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