, mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
1367                                        pages, NULL, locked);
1368                 if (!*locked) {
1369                         /* Continue to retry until we succeeded */
1370                         BUG_ON(ret != 0);
1371                         goto retry;
1372                 }
1373                 if (ret != 1) {
1374                         BUG_ON(ret > 1);
1375                         if (!pages_done)
1376                                 pages_done = ret;
1377                         break;
1378                 }
1379                 nr_pages--;
1380                 pages_done++;
1381                 if (!nr_pages)
1382                         break;
1383                 if (likely(pages))
1384                         pages++;
1385                 start += PAGE_SIZE;
1386         }
1387         if (lock_dropped && *locked) {
1388                 /*
1389                  * We must let the caller know we temporarily dropped the lock
1390                  * and so the critical section protected by it was lost.
1391                  */
1392                 mmap_read_unlock(mm);
1393                 *locked = 0;
1394         }
1395         return pages_done;
1396 }
1397
1398 /**
1399  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
1400  * @vma:   target vma
1401  * @start: start address
1402  * @end:   end address
1403  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1404  *
1405  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
1406  *
1407  * Return either number of pages pinned in the vma, or a negative error
1408  * code on error.
1409  *
1410  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held.
1411  *
1412  * If @locked is NULL, it may be held for read or write and will
1413  * be unperturbed.
1414  *
1415  * If @locked is non-NULL, it must held for read only and may be
1416  * released.  If it's released, *@locked will be set to 0.
1417  */
1418 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
1419                 unsigned long start, unsigned long end, int *locked)
1420 {
1421         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1422         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1423         int gup_flags;
1424
1425         VM_BUG_ON(start & ~PAGE_MASK);
1426         VM_BUG_ON(end   & ~PAGE_MASK);
1427         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1428         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
1429         mmap_assert_locked(mm);
1430
1431         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK;
1432         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
1433                 gup_flags &= ~FOLL_POPULATE;
1434         /*
1435          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
1436          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
1437          * and we would not want to dirty them for nothing.
1438          */
1439         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
1440                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1441
1442         /*
1443          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
1444          * other than PROT_NONE.
1445          */
1446         if (vma_is_accessible(vma))
1447                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
1448
1449         /*
1450          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
1451          * not result in a stack expansion that recurses back here.
1452          */
1453         return __get_user_pages(current, mm, start, nr_pages, gup_flags,
1454                                 NULL, NULL, locked);
1455 }
1456
1457 /*
1458  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
1459  *
1460  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
1461  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
1462  * mmap_lock must not be held.
1463  */
1464 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
1465 {
1466         struct mm_struct *mm = current->mm;
1467         unsigned long end, nstart, nend;
1468         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1469         int locked = 0;
1470         long ret = 0;
1471
1472         end = start + len;
1473
1474         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
1475                 /*
1476                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
1477                  * Find first corresponding VMA.
1478                  */
1479                 if (!locked) {
1480                         locked = 1;
1481                         mmap_read_lock(mm);
1482                         vma = find_vma(mm, nstart);
1483                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
1484                         vma = vma->vm_next;
1485                 if (!vma || vma->vm_start >= end)
1486                         break;
1487                 /*
1488                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
1489                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
1490                  */
1491                 nend = min(end, vma->vm_end);
1492                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1493                         continue;
1494                 if (nstart < vma->vm_start)
1495                         nstart = vma->vm_start;
1496                 /*
1497                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
1498                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
1499                  * if the vma was already munlocked.
1500                  */
1501                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
1502                 if (ret < 0) {
1503                         if (ignore_errors) {
1504                                 ret = 0;
1505                                 continue;       /* continue at next VMA */
1506                         }
1507                         break;
1508                 }
1509                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
1510                 ret = 0;
1511         }
1512         if (locked)
1513                 mmap_read_unlock(mm);
1514         return ret;     /* 0 or negative error code */
1515 }
1516
1517 /**
1518  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
1519  * @addr: user address
1520  *
1521  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
1522  * to be freed afterwards by put_page().
1523  *
1524  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
1525  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
1526  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
1527  * allowing a hole to be left in the corefile to save diskspace.
1528  *
1529  * Called without mmap_lock, but after all other threads have been killed.
1530  */
1531 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
1532 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
1533 {
1534         struct vm_area_struct *vma;
1535         struct page *page;
1536
1537         if (__get_user_pages(current, current->mm, addr, 1,
1538                              FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET, &page, &vma,
1539                              NULL) < 1)
1540                 return NULL;
1541         flush_cache_page(vma, addr, page_to_pfn(page));
1542         return page;
1543 }
1544 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
1545 #else /* CONFIG_MMU */
1546 static long __get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk,
1547                 struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1548                 unsigned long nr_pages, struct page **pages,
1549                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked,
1550                 unsigned int foll_flags)
1551 {
1552         struct vm_area_struct *vma;
1553         unsigned long vm_flags;
1554         int i;
1555
1556         /* calculate required read or write permissions.
1557          * If FOLL_FORCE is set, we only require the "MAY" flags.
1558          */
1559         vm_flags  = (foll_flags & FOLL_WRITE) ?
1560                         (VM_WRITE | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_MAYREAD);
1561         vm_flags &= (foll_flags & FOLL_FORCE) ?
1562                         (VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_WRITE);
1563
1564         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1565                 vma = find_vma(mm, start);
1566                 if (!vma)
1567                         goto finish_or_fault;
1568
1569                 /* protect what we can, including chardevs */
1570                 if ((vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP)) ||
1571                     !(vm_flags & vma->vm_flags))
1572                         goto finish_or_fault;
1573
1574                 if (pages) {
1575                         pages[i] = virt_to_page(start);
1576                         if (pages[i])
1577                                 get_page(pages[i]);
1578                 }
1579                 if (vmas)
1580                         vmas[i] = vma;
1581                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1582         }
1583
1584         return i;
1585
1586 finish_or_fault:
1587         return i ? : -EFAULT;
1588 }
1589 #endif /* !CONFIG_MMU */
1590
1591 #if defined(CONFIG_FS_DAX) || defined (CONFIG_CMA)
1592 static bool check_dax_vmas(struct vm_area_struct **vmas, long nr_pages)
1593 {
1594         long i;
1595         struct vm_area_struct *vma_prev = NULL;
1596
1597         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1598                 struct vm_area_struct *vma = vmas[i];
1599
1600                 if (vma == vma_prev)
1601                         continue;
1602
1603                 vma_prev = vma;
1604
1605                 if (vma_is_fsdax(vma))
1606                         return true;
1607         }
1608         return false;
1609 }
1610
1611 #ifdef CONFIG_CMA
1612 static struct page *new_non_cma_page(struct page *page, unsigned long private)
1613 {
1614         /*
1615          * We want to make sure we allocate the new page from the same node
1616          * as the source page.
1617          */
1618         int nid = page_to_nid(page);
1619         /*
1620          * Trying to allocate a page for migration. Ignore allocation
1621          * failure warnings. We don't force __GFP_THISNODE here because
1622          * this node here is the node where we have CMA reservation and
1623          * in some case these nodes will have really less non movable
1624          * allocation memory.
1625          */
1626         gfp_t gfp_mask = GFP_USER | __GFP_NOWARN;
1627
1628         if (PageHighMem(page))
1629                 gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
1630
1631 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1632         if (PageHuge(page)) {
1633                 struct hstate *h = page_hstate(page);
1634                 /*
1635                  * We don't want to dequeue from the pool because pool pages will
1636                  * mostly be from the CMA region.
1637                  */
1638                 return alloc_migrate_huge_page(h, gfp_mask, nid, NULL);
1639         }
1640 #endif
1641         if (PageTransHuge(page)) {
1642                 struct page *thp;
1643                 /*
1644                  * ignore allocation failure warnings
1645                  */
1646                 gfp_t thp_gfpmask = GFP_TRANSHUGE | __GFP_NOWARN;
1647
1648                 /*
1649                  * Remove the movable mask so that we don't allocate from
1650                  * CMA area again.
1651                  */
1652                 thp_gfpmask &= ~__GFP_MOVABLE;
1653                 thp = __alloc_pages_node(nid, thp_gfpmask, HPAGE_PMD_ORDER);
1654                 if (!thp)
1655                         return NULL;
1656                 prep_transhuge_page(thp);
1657                 return thp;
1658         }
1659
1660         return __alloc_pages_node(nid, gfp_mask, 0);
1661 }
1662
1663 static long check_and_migrate_cma_pages(struct task_struct *tsk,
1664                                         struct mm_struct *mm,
1665                                         unsigned long start,
1666                                         unsigned long nr_pages,
1667                                         struct page **pages,
1668                                         struct vm_area_struct **vmas,
1669                                         unsigned int gup_flags)
1670 {
1671         unsigned long i;
1672         unsigned long step;
1673         bool drain_allow = true;
1674         bool migrate_allow = true;
1675         LIST_HEAD(cma_page_list);
1676         long ret = nr_pages;
1677
1678 check_again:
1679         for (i = 0; i < nr_pages;) {
1680
1681                 struct page *head = compound_head(pages[i]);
1682
1683                 /*
1684                  * gup may start from a tail page. Advance step by the left
1685                  * part.
1686                  */
1687                 step = compound_nr(head) - (pages[i] - head);
1688                 /*
1689                  * If we get a page from the CMA zone, since we are going to
1690                  * be pinning these entries, we might as well move them out
1691                  * of the CMA zone if possible.
1692                  */
1693                 if (is_migrate_cma_page(head)) {
1694                         if (PageHuge(head))
1695                                 isolate_huge_page(head, &cma_page_list);
1696                         else {
1697                                 if (!PageLRU(head) && drain_allow) {
1698                                         lru_add_drain_all();
1699                                         drain_allow = false;
1700                                 }
1701
1702                                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1703                                         list_add_tail(&head->lru, &cma_page_list);
1704                                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1705                                                             NR_ISOLATED_ANON +
1706                                                             page_is_file_lru(head),
1707                                                             hpage_nr_pages(head));
1708                                 }
1709                         }
1710                 }
1711
1712                 i += step;
1713         }
1714
1715         if (!list_empty(&cma_page_list)) {
1716                 /*
1717                  * drop the above get_user_pages reference.
1718                  */
1719                 for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1720                         put_page(pages[i]);
1721
1722                 if (migrate_pages(&cma_page_list, new_non_cma_page,
1723                                   NULL, 0, MIGRATE_SYNC, MR_CONTIG_RANGE)) {
1724                         /*
1725                          * some of the pages failed migration. Do get_user_pages
1726                          * without migration.
1727                          */
1728                         migrate_allow = false;
1729
1730                         if (!list_empty(&cma_page_list))
1731                                 putback_movable_pages(&cma_page_list);
1732                 }
1733                 /*
1734                  * We did migrate all the pages, Try to get the page references
1735                  * again migrating any new CMA pages which we failed to isolate
1736                  * earlier.
1737                  */
1738                 ret = __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages,
1739                                                    pages, vmas, NULL,
1740                                                    gup_flags);
1741
1742                 if ((ret > 0) && migrate_allow) {
1743                         nr_pages = ret;
1744                         drain_allow = true;
1745                         goto check_again;
1746                 }
1747         }
1748
1749         return ret;
1750 }
1751 #else
1752 static long check_and_migrate_cma_pages(struct task_struct *tsk,
1753                                         struct mm_struct *mm,
1754                                         unsigned long start,
1755                                         unsigned long nr_pages,
1756                                         struct page **pages,
1757                                         struct vm_area_struct **vmas,
1758                                         unsigned int gup_flags)
1759 {
1760         return nr_pages;
1761 }
1762 #endif /* CONFIG_CMA */
1763
1764 /*
1765  * __gup_longterm_locked() is a wrapper for __get_user_pages_locked which
1766  * allows us to process the FOLL_LONGTERM flag.
1767  */
1768 static long __gup_longterm_locked(struct task_struct *tsk,
1769                                   struct mm_struct *mm,
1770                                   unsigned long start,
1771                                   unsigned long nr_pages,
1772                                   struct page **pages,
1773                                   struct vm_area_struct **vmas,
1774                                   unsigned int gup_flags)
1775 {
1776         struct vm_area_struct **vmas_tmp = vmas;
1777         unsigned long flags = 0;
1778         long rc, i;
1779
1780         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1781                 if (!pages)
1782                         return -EINVAL;
1783
1784                 if (!vmas_tmp) {
1785                         vmas_tmp = kcalloc(nr_pages,
1786                                            sizeof(struct vm_area_struct *),
1787                                            GFP_KERNEL);
1788                         if (!vmas_tmp)
1789                                 return -ENOMEM;
1790                 }
1791                 flags = memalloc_nocma_save();
1792         }
1793
1794         rc = __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages,
1795                                      vmas_tmp, NULL, gup_flags);
1796
1797         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1798                 memalloc_nocma_restore(flags);
1799                 if (rc < 0)
1800                         goto out;
1801
1802                 if (check_dax_vmas(vmas_tmp, rc)) {
1803                         for (i = 0; i < rc; i++)
1804                                 put_page(pages[i]);
1805                         rc = -EOPNOTSUPP;
1806                         goto out;
1807                 }
1808
1809                 rc = check_and_migrate_cma_pages(tsk, mm, start, rc, pages,
1810                                                  vmas_tmp, gup_flags);
1811         }
1812
1813 out:
1814         if (vmas_tmp != vmas)
1815                 kfree(vmas_tmp);
1816         return rc;
1817 }
1818 #else /* !CONFIG_FS_DAX && !CONFIG_CMA */
1819 static __always_inline long __gup_longterm_locked(struct task_struct *tsk,
1820                                                   struct mm_struct *mm,
1821                                                   unsigned long start,
1822                                                   unsigned long nr_pages,
1823                                                   struct page **pages,
1824                                                   struct vm_area_struct **vmas,
1825                                                   unsigned int flags)
1826 {
1827         return __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages, vmas,
1828                                        NULL, flags);
1829 }
1830 #endif /* CONFIG_FS_DAX || CONFIG_CMA */
1831
1832 #ifdef CONFIG_MMU
1833 static long __get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk,
1834                                     struct mm_struct *mm,
1835                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1836                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1837                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1838 {
1839         /*
1840          * Parts of FOLL_LONGTERM behavior are incompatible with
1841          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
1842          * vmas. However, this only comes up if locked is set, and there are
1843          * callers that do request FOLL_LONGTERM, but do not set locked. So,
1844          * allow what we can.
1845          */
1846         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1847                 if (WARN_ON_ONCE(locked))
1848                         return -EINVAL;
1849                 /*
1850                  * This will check the vmas (even if our vmas arg is NULL)
1851                  * and return -ENOTSUPP if DAX isn't allowed in this case:
1852                  */
1853                 return __gup_longterm_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages,
1854                                              vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH |
1855                                              FOLL_REMOTE);
1856         }
1857
1858         return __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages, vmas,
1859                                        locked,
1860                                        gup_flags | FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE);
1861 }
1862
1863 /**
1864  * get_user_pages_remote() - pin user pages in memory
1865  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
1866  *              NULL if faults are not to be recorded.
1867  * @mm:         mm_struct of target mm
1868  * @start:      starting user address
1869  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1870  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
1871  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1872  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1873  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1874  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
1875  *              Or NULL if the caller does not require them.
1876  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
1877  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
1878  *              utilised. Lock must initially be held.
1879  *
1880  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
1881  * number requested), or an error. Details about the return value:
1882  *
1883  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
1884  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
1885  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
1886  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
1887  *
1888  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
1889  *
1890  * @vmas are valid only as long as mmap_lock is held.
1891  *
1892  * Must be called with mmap_lock held for read or write.
1893  *
1894  * get_user_pages_remote walks a process's page tables and takes a reference
1895  * to each struct page that each user address corresponds to at a given
1896  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1897  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1898  *
1899  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1900  * get_user_pages_remote returns, and there may even be a completely different
1901  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1902  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
1903  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1904  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1905  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1906  * locks can't be held over the syscall boundary.
1907  *
1908  * If gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If the page
1909  * is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must
1910  * be called after the page is finished with, and before put_page is called.
1911  *
1912  * get_user_pages_remote is typically used for fewer-copy IO operations,
1913  * to get a handle on the memory by some means other than accesses
1914  * via the user virtual addresses. The pages may be submitted for
1915  * DMA to devices or accessed via their kernel linear mapping (via the
1916  * kmap APIs). Care should be taken to use the correct cache flushing APIs.
1917  *
1918  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
1919  *
1920  * get_user_pages_remote should be phased out in favor of
1921  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
1922  * should use get_user_pages_remote because it cannot pass
1923  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
1924  */
1925 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1926                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1927                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1928                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1929 {
1930         /*
1931          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
1932          * never directly by the caller, so enforce that with an assertion:
1933          */
1934         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
1935                 return -EINVAL;
1936
1937         return __get_user_pages_remote(tsk, mm, start, nr_pages, gup_flags,
1938                                        pages, vmas, locked);
1939 }
1940 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_remote);
1941
1942 #else /* CONFIG_MMU */
1943 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1944                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1945                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1946                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1947 {
1948         return 0;
1949 }
1950
1951 static long __get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk,
1952                                     struct mm_struct *mm,
1953                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1954                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1955                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1956 {
1957         return 0;
1958 }
1959 #endif /* !CONFIG_MMU */
1960
1961 /**
1962  * get_user_pages() - pin user pages in memory
1963  * @start:      starting user address
1964  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1965  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
1966  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1967  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1968  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1969  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
1970  *              Or NULL if the caller does not require them.
1971  *
1972  * This is the same as get_user_pages_remote(), just with a
1973  * less-flexible calling convention where we assume that the task
1974  * and mm being operated on are the current task's and don't allow
1975  * passing of a locked parameter.  We also obviously don't pass
1976  * FOLL_REMOTE in here.
1977  */
1978 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1979                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1980                 struct vm_area_struct **vmas)
1981 {
1982         /*
1983          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
1984          * never directly by the caller, so enforce that with an assertion:
1985          */
1986         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
1987                 return -EINVAL;
1988
1989         return __gup_longterm_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
1990                                      pages, vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH);
1991 }
1992 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
1993
1994 /**
1995  * get_user_pages_locked() is suitable to replace the form:
1996  *
1997  *      mmap_read_lock(mm);
1998  *      do_something()
1999  *      get_user_pages(tsk, mm, ..., pages, NULL);
2000  *      mmap_read_unlock(mm);
2001  *
2002  *  to:
2003  *
2004  *      int locked = 1;
2005  *      mmap_read_lock(mm);
2006  *      do_something()
2007  *      get_user_pages_locked(tsk, mm, ..., pages, &locked);
2008  *      if (locked)
2009  *          mmap_read_unlock(mm);
2010  *
2011  * @start:      starting user address
2012  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2013  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2014  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2015  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2016  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2017  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
2018  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
2019  *              utilised. Lock must initially be held.
2020  *
2021  * We can leverage the VM_FAULT_RETRY functionality in the page fault
2022  * paths better by using either get_user_pages_locked() or
2023  * get_user_pages_unlocked().
2024  *
2025  */
2026 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2027                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2028                            int *locked)
2029 {
2030         /*
2031          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
2032          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
2033          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
2034          * disallow this option for now.
2035          */
2036         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2037                 return -EINVAL;
2038         /*
2039          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
2040          * never directly by the caller, so enforce that:
2041          */
2042         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
2043                 return -EINVAL;
2044
2045         return __get_user_pages_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
2046                                        pages, NULL, locked,
2047                                        gup_flags | FOLL_TOUCH);
2048 }
2049 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_locked);
2050
2051 /*
2052  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
2053  *
2054  *      mmap_read_lock(mm);
2055  *      get_user_pages(tsk, mm, ..., pages, NULL);
2056  *      mmap_read_unlock(mm);
2057  *
2058  *  with:
2059  *
2060  *      get_user_pages_unlocked(tsk, mm, ..., pages);
2061  *
2062  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
2063  * get_user_pages_fast should be used instead if specific gup_flags
2064  * (e.g. FOLL_FORCE) are not required.
2065  */
2066 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2067                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
2068 {
2069         struct mm_struct *mm = current->mm;
2070         int locked = 1;
2071         long ret;
2072
2073         /*
2074          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
2075          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
2076          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
2077          * disallow this option for now.
2078          */
2079         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2080                 return -EINVAL;
2081
2082         mmap_read_lock(mm);
2083         ret = __get_user_pages_locked(current, mm, start, nr_pages, pages, NULL,
2084                                       &locked, gup_flags | FOLL_TOUCH);
2085         if (locked)
2086                 mmap_read_unlock(mm);
2087         return ret;
2088 }
2089 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
2090
2091 /*
2092  * Fast GUP
2093  *
2094  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
2095  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
2096  * protected from page table pages being freed from under it, and should
2097  * block any THP splits.
2098  *
2099  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
2100  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
2101  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
2102  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
2103  *
2104  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
2105  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
2106  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
2107  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
2108  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
2109  *
2110  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
2111  * are currently made:
2112  *
2113  *  *) Either MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table() is used to
2114  *  free pages containing page tables or TLB flushing requires IPI broadcast.
2115  *
2116  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
2117  *
2118  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
2119  *
2120  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
2121  *
2122  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
2123  */
2124 #ifdef CONFIG_HAVE_FAST_GUP
2125
2126 static void put_compound_head(struct page *page, int refs, unsigned int flags)
2127 {
2128         if (flags & FOLL_PIN) {
2129                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_RELEASED,
2130                                     refs);
2131
2132                 if (hpage_pincount_available(page))
2133                         hpage_pincount_sub(page, refs);
2134                 else
2135                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
2136         }
2137
2138         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) < refs, page);
2139         /*
2140          * Calling put_page() for each ref is unnecessarily slow. Only the last
2141          * ref needs a put_page().
2142          */
2143         if (refs > 1)
2144                 page_ref_sub(page, refs - 1);
2145         put_page(page);
2146 }
2147
2148 #ifdef CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH
2149
2150 /*
2151  * WARNING: only to be used in the get_user_pages_fast() implementation.
2152  *
2153  * With get_user_pages_fast(), we walk down the pagetables without taking any
2154  * locks.  For this we would like to load the pointers atomically, but sometimes
2155  * that is not possible (e.g. without expensive cmpxchg8b on x86_32 PAE).  What
2156  * we do have is the guarantee that a PTE will only either go from not present
2157  * to present, or present to not present or both -- it will not switch to a
2158  * completely different present page without a TLB flush in between; something
2159  * that we are blocking by holding interrupts off.
2160  *
2161  * Setting ptes from not present to present goes:
2162  *
2163  *   ptep->pte_high = h;
2164  *   smp_wmb();
2165  *   ptep->pte_low = l;
2166  *
2167  * And present to not present goes:
2168  *
2169  *   ptep->pte_low = 0;
2170  *   smp_wmb();
2171  *   ptep->pte_high = 0;
2172  *
2173  * We must ensure here that the load of pte_low sees 'l' IFF pte_high sees 'h'.
2174  * We load pte_high *after* loading pte_low, which ensures we don't see an older
2175  * value of pte_high.  *Then* we recheck pte_low, which ensures that we haven't
2176  * picked up a changed pte high. We might have gotten rubbish values from
2177  * pte_low and pte_high, but we are guaranteed that pte_low will not have the
2178  * present bit set *unless* it is 'l'. Because get_user_pages_fast() only
2179  * operates on present ptes we're safe.
2180  */
2181 static inline pte_t gup_get_pte(pte_t *ptep)
2182 {
2183         pte_t pte;
2184
2185         do {
2186                 pte.pte_low = ptep->pte_low;
2187                 smp_rmb();
2188                 pte.pte_high = ptep->pte_high;
2189                 smp_rmb();
2190         } while (unlikely(pte.pte_low != ptep->pte_low));
2191
2192         return pte;
2193 }
2194 #else /* CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH */
2195 /*
2196  * We require that the PTE can be read atomically.
2197  */
2198 static inline pte_t gup_get_pte(pte_t *ptep)
2199 {
2200         return ptep_get(ptep);
2201 }
2202 #endif /* CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH */
2203
2204 static void __maybe_unused undo_dev_pagemap(int *nr, int nr_start,
2205                                             unsigned int flags,
2206                                             struct page **pages)
2207 {
2208         while ((*nr) - nr_start) {
2209                 struct page *page = pages[--(*nr)];
2210
2211                 ClearPageReferenced(page);
2212                 if (flags & FOLL_PIN)
2213                         unpin_user_page(page);
2214                 else
2215                         put_page(page);
2216         }
2217 }
2218
2219 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2220 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
2221                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2222 {
2223         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2224         int nr_start = *nr, ret = 0;
2225         pte_t *ptep, *ptem;
2226
2227         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
2228         do {
2229                 pte_t pte = gup_get_pte(ptep);
2230                 struct page *head, *page;
2231
2232                 /*
2233                  * Similar to the PMD case below, NUMA hinting must take slow
2234                  * path using the pte_protnone check.
2235                  */
2236                 if (pte_protnone(pte))
2237                         goto pte_unmap;
2238
2239                 if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2240                         goto pte_unmap;
2241
2242                 if (pte_devmap(pte)) {
2243                         if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2244                                 goto pte_unmap;
2245
2246                         pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), pgmap);
2247                         if (unlikely(!pgmap)) {
2248                                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2249                                 goto pte_unmap;
2250                         }
2251                 } else if (pte_special(pte))
2252                         goto pte_unmap;
2253
2254                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2255                 page = pte_page(pte);
2256
2257                 head = try_grab_compound_head(page, 1, flags);
2258                 if (!head)
2259                         goto pte_unmap;
2260
2261                 if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2262                         put_compound_head(head, 1, flags);
2263                         goto pte_unmap;
2264                 }
2265
2266                 VM_BUG_ON_PAGE(compound_head(page) != head, page);
2267
2268                 /*
2269                  * We need to make the page accessible if and only if we are
2270                  * going to access its content (the FOLL_PIN case).  Please
2271                  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for
2272                  * details.
2273                  */
2274                 if (flags & FOLL_PIN) {
2275                         ret = arch_make_page_accessible(page);
2276                         if (ret) {
2277                                 unpin_user_page(page);
2278                                 goto pte_unmap;
2279                         }
2280                 }
2281                 SetPageReferenced(page);
2282                 pages[*nr] = page;
2283                 (*nr)++;
2284
2285         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2286
2287         ret = 1;
2288
2289 pte_unmap:
2290         if (pgmap)
2291                 put_dev_pagemap(pgmap);
2292         pte_unmap(ptem);
2293         return ret;
2294 }
2295 #else
2296
2297 /*
2298  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
2299  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
2300  * to be special.
2301  *
2302  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
2303  * get_user_pages_fast_only implementation that can pin pages. Thus it's still
2304  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
2305  */
2306 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
2307                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2308 {
2309         return 0;
2310 }
2311 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL */
2312
2313 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
2314 static int __gup_device_huge(unsigned long pfn, unsigned long addr,
2315                              unsigned long end, unsigned int flags,
2316                              struct page **pages, int *nr)
2317 {
2318         int nr_start = *nr;
2319         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2320
2321         do {
2322                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
2323
2324                 pgmap = get_dev_pagemap(pfn, pgmap);
2325                 if (unlikely(!pgmap)) {
2326                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2327                         return 0;
2328                 }
2329                 SetPageReferenced(page);
2330                 pages[*nr] = page;
2331                 if (unlikely(!try_grab_page(page, flags))) {
2332                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2333                         return 0;
2334                 }
2335                 (*nr)++;
2336                 pfn++;
2337         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2338
2339         if (pgmap)
2340                 put_dev_pagemap(pgmap);
2341         return 1;
2342 }
2343
2344 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2345                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2346                                  struct page **pages, int *nr)
2347 {
2348         unsigned long fault_pfn;
2349         int nr_start = *nr;
2350
2351         fault_pfn = pmd_pfn(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2352         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2353                 return 0;
2354
2355         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2356                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2357                 return 0;
2358         }
2359         return 1;
2360 }
2361
2362 static int __gup_device_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2363                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2364                                  struct page **pages, int *nr)
2365 {
2366         unsigned long fault_pfn;
2367         int nr_start = *nr;
2368
2369         fault_pfn = pud_pfn(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2370         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2371                 return 0;
2372
2373         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2374                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2375                 return 0;
2376         }
2377         return 1;
2378 }
2379 #else
2380 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2381                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2382                                  struct page **pages, int *nr)
2383 {
2384         BUILD_BUG();
2385         return 0;
2386 }
2387
2388 static int __gup_device_huge_pud(pud_t pud, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2389                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2390                                  struct page **pages, int *nr)
2391 {
2392         BUILD_BUG();
2393         return 0;
2394 }
2395 #endif
2396
2397 static int record_subpages(struct page *page, unsigned long addr,
2398                            unsigned long end, struct page **pages)
2399 {
2400         int nr;
2401
2402         for (nr = 0; addr != end; addr += PAGE_SIZE)
2403                 pages[nr++] = page++;
2404
2405         return nr;
2406 }
2407
2408 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD
2409 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
2410                                       unsigned long sz)
2411 {
2412         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
2413         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
2414 }
2415
2416 static int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
2417                        unsigned long end, unsigned int flags,
2418                        struct page **pages, int *nr)
2419 {
2420         unsigned long pte_end;
2421         struct page *head, *page;
2422         pte_t pte;
2423         int refs;
2424
2425         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
2426         if (pte_end < end)
2427                 end = pte_end;
2428
2429         pte = huge_ptep_get(ptep);
2430
2431         if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2432                 return 0;
2433
2434         /* hugepages are never "special" */
2435         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2436
2437         head = pte_page(pte);
2438         page = head + ((addr & (sz-1)) >> PAGE_SHIFT);
2439         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2440
2441         head = try_grab_compound_head(head, refs, flags);
2442         if (!head)
2443                 return 0;
2444
2445         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2446                 put_compound_head(head, refs, flags);
2447                 return 0;
2448         }
2449
2450         *nr += refs;
2451         SetPageReferenced(head);
2452         return 1;
2453 }
2454
2455 static int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2456                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2457                 struct page **pages, int *nr)
2458 {
2459         pte_t *ptep;
2460         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(hugepd);
2461         unsigned long next;
2462
2463         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
2464         do {
2465                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
2466                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, flags, pages, nr))
2467                         return 0;
2468         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
2469
2470         return 1;
2471 }
2472 #else
2473 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2474                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2475                 struct page **pages, int *nr)
2476 {
2477         return 0;
2478 }
2479 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD */
2480
2481 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2482                         unsigned long end, unsigned int flags,
2483                         struct page **pages, int *nr)
2484 {
2485         struct page *head, *page;
2486         int refs;
2487
2488         if (!pmd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2489                 return 0;
2490
2491         if (pmd_devmap(orig)) {
2492                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2493                         return 0;
2494                 return __gup_device_huge_pmd(orig, pmdp, addr, end, flags,
2495                                              pages, nr);
2496         }
2497
2498         page = pmd_page(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2499         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2500
2501         head = try_grab_compound_head(pmd_page(orig), refs, flags);
2502         if (!head)
2503                 return 0;
2504
2505         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2506                 put_compound_head(head, refs, flags);
2507                 return 0;
2508         }
2509
2510         *nr += refs;
2511         SetPageReferenced(head);
2512         return 1;
2513 }
2514
2515 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2516                         unsigned long end, unsigned int flags,
2517                         struct page **pages, int *nr)
2518 {
2519         struct page *head, *page;
2520         int refs;
2521
2522         if (!pud_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2523                 return 0;
2524
2525         if (pud_devmap(orig)) {
2526                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2527                         return 0;
2528                 return __gup_device_huge_pud(orig, pudp, addr, end, flags,
2529                                              pages, nr);
2530         }
2531
2532         page = pud_page(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2533         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2534
2535         head = try_grab_compound_head(pud_page(orig), refs, flags);
2536         if (!head)
2537                 return 0;
2538
2539         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2540                 put_compound_head(head, refs, flags);
2541                 return 0;
2542         }
2543
2544         *nr += refs;
2545         SetPageReferenced(head);
2546         return 1;
2547 }
2548
2549 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
2550                         unsigned long end, unsigned int flags,
2551                         struct page **pages, int *nr)
2552 {
2553         int refs;
2554         struct page *head, *page;
2555
2556         if (!pgd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2557                 return 0;
2558
2559         BUILD_BUG_ON(pgd_devmap(orig));
2560
2561         page = pgd_page(orig) + ((addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2562         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2563
2564         head = try_grab_compound_head(pgd_page(orig), refs, flags);
2565         if (!head)
2566                 return 0;
2567
2568         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
2569                 put_compound_head(head, refs, flags);
2570                 return 0;
2571         }
2572
2573         *nr += refs;
2574         SetPageReferenced(head);
2575         return 1;
2576 }
2577
2578 static int gup_pmd_range(pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
2579                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2580 {
2581         unsigned long next;
2582         pmd_t *pmdp;
2583
2584         pmdp = pmd_offset(&pud, addr);
2585         do {
2586                 pmd_t pmd = READ_ONCE(*pmdp);
2587
2588                 next = pmd_addr_end(addr, end);
2589                 if (!pmd_present(pmd))
2590                         return 0;
2591
2592                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) ||
2593                              pmd_devmap(pmd))) {
2594                         /*
2595                          * NUMA hinting faults need to be handled in the GUP
2596                          * slowpath for accounting purposes and so that they
2597                          * can be serialised against THP migration.
2598                          */
2599                         if (pmd_protnone(pmd))
2600                                 return 0;
2601
2602                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, flags,
2603                                 pages, nr))
2604                                 return 0;
2605
2606                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
2607                         /*
2608                          * architecture have different format for hugetlbfs
2609                          * pmd format and THP pmd format
2610                          */
2611                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
2612                                          PMD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2613                                 return 0;
2614                 } else if (!gup_pte_range(pmd, addr, next, flags, pages, nr))
2615                         return 0;
2616         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
2617
2618         return 1;
2619 }
2620
2621 static int gup_pud_range(p4d_t p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
2622                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2623 {
2624         unsigned long next;
2625         pud_t *pudp;
2626
2627         pudp = pud_offset(&p4d, addr);
2628         do {
2629                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
2630
2631                 next = pud_addr_end(addr, end);
2632                 if (unlikely(!pud_present(pud)))
2633                         return 0;
2634                 if (unlikely(pud_huge(pud))) {
2635                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, flags,
2636                                           pages, nr))
2637                                 return 0;
2638                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
2639                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
2640                                          PUD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2641                                 return 0;
2642                 } else if (!gup_pmd_range(pud, addr, next, flags, pages, nr))
2643                         return 0;
2644         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
2645
2646         return 1;
2647 }
2648
2649 static int gup_p4d_range(pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
2650                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2651 {
2652         unsigned long next;
2653         p4d_t *p4dp;
2654
2655         p4dp = p4d_offset(&pgd, addr);
2656         do {
2657                 p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
2658
2659                 next = p4d_addr_end(addr, end);
2660                 if (p4d_none(p4d))
2661                         return 0;
2662                 BUILD_BUG_ON(p4d_huge(p4d));
2663                 if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(p4d_val(p4d))))) {
2664                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(p4d_val(p4d)), addr,
2665                                          P4D_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2666                                 return 0;
2667                 } else if (!gup_pud_range(p4d, addr, next, flags, pages, nr))
2668                         return 0;
2669         } while (p4dp++, addr = next, addr != end);
2670
2671         return 1;
2672 }
2673
2674 static void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2675                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2676 {
2677         unsigned long next;
2678         pgd_t *pgdp;
2679
2680         pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
2681         do {
2682                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
2683
2684                 next = pgd_addr_end(addr, end);
2685                 if (pgd_none(pgd))
2686                         return;
2687                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
2688                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, flags,
2689                                           pages, nr))
2690                                 return;
2691                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
2692                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
2693                                          PGDIR_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2694                                 return;
2695                 } else if (!gup_p4d_range(pgd, addr, next, flags, pages, nr))
2696                         return;
2697         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
2698 }
2699 #else
2700 static inline void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2701                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2702 {
2703 }
2704 #endif /* CONFIG_HAVE_FAST_GUP */
2705
2706 #ifndef gup_fast_permitted
2707 /*
2708  * Check if it's allowed to use get_user_pages_fast_only() for the range, or
2709  * we need to fall back to the slow version:
2710  */
2711 static bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
2712 {
2713         return true;
2714 }
2715 #endif
2716
2717 static int __gup_longterm_unlocked(unsigned long start, int nr_pages,
2718                                    unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2719 {
2720         int ret;
2721
2722         /*
2723          * FIXME: FOLL_LONGTERM does not work with
2724          * get_user_pages_unlocked() (see comments in that function)
2725          */
2726         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
2727                 mmap_read_lock(current->mm);
2728                 ret = __gup_longterm_locked(current, current->mm,
2729                                             start, nr_pages,
2730                                             pages, NULL, gup_flags);
2731                 mmap_read_unlock(current->mm);
2732         } else {
2733                 ret = get_user_pages_unlocked(start, nr_pages,
2734                                               pages, gup_flags);
2735         }
2736
2737         return ret;
2738 }
2739
2740 static int internal_get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2741                                         unsigned int gup_flags,
2742                                         struct page **pages)
2743 {
2744         unsigned long addr, len, end;
2745         unsigned long flags;
2746         int nr_pinned = 0, ret = 0;
2747
2748         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & ~(FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM |
2749                                        FOLL_FORCE | FOLL_PIN | FOLL_GET |
2750                                        FOLL_FAST_ONLY)))
2751                 return -EINVAL;
2752
2753         if (!(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY))
2754                 might_lock_read(&current->mm->mmap_lock);
2755
2756         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
2757         addr = start;
2758         len = (unsigned long) nr_pages << PAGE_SHIFT;
2759         end = start + len;
2760
2761         if (end <= start)
2762                 return 0;
2763         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
2764                 return -EFAULT;
2765
2766         /*
2767          * The FAST_GUP case requires FOLL_WRITE even for pure reads,
2768          * because get_user_pages() may need to cause an early COW in
2769          * order to avoid confusing the normal COW routines. So only
2770          * targets that are already writable are safe to do by just
2771          * looking at the page tables.
2772          *
2773          * NOTE! With FOLL_FAST_ONLY we allow read-only gup_fast() here,
2774          * because there is no slow path to fall back on. But you'd
2775          * better be careful about possible COW pages - you'll get _a_
2776          * COW page, but not necessarily the one you intended to get
2777          * depending on what COW event happens after this. COW may break
2778          * the page copy in a random direction.
2779          *
2780          * Disable interrupts. The nested form is used, in order to allow
2781          * full, general purpose use of this routine.
2782          *
2783          * With interrupts disabled, we block page table pages from being
2784          * freed from under us. See struct mmu_table_batch comments in
2785          * include/asm-generic/tlb.h for more details.
2786          *
2787          * We do not adopt an rcu_read_lock(.) here as we also want to
2788          * block IPIs that come from THPs splitting.
2789          */
2790         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) && gup_fast_permitted(start, end)) {
2791                 unsigned long fast_flags = gup_flags;
2792                 if (!(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY))
2793                         fast_flags |= FOLL_WRITE;
2794
2795                 local_irq_save(flags);
2796                 gup_pgd_range(addr, end, fast_flags, pages, &nr_pinned);
2797                 local_irq_restore(flags);
2798                 ret = nr_pinned;
2799         }
2800
2801         if (nr_pinned < nr_pages && !(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY)) {
2802                 /* Try to get the remaining pages with get_user_pages */
2803                 start += nr_pinned << PAGE_SHIFT;
2804                 pages += nr_pinned;
2805
2806                 ret = __gup_longterm_unlocked(start, nr_pages - nr_pinned,
2807                                               gup_flags, pages);
2808
2809                 /* Have to be a bit careful with return values */
2810                 if (nr_pinned > 0) {
2811                         if (ret < 0)
2812                                 ret = nr_pinned;
2813                         else
2814                                 ret += nr_pinned;
2815                 }
2816         }
2817
2818         return ret;
2819 }
2820 /**
2821  * get_user_pages_fast_only() - pin user pages in memory
2822  * @start:      starting user address
2823  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2824  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2825  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2826  *              Should be at least nr_pages long.
2827  *
2828  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
2829  * the regular GUP.
2830  * Note a difference with get_user_pages_fast: this always returns the
2831  * number of pages pinned, 0 if no pages were pinned.
2832  *
2833  * If the architecture does not support this function, simply return with no
2834  * pages pinned.
2835  *
2836  * Careful, careful! COW breaking can go either way, so a non-write
2837  * access can get ambiguous page results. If you call this function without
2838  * 'write' set, you'd better be sure that you're ok with that ambiguity.
2839  */
2840 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
2841                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2842 {
2843         int nr_pinned;
2844         /*
2845          * Internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set FOLL_GET,
2846          * because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount" request.
2847          *
2848          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
2849          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
2850          */
2851         gup_flags |= FOLL_GET | FOLL_FAST_ONLY;
2852
2853         nr_pinned = internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags,
2854                                                  pages);
2855
2856         /*
2857          * As specified in the API description above, this routine is not
2858          * allowed to return negative values. However, the common core
2859          * routine internal_get_user_pages_fast() *can* return -errno.
2860          * Therefore, correct for that here:
2861          */
2862         if (nr_pinned < 0)
2863                 nr_pinned = 0;
2864
2865         return nr_pinned;
2866 }
2867 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast_only);
2868
2869 /**
2870  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
2871  * @start:      starting user address
2872  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2873  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2874  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2875  *              Should be at least nr_pages long.
2876  *
2877  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_lock.
2878  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
2879  * calling get_user_pages().
2880  *
2881  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number requested.
2882  * If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages were pinned, returns
2883  * -errno.
2884  */
2885 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2886                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2887 {
2888         /*
2889          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
2890          * never directly by the caller, so enforce that:
2891          */
2892         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
2893                 return -EINVAL;
2894
2895         /*
2896          * The caller may or may not have explicitly set FOLL_GET; either way is
2897          * OK. However, internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set
2898          * FOLL_GET, because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount"
2899          * request.
2900          */
2901         gup_flags |= FOLL_GET;
2902         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
2903 }
2904 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast);
2905
2906 /**
2907  * pin_user_pages_fast() - pin user pages in memory without taking locks
2908  *
2909  * @start:      starting user address
2910  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2911  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2912  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2913  *              Should be at least nr_pages long.
2914  *
2915  * Nearly the same as get_user_pages_fast(), except that FOLL_PIN is set. See
2916  * get_user_pages_fast() for documentation on the function arguments, because
2917  * the arguments here are identical.
2918  *
2919  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
2920  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for further details.
2921  */
2922 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2923                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2924 {
2925         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2926         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2927                 return -EINVAL;
2928
2929         gup_flags |= FOLL_PIN;
2930         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
2931 }
2932 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast);
2933
2934 /*
2935  * This is the FOLL_PIN equivalent of get_user_pages_fast_only(). Behavior
2936  * is the same, except that this one sets FOLL_PIN instead of FOLL_GET.
2937  *
2938  * The API rules are the same, too: no negative values may be returned.
2939  */
2940 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
2941                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2942 {
2943         int nr_pinned;
2944
2945         /*
2946          * FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. Note that the API
2947          * rules require returning 0, rather than -errno:
2948          */
2949         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2950                 return 0;
2951         /*
2952          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
2953          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
2954          */
2955         gup_flags |= (FOLL_PIN | FOLL_FAST_ONLY);
2956         nr_pinned = internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags,
2957                                                  pages);
2958         /*
2959          * This routine is not allowed to return negative values. However,
2960          * internal_get_user_pages_fast() *can* return -errno. Therefore,
2961          * correct for that here:
2962          */
2963         if (nr_pinned < 0)
2964                 nr_pinned = 0;
2965
2966         return nr_pinned;
2967 }
2968 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast_only);
2969
2970 /**
2971  * pin_user_pages_remote() - pin pages of a remote process (task != current)
2972  *
2973  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
2974  *              NULL if faults are not to be recorded.
2975  * @mm:         mm_struct of target mm
2976  * @start:      starting user address
2977  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2978  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2979  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2980  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2981  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2982  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
2983  *              Or NULL if the caller does not require them.
2984  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
2985  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
2986  *              utilised. Lock must initially be held.
2987  *
2988  * Nearly the same as get_user_pages_remote(), except that FOLL_PIN is set. See
2989  * get_user_pages_remote() for documentation on the function arguments, because
2990  * the arguments here are identical.
2991  *
2992  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
2993  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
2994  */
2995 long pin_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
2996                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2997                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2998                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2999 {
3000         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3001         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3002                 return -EINVAL;
3003
3004         gup_flags |= FOLL_PIN;
3005         return __get_user_pages_remote(tsk, mm, start, nr_pages, gup_flags,
3006                                        pages, vmas, locked);
3007 }
3008 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_remote);
3009
3010 /**
3011  * pin_user_pages() - pin user pages in memory for use by other devices
3012  *
3013  * @start:      starting user address
3014  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3015  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3016  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3017  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
3018  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
3019  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
3020  *              Or NULL if the caller does not require them.
3021  *
3022  * Nearly the same as get_user_pages(), except that FOLL_TOUCH is not set, and
3023  * FOLL_PIN is set.
3024  *
3025  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3026  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3027  */
3028 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3029                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
3030                     struct vm_area_struct **vmas)
3031 {
3032         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3033         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3034                 return -EINVAL;
3035
3036         gup_flags |= FOLL_PIN;
3037         return __gup_longterm_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
3038                                      pages, vmas, gup_flags);
3039 }
3040 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages);
3041
3042 /*
3043  * pin_user_pages_unlocked() is the FOLL_PIN variant of
3044  * get_user_pages_unlocked(). Behavior is the same, except that this one sets
3045  * FOLL_PIN and rejects FOLL_GET.
3046  */
3047 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3048                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
3049 {
3050         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3051         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3052                 return -EINVAL;
3053
3054         gup_flags |= FOLL_PIN;
3055         return get_user_pages_unlocked(start, nr_pages, pages, gup_flags);
3056 }
3057 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_unlocked);
3058
3059 /*
3060  * pin_user_pages_locked() is the FOLL_PIN variant of get_user_pages_locked().
3061  * Behavior is the same, except that this one sets FOLL_PIN and rejects
3062  * FOLL_GET.
3063  */
3064 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3065                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
3066                            int *locked)
3067 {
3068         /*
3069          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
3070          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
3071          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
3072          * disallow this option for now.
3073          */
3074         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
3075                 return -EINVAL;
3076
3077         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3078         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3079                 return -EINVAL;
3080
3081         gup_flags |= FOLL_PIN;
3082         return __get_user_pages_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
3083                                        pages, NULL, locked,
3084                                        gup_flags | FOLL_TOUCH);
3085 }
3086 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_locked);