ef29641671c7d3ef4d9d83e3af026bb86f81663f
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / gup.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 #include <linux/kernel.h>
3 #include <linux/errno.h>
4 #include <linux/err.h>
5 #include <linux/spinlock.h>
6
7 #include <linux/mm.h>
8 #include <linux/memremap.h>
9 #include <linux/pagemap.h>
10 #include <linux/rmap.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/swapops.h>
13 #include <linux/secretmem.h>
14
15 #include <linux/sched/signal.h>
16 #include <linux/rwsem.h>
17 #include <linux/hugetlb.h>
18 #include <linux/migrate.h>
19 #include <linux/mm_inline.h>
20 #include <linux/sched/mm.h>
21 #include <linux/shmem_fs.h>
22
23 #include <asm/mmu_context.h>
24 #include <asm/tlbflush.h>
25
26 #include "internal.h"
27
28 struct follow_page_context {
29         struct dev_pagemap *pgmap;
30         unsigned int page_mask;
31 };
32
33 static inline void sanity_check_pinned_pages(struct page **pages,
34                                              unsigned long npages)
35 {
36         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_VM))
37                 return;
38
39         /*
40          * We only pin anonymous pages if they are exclusive. Once pinned, we
41          * can no longer turn them possibly shared and PageAnonExclusive() will
42          * stick around until the page is freed.
43          *
44          * We'd like to verify that our pinned anonymous pages are still mapped
45          * exclusively. The issue with anon THP is that we don't know how
46          * they are/were mapped when pinning them. However, for anon
47          * THP we can assume that either the given page (PTE-mapped THP) or
48          * the head page (PMD-mapped THP) should be PageAnonExclusive(). If
49          * neither is the case, there is certainly something wrong.
50          */
51         for (; npages; npages--, pages++) {
52                 struct page *page = *pages;
53                 struct folio *folio = page_folio(page);
54
55                 if (is_zero_page(page) ||
56                     !folio_test_anon(folio))
57                         continue;
58                 if (!folio_test_large(folio) || folio_test_hugetlb(folio))
59                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageAnonExclusive(&folio->page), page);
60                 else
61                         /* Either a PTE-mapped or a PMD-mapped THP. */
62                         VM_BUG_ON_PAGE(!PageAnonExclusive(&folio->page) &&
63                                        !PageAnonExclusive(page), page);
64         }
65 }
66
67 /*
68  * Return the folio with ref appropriately incremented,
69  * or NULL if that failed.
70  */
71 static inline struct folio *try_get_folio(struct page *page, int refs)
72 {
73         struct folio *folio;
74
75 retry:
76         folio = page_folio(page);
77         if (WARN_ON_ONCE(folio_ref_count(folio) < 0))
78                 return NULL;
79         if (unlikely(!folio_ref_try_add_rcu(folio, refs)))
80                 return NULL;
81
82         /*
83          * At this point we have a stable reference to the folio; but it
84          * could be that between calling page_folio() and the refcount
85          * increment, the folio was split, in which case we'd end up
86          * holding a reference on a folio that has nothing to do with the page
87          * we were given anymore.
88          * So now that the folio is stable, recheck that the page still
89          * belongs to this folio.
90          */
91         if (unlikely(page_folio(page) != folio)) {
92                 if (!put_devmap_managed_page_refs(&folio->page, refs))
93                         folio_put_refs(folio, refs);
94                 goto retry;
95         }
96
97         return folio;
98 }
99
100 /**
101  * try_grab_folio() - Attempt to get or pin a folio.
102  * @page:  pointer to page to be grabbed
103  * @refs:  the value to (effectively) add to the folio's refcount
104  * @flags: gup flags: these are the FOLL_* flag values.
105  *
106  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
107  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the folio's refcount.
108  *
109  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) must be set, but not both at the
110  * same time. (That's true throughout the get_user_pages*() and
111  * pin_user_pages*() APIs.) Cases:
112  *
113  *    FOLL_GET: folio's refcount will be incremented by @refs.
114  *
115  *    FOLL_PIN on large folios: folio's refcount will be incremented by
116  *    @refs, and its pincount will be incremented by @refs.
117  *
118  *    FOLL_PIN on single-page folios: folio's refcount will be incremented by
119  *    @refs * GUP_PIN_COUNTING_BIAS.
120  *
121  * Return: The folio containing @page (with refcount appropriately
122  * incremented) for success, or NULL upon failure. If neither FOLL_GET
123  * nor FOLL_PIN was set, that's considered failure, and furthermore,
124  * a likely bug in the caller, so a warning is also emitted.
125  */
126 struct folio *try_grab_folio(struct page *page, int refs, unsigned int flags)
127 {
128         struct folio *folio;
129
130         if (WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)) == 0))
131                 return NULL;
132
133         if (unlikely(!(flags & FOLL_PCI_P2PDMA) && is_pci_p2pdma_page(page)))
134                 return NULL;
135
136         if (flags & FOLL_GET)
137                 return try_get_folio(page, refs);
138
139         /* FOLL_PIN is set */
140
141         /*
142          * Don't take a pin on the zero page - it's not going anywhere
143          * and it is used in a *lot* of places.
144          */
145         if (is_zero_page(page))
146                 return page_folio(page);
147
148         folio = try_get_folio(page, refs);
149         if (!folio)
150                 return NULL;
151
152         /*
153          * Can't do FOLL_LONGTERM + FOLL_PIN gup fast path if not in a
154          * right zone, so fail and let the caller fall back to the slow
155          * path.
156          */
157         if (unlikely((flags & FOLL_LONGTERM) &&
158                      !folio_is_longterm_pinnable(folio))) {
159                 if (!put_devmap_managed_page_refs(&folio->page, refs))
160                         folio_put_refs(folio, refs);
161                 return NULL;
162         }
163
164         /*
165          * When pinning a large folio, use an exact count to track it.
166          *
167          * However, be sure to *also* increment the normal folio
168          * refcount field at least once, so that the folio really
169          * is pinned.  That's why the refcount from the earlier
170          * try_get_folio() is left intact.
171          */
172         if (folio_test_large(folio))
173                 atomic_add(refs, &folio->_pincount);
174         else
175                 folio_ref_add(folio,
176                                 refs * (GUP_PIN_COUNTING_BIAS - 1));
177         /*
178          * Adjust the pincount before re-checking the PTE for changes.
179          * This is essentially a smp_mb() and is paired with a memory
180          * barrier in page_try_share_anon_rmap().
181          */
182         smp_mb__after_atomic();
183
184         node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, refs);
185
186         return folio;
187 }
188
189 static void gup_put_folio(struct folio *folio, int refs, unsigned int flags)
190 {
191         if (flags & FOLL_PIN) {
192                 if (is_zero_folio(folio))
193                         return;
194                 node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_RELEASED, refs);
195                 if (folio_test_large(folio))
196                         atomic_sub(refs, &folio->_pincount);
197                 else
198                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
199         }
200
201         if (!put_devmap_managed_page_refs(&folio->page, refs))
202                 folio_put_refs(folio, refs);
203 }
204
205 /**
206  * try_grab_page() - elevate a page's refcount by a flag-dependent amount
207  * @page:    pointer to page to be grabbed
208  * @flags:   gup flags: these are the FOLL_* flag values.
209  *
210  * This might not do anything at all, depending on the flags argument.
211  *
212  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
213  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the page's refcount.
214  *
215  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) may be set, but not both at the same
216  * time. Cases: please see the try_grab_folio() documentation, with
217  * "refs=1".
218  *
219  * Return: 0 for success, or if no action was required (if neither FOLL_PIN
220  * nor FOLL_GET was set, nothing is done). A negative error code for failure:
221  *
222  *   -ENOMEM            FOLL_GET or FOLL_PIN was set, but the page could not
223  *                      be grabbed.
224  */
225 int __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags)
226 {
227         struct folio *folio = page_folio(page);
228
229         if (WARN_ON_ONCE(folio_ref_count(folio) <= 0))
230                 return -ENOMEM;
231
232         if (unlikely(!(flags & FOLL_PCI_P2PDMA) && is_pci_p2pdma_page(page)))
233                 return -EREMOTEIO;
234
235         if (flags & FOLL_GET)
236                 folio_ref_inc(folio);
237         else if (flags & FOLL_PIN) {
238                 /*
239                  * Don't take a pin on the zero page - it's not going anywhere
240                  * and it is used in a *lot* of places.
241                  */
242                 if (is_zero_page(page))
243                         return 0;
244
245                 /*
246                  * Similar to try_grab_folio(): be sure to *also*
247                  * increment the normal page refcount field at least once,
248                  * so that the page really is pinned.
249                  */
250                 if (folio_test_large(folio)) {
251                         folio_ref_add(folio, 1);
252                         atomic_add(1, &folio->_pincount);
253                 } else {
254                         folio_ref_add(folio, GUP_PIN_COUNTING_BIAS);
255                 }
256
257                 node_stat_mod_folio(folio, NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, 1);
258         }
259
260         return 0;
261 }
262
263 /**
264  * unpin_user_page() - release a dma-pinned page
265  * @page:            pointer to page to be released
266  *
267  * Pages that were pinned via pin_user_pages*() must be released via either
268  * unpin_user_page(), or one of the unpin_user_pages*() routines. This is so
269  * that such pages can be separately tracked and uniquely handled. In
270  * particular, interactions with RDMA and filesystems need special handling.
271  */
272 void unpin_user_page(struct page *page)
273 {
274         sanity_check_pinned_pages(&page, 1);
275         gup_put_folio(page_folio(page), 1, FOLL_PIN);
276 }
277 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page);
278
279 /**
280  * folio_add_pin - Try to get an additional pin on a pinned folio
281  * @folio: The folio to be pinned
282  *
283  * Get an additional pin on a folio we already have a pin on.  Makes no change
284  * if the folio is a zero_page.
285  */
286 void folio_add_pin(struct folio *folio)
287 {
288         if (is_zero_folio(folio))
289                 return;
290
291         /*
292          * Similar to try_grab_folio(): be sure to *also* increment the normal
293          * page refcount field at least once, so that the page really is
294          * pinned.
295          */
296         if (folio_test_large(folio)) {
297                 WARN_ON_ONCE(atomic_read(&folio->_pincount) < 1);
298                 folio_ref_inc(folio);
299                 atomic_inc(&folio->_pincount);
300         } else {
301                 WARN_ON_ONCE(folio_ref_count(folio) < GUP_PIN_COUNTING_BIAS);
302                 folio_ref_add(folio, GUP_PIN_COUNTING_BIAS);
303         }
304 }
305
306 static inline struct folio *gup_folio_range_next(struct page *start,
307                 unsigned long npages, unsigned long i, unsigned int *ntails)
308 {
309         struct page *next = nth_page(start, i);
310         struct folio *folio = page_folio(next);
311         unsigned int nr = 1;
312
313         if (folio_test_large(folio))
314                 nr = min_t(unsigned int, npages - i,
315                            folio_nr_pages(folio) - folio_page_idx(folio, next));
316
317         *ntails = nr;
318         return folio;
319 }
320
321 static inline struct folio *gup_folio_next(struct page **list,
322                 unsigned long npages, unsigned long i, unsigned int *ntails)
323 {
324         struct folio *folio = page_folio(list[i]);
325         unsigned int nr;
326
327         for (nr = i + 1; nr < npages; nr++) {
328                 if (page_folio(list[nr]) != folio)
329                         break;
330         }
331
332         *ntails = nr - i;
333         return folio;
334 }
335
336 /**
337  * unpin_user_pages_dirty_lock() - release and optionally dirty gup-pinned pages
338  * @pages:  array of pages to be maybe marked dirty, and definitely released.
339  * @npages: number of pages in the @pages array.
340  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
341  *
342  * "gup-pinned page" refers to a page that has had one of the get_user_pages()
343  * variants called on that page.
344  *
345  * For each page in the @pages array, make that page (or its head page, if a
346  * compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the page was previously
347  * listed as clean. In any case, releases all pages using unpin_user_page(),
348  * possibly via unpin_user_pages(), for the non-dirty case.
349  *
350  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
351  *
352  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
353  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
354  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
355  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
356  *
357  */
358 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
359                                  bool make_dirty)
360 {
361         unsigned long i;
362         struct folio *folio;
363         unsigned int nr;
364
365         if (!make_dirty) {
366                 unpin_user_pages(pages, npages);
367                 return;
368         }
369
370         sanity_check_pinned_pages(pages, npages);
371         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
372                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
373                 /*
374                  * Checking PageDirty at this point may race with
375                  * clear_page_dirty_for_io(), but that's OK. Two key
376                  * cases:
377                  *
378                  * 1) This code sees the page as already dirty, so it
379                  * skips the call to set_page_dirty(). That could happen
380                  * because clear_page_dirty_for_io() called
381                  * page_mkclean(), followed by set_page_dirty().
382                  * However, now the page is going to get written back,
383                  * which meets the original intention of setting it
384                  * dirty, so all is well: clear_page_dirty_for_io() goes
385                  * on to call TestClearPageDirty(), and write the page
386                  * back.
387                  *
388                  * 2) This code sees the page as clean, so it calls
389                  * set_page_dirty(). The page stays dirty, despite being
390                  * written back, so it gets written back again in the
391                  * next writeback cycle. This is harmless.
392                  */
393                 if (!folio_test_dirty(folio)) {
394                         folio_lock(folio);
395                         folio_mark_dirty(folio);
396                         folio_unlock(folio);
397                 }
398                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
399         }
400 }
401 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages_dirty_lock);
402
403 /**
404  * unpin_user_page_range_dirty_lock() - release and optionally dirty
405  * gup-pinned page range
406  *
407  * @page:  the starting page of a range maybe marked dirty, and definitely released.
408  * @npages: number of consecutive pages to release.
409  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
410  *
411  * "gup-pinned page range" refers to a range of pages that has had one of the
412  * pin_user_pages() variants called on that page.
413  *
414  * For the page ranges defined by [page .. page+npages], make that range (or
415  * its head pages, if a compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the
416  * page range was previously listed as clean.
417  *
418  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
419  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
420  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
421  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
422  *
423  */
424 void unpin_user_page_range_dirty_lock(struct page *page, unsigned long npages,
425                                       bool make_dirty)
426 {
427         unsigned long i;
428         struct folio *folio;
429         unsigned int nr;
430
431         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
432                 folio = gup_folio_range_next(page, npages, i, &nr);
433                 if (make_dirty && !folio_test_dirty(folio)) {
434                         folio_lock(folio);
435                         folio_mark_dirty(folio);
436                         folio_unlock(folio);
437                 }
438                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
439         }
440 }
441 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page_range_dirty_lock);
442
443 static void unpin_user_pages_lockless(struct page **pages, unsigned long npages)
444 {
445         unsigned long i;
446         struct folio *folio;
447         unsigned int nr;
448
449         /*
450          * Don't perform any sanity checks because we might have raced with
451          * fork() and some anonymous pages might now actually be shared --
452          * which is why we're unpinning after all.
453          */
454         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
455                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
456                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
457         }
458 }
459
460 /**
461  * unpin_user_pages() - release an array of gup-pinned pages.
462  * @pages:  array of pages to be marked dirty and released.
463  * @npages: number of pages in the @pages array.
464  *
465  * For each page in the @pages array, release the page using unpin_user_page().
466  *
467  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
468  */
469 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages)
470 {
471         unsigned long i;
472         struct folio *folio;
473         unsigned int nr;
474
475         /*
476          * If this WARN_ON() fires, then the system *might* be leaking pages (by
477          * leaving them pinned), but probably not. More likely, gup/pup returned
478          * a hard -ERRNO error to the caller, who erroneously passed it here.
479          */
480         if (WARN_ON(IS_ERR_VALUE(npages)))
481                 return;
482
483         sanity_check_pinned_pages(pages, npages);
484         for (i = 0; i < npages; i += nr) {
485                 folio = gup_folio_next(pages, npages, i, &nr);
486                 gup_put_folio(folio, nr, FOLL_PIN);
487         }
488 }
489 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages);
490
491 /*
492  * Set the MMF_HAS_PINNED if not set yet; after set it'll be there for the mm's
493  * lifecycle.  Avoid setting the bit unless necessary, or it might cause write
494  * cache bouncing on large SMP machines for concurrent pinned gups.
495  */
496 static inline void mm_set_has_pinned_flag(unsigned long *mm_flags)
497 {
498         if (!test_bit(MMF_HAS_PINNED, mm_flags))
499                 set_bit(MMF_HAS_PINNED, mm_flags);
500 }
501
502 #ifdef CONFIG_MMU
503 static struct page *no_page_table(struct vm_area_struct *vma,
504                 unsigned int flags)
505 {
506         /*
507          * When core dumping an enormous anonymous area that nobody
508          * has touched so far, we don't want to allocate unnecessary pages or
509          * page tables.  Return error instead of NULL to skip handle_mm_fault,
510          * then get_dump_page() will return NULL to leave a hole in the dump.
511          * But we can only make this optimization where a hole would surely
512          * be zero-filled if handle_mm_fault() actually did handle it.
513          */
514         if ((flags & FOLL_DUMP) &&
515                         (vma_is_anonymous(vma) || !vma->vm_ops->fault))
516                 return ERR_PTR(-EFAULT);
517         return NULL;
518 }
519
520 static int follow_pfn_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
521                 pte_t *pte, unsigned int flags)
522 {
523         if (flags & FOLL_TOUCH) {
524                 pte_t orig_entry = ptep_get(pte);
525                 pte_t entry = orig_entry;
526
527                 if (flags & FOLL_WRITE)
528                         entry = pte_mkdirty(entry);
529                 entry = pte_mkyoung(entry);
530
531                 if (!pte_same(orig_entry, entry)) {
532                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
533                         update_mmu_cache(vma, address, pte);
534                 }
535         }
536
537         /* Proper page table entry exists, but no corresponding struct page */
538         return -EEXIST;
539 }
540
541 /* FOLL_FORCE can write to even unwritable PTEs in COW mappings. */
542 static inline bool can_follow_write_pte(pte_t pte, struct page *page,
543                                         struct vm_area_struct *vma,
544                                         unsigned int flags)
545 {
546         /* If the pte is writable, we can write to the page. */
547         if (pte_write(pte))
548                 return true;
549
550         /* Maybe FOLL_FORCE is set to override it? */
551         if (!(flags & FOLL_FORCE))
552                 return false;
553
554         /* But FOLL_FORCE has no effect on shared mappings */
555         if (vma->vm_flags & (VM_MAYSHARE | VM_SHARED))
556                 return false;
557
558         /* ... or read-only private ones */
559         if (!(vma->vm_flags & VM_MAYWRITE))
560                 return false;
561
562         /* ... or already writable ones that just need to take a write fault */
563         if (vma->vm_flags & VM_WRITE)
564                 return false;
565
566         /*
567          * See can_change_pte_writable(): we broke COW and could map the page
568          * writable if we have an exclusive anonymous page ...
569          */
570         if (!page || !PageAnon(page) || !PageAnonExclusive(page))
571                 return false;
572
573         /* ... and a write-fault isn't required for other reasons. */
574         if (vma_soft_dirty_enabled(vma) && !pte_soft_dirty(pte))
575                 return false;
576         return !userfaultfd_pte_wp(vma, pte);
577 }
578
579 static struct page *follow_page_pte(struct vm_area_struct *vma,
580                 unsigned long address, pmd_t *pmd, unsigned int flags,
581                 struct dev_pagemap **pgmap)
582 {
583         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
584         struct page *page;
585         spinlock_t *ptl;
586         pte_t *ptep, pte;
587         int ret;
588
589         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
590         if (WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_PIN | FOLL_GET)) ==
591                          (FOLL_PIN | FOLL_GET)))
592                 return ERR_PTR(-EINVAL);
593
594         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
595         if (!ptep)
596                 return no_page_table(vma, flags);
597         pte = ptep_get(ptep);
598         if (!pte_present(pte))
599                 goto no_page;
600         if (pte_protnone(pte) && !gup_can_follow_protnone(flags))
601                 goto no_page;
602
603         page = vm_normal_page(vma, address, pte);
604
605         /*
606          * We only care about anon pages in can_follow_write_pte() and don't
607          * have to worry about pte_devmap() because they are never anon.
608          */
609         if ((flags & FOLL_WRITE) &&
610             !can_follow_write_pte(pte, page, vma, flags)) {
611                 page = NULL;
612                 goto out;
613         }
614
615         if (!page && pte_devmap(pte) && (flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN))) {
616                 /*
617                  * Only return device mapping pages in the FOLL_GET or FOLL_PIN
618                  * case since they are only valid while holding the pgmap
619                  * reference.
620                  */
621                 *pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), *pgmap);
622                 if (*pgmap)
623                         page = pte_page(pte);
624                 else
625                         goto no_page;
626         } else if (unlikely(!page)) {
627                 if (flags & FOLL_DUMP) {
628                         /* Avoid special (like zero) pages in core dumps */
629                         page = ERR_PTR(-EFAULT);
630                         goto out;
631                 }
632
633                 if (is_zero_pfn(pte_pfn(pte))) {
634                         page = pte_page(pte);
635                 } else {
636                         ret = follow_pfn_pte(vma, address, ptep, flags);
637                         page = ERR_PTR(ret);
638                         goto out;
639                 }
640         }
641
642         if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(vma, flags, page)) {
643                 page = ERR_PTR(-EMLINK);
644                 goto out;
645         }
646
647         VM_BUG_ON_PAGE((flags & FOLL_PIN) && PageAnon(page) &&
648                        !PageAnonExclusive(page), page);
649
650         /* try_grab_page() does nothing unless FOLL_GET or FOLL_PIN is set. */
651         ret = try_grab_page(page, flags);
652         if (unlikely(ret)) {
653                 page = ERR_PTR(ret);
654                 goto out;
655         }
656
657         /*
658          * We need to make the page accessible if and only if we are going
659          * to access its content (the FOLL_PIN case).  Please see
660          * Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
661          */
662         if (flags & FOLL_PIN) {
663                 ret = arch_make_page_accessible(page);
664                 if (ret) {
665                         unpin_user_page(page);
666                         page = ERR_PTR(ret);
667                         goto out;
668                 }
669         }
670         if (flags & FOLL_TOUCH) {
671                 if ((flags & FOLL_WRITE) &&
672                     !pte_dirty(pte) && !PageDirty(page))
673                         set_page_dirty(page);
674                 /*
675                  * pte_mkyoung() would be more correct here, but atomic care
676                  * is needed to avoid losing the dirty bit: it is easier to use
677                  * mark_page_accessed().
678                  */
679                 mark_page_accessed(page);
680         }
681 out:
682         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
683         return page;
684 no_page:
685         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
686         if (!pte_none(pte))
687                 return NULL;
688         return no_page_table(vma, flags);
689 }
690
691 static struct page *follow_pmd_mask(struct vm_area_struct *vma,
692                                     unsigned long address, pud_t *pudp,
693                                     unsigned int flags,
694                                     struct follow_page_context *ctx)
695 {
696         pmd_t *pmd, pmdval;
697         spinlock_t *ptl;
698         struct page *page;
699         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
700
701         pmd = pmd_offset(pudp, address);
702         pmdval = pmdp_get_lockless(pmd);
703         if (pmd_none(pmdval))
704                 return no_page_table(vma, flags);
705         if (!pmd_present(pmdval))
706                 return no_page_table(vma, flags);
707         if (pmd_devmap(pmdval)) {
708                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
709                 page = follow_devmap_pmd(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
710                 spin_unlock(ptl);
711                 if (page)
712                         return page;
713         }
714         if (likely(!pmd_trans_huge(pmdval)))
715                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
716
717         if (pmd_protnone(pmdval) && !gup_can_follow_protnone(flags))
718                 return no_page_table(vma, flags);
719
720         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
721         if (unlikely(!pmd_present(*pmd))) {
722                 spin_unlock(ptl);
723                 return no_page_table(vma, flags);
724         }
725         if (unlikely(!pmd_trans_huge(*pmd))) {
726                 spin_unlock(ptl);
727                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
728         }
729         if (flags & FOLL_SPLIT_PMD) {
730                 spin_unlock(ptl);
731                 split_huge_pmd(vma, pmd, address);
732                 /* If pmd was left empty, stuff a page table in there quickly */
733                 return pte_alloc(mm, pmd) ? ERR_PTR(-ENOMEM) :
734                         follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
735         }
736         page = follow_trans_huge_pmd(vma, address, pmd, flags);
737         spin_unlock(ptl);
738         ctx->page_mask = HPAGE_PMD_NR - 1;
739         return page;
740 }
741
742 static struct page *follow_pud_mask(struct vm_area_struct *vma,
743                                     unsigned long address, p4d_t *p4dp,
744                                     unsigned int flags,
745                                     struct follow_page_context *ctx)
746 {
747         pud_t *pud;
748         spinlock_t *ptl;
749         struct page *page;
750         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
751
752         pud = pud_offset(p4dp, address);
753         if (pud_none(*pud))
754                 return no_page_table(vma, flags);
755         if (pud_devmap(*pud)) {
756                 ptl = pud_lock(mm, pud);
757                 page = follow_devmap_pud(vma, address, pud, flags, &ctx->pgmap);
758                 spin_unlock(ptl);
759                 if (page)
760                         return page;
761         }
762         if (unlikely(pud_bad(*pud)))
763                 return no_page_table(vma, flags);
764
765         return follow_pmd_mask(vma, address, pud, flags, ctx);
766 }
767
768 static struct page *follow_p4d_mask(struct vm_area_struct *vma,
769                                     unsigned long address, pgd_t *pgdp,
770                                     unsigned int flags,
771                                     struct follow_page_context *ctx)
772 {
773         p4d_t *p4d;
774
775         p4d = p4d_offset(pgdp, address);
776         if (p4d_none(*p4d))
777                 return no_page_table(vma, flags);
778         BUILD_BUG_ON(p4d_huge(*p4d));
779         if (unlikely(p4d_bad(*p4d)))
780                 return no_page_table(vma, flags);
781
782         return follow_pud_mask(vma, address, p4d, flags, ctx);
783 }
784
785 /**
786  * follow_page_mask - look up a page descriptor from a user-virtual address
787  * @vma: vm_area_struct mapping @address
788  * @address: virtual address to look up
789  * @flags: flags modifying lookup behaviour
790  * @ctx: contains dev_pagemap for %ZONE_DEVICE memory pinning and a
791  *       pointer to output page_mask
792  *
793  * @flags can have FOLL_ flags set, defined in <linux/mm.h>
794  *
795  * When getting pages from ZONE_DEVICE memory, the @ctx->pgmap caches
796  * the device's dev_pagemap metadata to avoid repeating expensive lookups.
797  *
798  * When getting an anonymous page and the caller has to trigger unsharing
799  * of a shared anonymous page first, -EMLINK is returned. The caller should
800  * trigger a fault with FAULT_FLAG_UNSHARE set. Note that unsharing is only
801  * relevant with FOLL_PIN and !FOLL_WRITE.
802  *
803  * On output, the @ctx->page_mask is set according to the size of the page.
804  *
805  * Return: the mapped (struct page *), %NULL if no mapping exists, or
806  * an error pointer if there is a mapping to something not represented
807  * by a page descriptor (see also vm_normal_page()).
808  */
809 static struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
810                               unsigned long address, unsigned int flags,
811                               struct follow_page_context *ctx)
812 {
813         pgd_t *pgd;
814         struct page *page;
815         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
816
817         ctx->page_mask = 0;
818
819         /*
820          * Call hugetlb_follow_page_mask for hugetlb vmas as it will use
821          * special hugetlb page table walking code.  This eliminates the
822          * need to check for hugetlb entries in the general walking code.
823          *
824          * hugetlb_follow_page_mask is only for follow_page() handling here.
825          * Ordinary GUP uses follow_hugetlb_page for hugetlb processing.
826          */
827         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
828                 page = hugetlb_follow_page_mask(vma, address, flags);
829                 if (!page)
830                         page = no_page_table(vma, flags);
831                 return page;
832         }
833
834         pgd = pgd_offset(mm, address);
835
836         if (pgd_none(*pgd) || unlikely(pgd_bad(*pgd)))
837                 return no_page_table(vma, flags);
838
839         return follow_p4d_mask(vma, address, pgd, flags, ctx);
840 }
841
842 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
843                          unsigned int foll_flags)
844 {
845         struct follow_page_context ctx = { NULL };
846         struct page *page;
847
848         if (vma_is_secretmem(vma))
849                 return NULL;
850
851         if (WARN_ON_ONCE(foll_flags & FOLL_PIN))
852                 return NULL;
853
854         page = follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &ctx);
855         if (ctx.pgmap)
856                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
857         return page;
858 }
859
860 static int get_gate_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
861                 unsigned int gup_flags, struct vm_area_struct **vma,
862                 struct page **page)
863 {
864         pgd_t *pgd;
865         p4d_t *p4d;
866         pud_t *pud;
867         pmd_t *pmd;
868         pte_t *pte;
869         pte_t entry;
870         int ret = -EFAULT;
871
872         /* user gate pages are read-only */
873         if (gup_flags & FOLL_WRITE)
874                 return -EFAULT;
875         if (address > TASK_SIZE)
876                 pgd = pgd_offset_k(address);
877         else
878                 pgd = pgd_offset_gate(mm, address);
879         if (pgd_none(*pgd))
880                 return -EFAULT;
881         p4d = p4d_offset(pgd, address);
882         if (p4d_none(*p4d))
883                 return -EFAULT;
884         pud = pud_offset(p4d, address);
885         if (pud_none(*pud))
886                 return -EFAULT;
887         pmd = pmd_offset(pud, address);
888         if (!pmd_present(*pmd))
889                 return -EFAULT;
890         pte = pte_offset_map(pmd, address);
891         if (!pte)
892                 return -EFAULT;
893         entry = ptep_get(pte);
894         if (pte_none(entry))
895                 goto unmap;
896         *vma = get_gate_vma(mm);
897         if (!page)
898                 goto out;
899         *page = vm_normal_page(*vma, address, entry);
900         if (!*page) {
901                 if ((gup_flags & FOLL_DUMP) || !is_zero_pfn(pte_pfn(entry)))
902                         goto unmap;
903                 *page = pte_page(entry);
904         }
905         ret = try_grab_page(*page, gup_flags);
906         if (unlikely(ret))
907                 goto unmap;
908 out:
909         ret = 0;
910 unmap:
911         pte_unmap(pte);
912         return ret;
913 }
914
915 /*
916  * mmap_lock must be held on entry.  If @flags has FOLL_UNLOCKABLE but not
917  * FOLL_NOWAIT, the mmap_lock may be released.  If it is, *@locked will be set
918  * to 0 and -EBUSY returned.
919  */
920 static int faultin_page(struct vm_area_struct *vma,
921                 unsigned long address, unsigned int *flags, bool unshare,
922                 int *locked)
923 {
924         unsigned int fault_flags = 0;
925         vm_fault_t ret;
926
927         if (*flags & FOLL_NOFAULT)
928                 return -EFAULT;
929         if (*flags & FOLL_WRITE)
930                 fault_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
931         if (*flags & FOLL_REMOTE)
932                 fault_flags |= FAULT_FLAG_REMOTE;
933         if (*flags & FOLL_UNLOCKABLE) {
934                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
935                 /*
936                  * FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE is opt-in. GUP callers must set
937                  * FOLL_INTERRUPTIBLE to enable FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE.
938                  * That's because some callers may not be prepared to
939                  * handle early exits caused by non-fatal signals.
940                  */
941                 if (*flags & FOLL_INTERRUPTIBLE)
942                         fault_flags |= FAULT_FLAG_INTERRUPTIBLE;
943         }
944         if (*flags & FOLL_NOWAIT)
945                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
946         if (*flags & FOLL_TRIED) {
947                 /*
948                  * Note: FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_TRIED
949                  * can co-exist
950                  */
951                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
952         }
953         if (unshare) {
954                 fault_flags |= FAULT_FLAG_UNSHARE;
955                 /* FAULT_FLAG_WRITE and FAULT_FLAG_UNSHARE are incompatible */
956                 VM_BUG_ON(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
957         }
958
959         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
960
961         if (ret & VM_FAULT_COMPLETED) {
962                 /*
963                  * With FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT we'll never release the
964                  * mmap lock in the page fault handler. Sanity check this.
965                  */
966                 WARN_ON_ONCE(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT);
967                 *locked = 0;
968
969                 /*
970                  * We should do the same as VM_FAULT_RETRY, but let's not
971                  * return -EBUSY since that's not reflecting the reality of
972                  * what has happened - we've just fully completed a page
973                  * fault, with the mmap lock released.  Use -EAGAIN to show
974                  * that we want to take the mmap lock _again_.
975                  */
976                 return -EAGAIN;
977         }
978
979         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
980                 int err = vm_fault_to_errno(ret, *flags);
981
982                 if (err)
983                         return err;
984                 BUG();
985         }
986
987         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
988                 if (!(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT))
989                         *locked = 0;
990                 return -EBUSY;
991         }
992
993         return 0;
994 }
995
996 /*
997  * Writing to file-backed mappings which require folio dirty tracking using GUP
998  * is a fundamentally broken operation, as kernel write access to GUP mappings
999  * do not adhere to the semantics expected by a file system.
1000  *
1001  * Consider the following scenario:-
1002  *
1003  * 1. A folio is written to via GUP which write-faults the memory, notifying
1004  *    the file system and dirtying the folio.
1005  * 2. Later, writeback is triggered, resulting in the folio being cleaned and
1006  *    the PTE being marked read-only.
1007  * 3. The GUP caller writes to the folio, as it is mapped read/write via the
1008  *    direct mapping.
1009  * 4. The GUP caller, now done with the page, unpins it and sets it dirty
1010  *    (though it does not have to).
1011  *
1012  * This results in both data being written to a folio without writenotify, and
1013  * the folio being dirtied unexpectedly (if the caller decides to do so).
1014  */
1015 static bool writable_file_mapping_allowed(struct vm_area_struct *vma,
1016                                           unsigned long gup_flags)
1017 {
1018         /*
1019          * If we aren't pinning then no problematic write can occur. A long term
1020          * pin is the most egregious case so this is the case we disallow.
1021          */
1022         if ((gup_flags & (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM)) !=
1023             (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM))
1024                 return true;
1025
1026         /*
1027          * If the VMA does not require dirty tracking then no problematic write
1028          * can occur either.
1029          */
1030         return !vma_needs_dirty_tracking(vma);
1031 }
1032
1033 static int check_vma_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long gup_flags)
1034 {
1035         vm_flags_t vm_flags = vma->vm_flags;
1036         int write = (gup_flags & FOLL_WRITE);
1037         int foreign = (gup_flags & FOLL_REMOTE);
1038         bool vma_anon = vma_is_anonymous(vma);
1039
1040         if (vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1041                 return -EFAULT;
1042
1043         if ((gup_flags & FOLL_ANON) && !vma_anon)
1044                 return -EFAULT;
1045
1046         if ((gup_flags & FOLL_LONGTERM) && vma_is_fsdax(vma))
1047                 return -EOPNOTSUPP;
1048
1049         if (vma_is_secretmem(vma))
1050                 return -EFAULT;
1051
1052         if (write) {
1053                 if (!vma_anon &&
1054                     !writable_file_mapping_allowed(vma, gup_flags))
1055                         return -EFAULT;
1056
1057                 if (!(vm_flags & VM_WRITE)) {
1058                         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1059                                 return -EFAULT;
1060                         /* hugetlb does not support FOLL_FORCE|FOLL_WRITE. */
1061                         if (is_vm_hugetlb_page(vma))
1062                                 return -EFAULT;
1063                         /*
1064                          * We used to let the write,force case do COW in a
1065                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
1066                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
1067                          * executable, without corrupting the file (yet only
1068                          * when that file had been opened for writing!).
1069                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
1070                          * just reject it.
1071                          */
1072                         if (!is_cow_mapping(vm_flags))
1073                                 return -EFAULT;
1074                 }
1075         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
1076                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1077                         return -EFAULT;
1078                 /*
1079                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
1080                  * have VM_MAYREAD set?
1081                  */
1082                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
1083                         return -EFAULT;
1084         }
1085         /*
1086          * gups are always data accesses, not instruction
1087          * fetches, so execute=false here
1088          */
1089         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1090                 return -EFAULT;
1091         return 0;
1092 }
1093
1094 /**
1095  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
1096  * @mm:         mm_struct of target mm
1097  * @start:      starting user address
1098  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1099  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
1100  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1101  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1102  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1103  * @locked:     whether we're still with the mmap_lock held
1104  *
1105  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
1106  * number requested), or an error. Details about the return value:
1107  *
1108  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
1109  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
1110  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
1111  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
1112  * -- 0 return value is possible when the fault would need to be retried.
1113  *
1114  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
1115  *
1116  * Must be called with mmap_lock held.  It may be released.  See below.
1117  *
1118  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
1119  * each struct page that each user address corresponds to at a given
1120  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1121  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1122  *
1123  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1124  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
1125  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1126  * and subsequently re-faulted). However it does guarantee that the page
1127  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1128  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1129  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1130  * locks can't be held over the syscall boundary.
1131  *
1132  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
1133  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
1134  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
1135  * before put_page is called.
1136  *
1137  * If FOLL_UNLOCKABLE is set without FOLL_NOWAIT then the mmap_lock may
1138  * be released. If this happens *@locked will be set to 0 on return.
1139  *
1140  * A caller using such a combination of @gup_flags must therefore hold the
1141  * mmap_lock for reading only, and recognize when it's been released. Otherwise,
1142  * it must be held for either reading or writing and will not be released.
1143  *
1144  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
1145  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
1146  * you need some special @gup_flags.
1147  */
1148 static long __get_user_pages(struct mm_struct *mm,
1149                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1150                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1151                 int *locked)
1152 {
1153         long ret = 0, i = 0;
1154         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1155         struct follow_page_context ctx = { NULL };
1156
1157         if (!nr_pages)
1158                 return 0;
1159
1160         start = untagged_addr_remote(mm, start);
1161
1162         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)));
1163
1164         do {
1165                 struct page *page;
1166                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
1167                 unsigned int page_increm;
1168
1169                 /* first iteration or cross vma bound */
1170                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
1171                         vma = find_vma(mm, start);
1172                         if (vma && (start < vma->vm_start)) {
1173                                 WARN_ON_ONCE(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1174                                 vma = NULL;
1175                         }
1176                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
1177                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
1178                                                 gup_flags, &vma,
1179                                                 pages ? &pages[i] : NULL);
1180                                 if (ret)
1181                                         goto out;
1182                                 ctx.page_mask = 0;
1183                                 goto next_page;
1184                         }
1185
1186                         if (!vma) {
1187                                 ret = -EFAULT;
1188                                 goto out;
1189                         }
1190                         ret = check_vma_flags(vma, gup_flags);
1191                         if (ret)
1192                                 goto out;
1193
1194                         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
1195                                 i = follow_hugetlb_page(mm, vma, pages,
1196                                                         &start, &nr_pages, i,
1197                                                         gup_flags, locked);
1198                                 if (!*locked) {
1199                                         /*
1200                                          * We've got a VM_FAULT_RETRY
1201                                          * and we've lost mmap_lock.
1202                                          * We must stop here.
1203                                          */
1204                                         BUG_ON(gup_flags & FOLL_NOWAIT);
1205                                         goto out;
1206                                 }
1207                                 continue;
1208                         }
1209                 }
1210 retry:
1211                 /*
1212                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
1213                  * potentially allocating memory.
1214                  */
1215                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1216                         ret = -EINTR;
1217                         goto out;
1218                 }
1219                 cond_resched();
1220
1221                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &ctx);
1222                 if (!page || PTR_ERR(page) == -EMLINK) {
1223                         ret = faultin_page(vma, start, &foll_flags,
1224                                            PTR_ERR(page) == -EMLINK, locked);
1225                         switch (ret) {
1226                         case 0:
1227                                 goto retry;
1228                         case -EBUSY:
1229                         case -EAGAIN:
1230                                 ret = 0;
1231                                 fallthrough;
1232                         case -EFAULT:
1233                         case -ENOMEM:
1234                         case -EHWPOISON:
1235                                 goto out;
1236                         }
1237                         BUG();
1238                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
1239                         /*
1240                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
1241                          * struct page. If the caller expects **pages to be
1242                          * filled in, bail out now, because that can't be done
1243                          * for this page.
1244                          */
1245                         if (pages) {
1246                                 ret = PTR_ERR(page);
1247                                 goto out;
1248                         }
1249
1250                         goto next_page;
1251                 } else if (IS_ERR(page)) {
1252                         ret = PTR_ERR(page);
1253                         goto out;
1254                 }
1255                 if (pages) {
1256                         pages[i] = page;
1257                         flush_anon_page(vma, page, start);
1258                         flush_dcache_page(page);
1259                         ctx.page_mask = 0;
1260                 }
1261 next_page:
1262                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & ctx.page_mask);
1263                 if (page_increm > nr_pages)
1264                         page_increm = nr_pages;
1265                 i += page_increm;
1266                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
1267                 nr_pages -= page_increm;
1268         } while (nr_pages);
1269 out:
1270         if (ctx.pgmap)
1271                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
1272         return i ? i : ret;
1273 }
1274
1275 static bool vma_permits_fault(struct vm_area_struct *vma,
1276                               unsigned int fault_flags)
1277 {
1278         bool write   = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
1279         bool foreign = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_REMOTE);
1280         vm_flags_t vm_flags = write ? VM_WRITE : VM_READ;
1281
1282         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
1283                 return false;
1284
1285         /*
1286          * The architecture might have a hardware protection
1287          * mechanism other than read/write that can deny access.
1288          *
1289          * gup always represents data access, not instruction
1290          * fetches, so execute=false here:
1291          */
1292         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1293                 return false;
1294
1295         return true;
1296 }
1297
1298 /**
1299  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
1300  * @mm:         mm_struct of target mm
1301  * @address:    user address
1302  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
1303  * @unlocked:   did we unlock the mmap_lock while retrying, maybe NULL if caller
1304  *              does not allow retry. If NULL, the caller must guarantee
1305  *              that fault_flags does not contain FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
1306  *
1307  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
1308  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
1309  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
1310  * trying again.
1311  *
1312  * Typically this is meant to be used by the futex code.
1313  *
1314  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
1315  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
1316  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
1317  * get_user_pages() only guarantees to update these in the struct page.
1318  *
1319  * This is important for some architectures where those bits also gate the
1320  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
1321  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
1322  * succeed.
1323  *
1324  * This function will not return with an unlocked mmap_lock. So it has not the
1325  * same semantics wrt the @mm->mmap_lock as does filemap_fault().
1326  */
1327 int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1328                      unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1329                      bool *unlocked)
1330 {
1331         struct vm_area_struct *vma;
1332         vm_fault_t ret;
1333
1334         address = untagged_addr_remote(mm, address);
1335
1336         if (unlocked)
1337                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1338
1339 retry:
1340         vma = find_vma(mm, address);
1341         if (!vma)
1342                 return -EFAULT;
1343         if (address < vma->vm_start ) {
1344                 WARN_ON_ONCE(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN);
1345                 return -EFAULT;
1346         }
1347
1348         if (!vma_permits_fault(vma, fault_flags))
1349                 return -EFAULT;
1350
1351         if ((fault_flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) &&
1352             fatal_signal_pending(current))
1353                 return -EINTR;
1354
1355         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
1356
1357         if (ret & VM_FAULT_COMPLETED) {
1358                 /*
1359                  * NOTE: it's a pity that we need to retake the lock here
1360                  * to pair with the unlock() in the callers. Ideally we
1361                  * could tell the callers so they do not need to unlock.
1362                  */
1363                 mmap_read_lock(mm);
1364                 *unlocked = true;
1365                 return 0;
1366         }
1367
1368         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
1369                 int err = vm_fault_to_errno(ret, 0);
1370
1371                 if (err)
1372                         return err;
1373                 BUG();
1374         }
1375
1376         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
1377                 mmap_read_lock(mm);
1378                 *unlocked = true;
1379                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1380                 goto retry;
1381         }
1382
1383         return 0;
1384 }
1385 EXPORT_SYMBOL_GPL(fixup_user_fault);
1386
1387 /*
1388  * GUP always responds to fatal signals.  When FOLL_INTERRUPTIBLE is
1389  * specified, it'll also respond to generic signals.  The caller of GUP
1390  * that has FOLL_INTERRUPTIBLE should take care of the GUP interruption.
1391  */
1392 static bool gup_signal_pending(unsigned int flags)
1393 {
1394         if (fatal_signal_pending(current))
1395                 return true;
1396
1397         if (!(flags & FOLL_INTERRUPTIBLE))
1398                 return false;
1399
1400         return signal_pending(current);
1401 }
1402
1403 /*
1404  * Locking: (*locked == 1) means that the mmap_lock has already been acquired by
1405  * the caller. This function may drop the mmap_lock. If it does so, then it will
1406  * set (*locked = 0).
1407  *
1408  * (*locked == 0) means that the caller expects this function to acquire and
1409  * drop the mmap_lock. Therefore, the value of *locked will still be zero when
1410  * the function returns, even though it may have changed temporarily during
1411  * function execution.
1412  *
1413  * Please note that this function, unlike __get_user_pages(), will not return 0
1414  * for nr_pages > 0, unless FOLL_NOWAIT is used.
1415  */
1416 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm,
1417                                                 unsigned long start,
1418                                                 unsigned long nr_pages,
1419                                                 struct page **pages,
1420                                                 int *locked,
1421                                                 unsigned int flags)
1422 {
1423         long ret, pages_done;
1424         bool must_unlock = false;
1425
1426         /*
1427          * The internal caller expects GUP to manage the lock internally and the
1428          * lock must be released when this returns.
1429          */
1430         if (!*locked) {
1431                 if (mmap_read_lock_killable(mm))
1432                         return -EAGAIN;
1433                 must_unlock = true;
1434                 *locked = 1;
1435         }
1436         else
1437                 mmap_assert_locked(mm);
1438
1439         if (flags & FOLL_PIN)
1440                 mm_set_has_pinned_flag(&mm->flags);
1441
1442         /*
1443          * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive. Traditional behavior
1444          * is to set FOLL_GET if the caller wants pages[] filled in (but has
1445          * carelessly failed to specify FOLL_GET), so keep doing that, but only
1446          * for FOLL_GET, not for the newer FOLL_PIN.
1447          *
1448          * FOLL_PIN always expects pages to be non-null, but no need to assert
1449          * that here, as any failures will be obvious enough.
1450          */
1451         if (pages && !(flags & FOLL_PIN))
1452                 flags |= FOLL_GET;
1453
1454         pages_done = 0;
1455         for (;;) {
1456                 ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, flags, pages,
1457                                        locked);
1458                 if (!(flags & FOLL_UNLOCKABLE)) {
1459                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
1460                         pages_done = ret;
1461                         break;
1462                 }
1463
1464                 /* VM_FAULT_RETRY or VM_FAULT_COMPLETED cannot return errors */
1465                 if (!*locked) {
1466                         BUG_ON(ret < 0);
1467                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
1468                 }
1469
1470                 if (ret > 0) {
1471                         nr_pages -= ret;
1472                         pages_done += ret;
1473                         if (!nr_pages)
1474                                 break;
1475                 }
1476                 if (*locked) {
1477                         /*
1478                          * VM_FAULT_RETRY didn't trigger or it was a
1479                          * FOLL_NOWAIT.
1480                          */
1481                         if (!pages_done)
1482                                 pages_done = ret;
1483                         break;
1484                 }
1485                 /*
1486                  * VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset.
1487                  * For the prefault case (!pages) we only update counts.
1488                  */
1489                 if (likely(pages))
1490                         pages += ret;
1491                 start += ret << PAGE_SHIFT;
1492
1493                 /* The lock was temporarily dropped, so we must unlock later */
1494                 must_unlock = true;
1495
1496 retry:
1497                 /*
1498                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
1499                  * with both FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and
1500                  * FAULT_FLAG_TRIED.  Note that GUP can be interrupted
1501                  * by fatal signals of even common signals, depending on
1502                  * the caller's request. So we need to check it before we
1503                  * start trying again otherwise it can loop forever.
1504                  */
1505                 if (gup_signal_pending(flags)) {
1506                         if (!pages_done)
1507                                 pages_done = -EINTR;
1508                         break;
1509                 }
1510
1511                 ret = mmap_read_lock_killable(mm);
1512                 if (ret) {
1513                         BUG_ON(ret > 0);
1514                         if (!pages_done)
1515                                 pages_done = ret;
1516                         break;
1517                 }
1518
1519                 *locked = 1;
1520                 ret = __get_user_pages(mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
1521                                        pages, locked);
1522                 if (!*locked) {
1523                         /* Continue to retry until we succeeded */
1524                         BUG_ON(ret != 0);
1525                         goto retry;
1526                 }
1527                 if (ret != 1) {
1528                         BUG_ON(ret > 1);
1529                         if (!pages_done)
1530                                 pages_done = ret;
1531                         break;
1532                 }
1533                 nr_pages--;
1534                 pages_done++;
1535                 if (!nr_pages)
1536                         break;
1537                 if (likely(pages))
1538                         pages++;
1539                 start += PAGE_SIZE;
1540         }
1541         if (must_unlock && *locked) {
1542                 /*
1543                  * We either temporarily dropped the lock, or the caller
1544                  * requested that we both acquire and drop the lock. Either way,
1545                  * we must now unlock, and notify the caller of that state.
1546                  */
1547                 mmap_read_unlock(mm);
1548                 *locked = 0;
1549         }
1550         return pages_done;
1551 }
1552
1553 /**
1554  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
1555  * @vma:   target vma
1556  * @start: start address
1557  * @end:   end address
1558  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1559  *
1560  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
1561  *
1562  * Return either number of pages pinned in the vma, or a negative error
1563  * code on error.
1564  *
1565  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held.
1566  *
1567  * If @locked is NULL, it may be held for read or write and will
1568  * be unperturbed.
1569  *
1570  * If @locked is non-NULL, it must held for read only and may be
1571  * released.  If it's released, *@locked will be set to 0.
1572  */
1573 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
1574                 unsigned long start, unsigned long end, int *locked)
1575 {
1576         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1577         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1578         int local_locked = 1;
1579         int gup_flags;
1580         long ret;
1581
1582         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(start));
1583         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(end));
1584         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1585         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
1586         mmap_assert_locked(mm);
1587
1588         /*
1589          * Rightly or wrongly, the VM_LOCKONFAULT case has never used
1590          * faultin_page() to break COW, so it has no work to do here.
1591          */
1592         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
1593                 return nr_pages;
1594
1595         gup_flags = FOLL_TOUCH;
1596         /*
1597          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
1598          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
1599          * and we would not want to dirty them for nothing.
1600          */
1601         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
1602                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1603
1604         /*
1605          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
1606          * other than PROT_NONE.
1607          */
1608         if (vma_is_accessible(vma))
1609                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
1610
1611         if (locked)
1612                 gup_flags |= FOLL_UNLOCKABLE;
1613
1614         /*
1615          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
1616          * not result in a stack expansion that recurses back here.
1617          */
1618         ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1619                                NULL, locked ? locked : &local_locked);
1620         lru_add_drain();
1621         return ret;
1622 }
1623
1624 /*
1625  * faultin_vma_page_range() - populate (prefault) page tables inside the
1626  *                            given VMA range readable/writable
1627  *
1628  * This takes care of mlocking the pages, too, if VM_LOCKED is set.
1629  *
1630  * @vma: target vma
1631  * @start: start address
1632  * @end: end address
1633  * @write: whether to prefault readable or writable
1634  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1635  *
1636  * Returns either number of processed pages in the vma, or a negative error
1637  * code on error (see __get_user_pages()).
1638  *
1639  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held. The range must be page-aligned and
1640  * covered by the VMA. If it's released, *@locked will be set to 0.
1641  */
1642 long faultin_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start,
1643                             unsigned long end, bool write, int *locked)
1644 {
1645         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1646         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1647         int gup_flags;
1648         long ret;
1649
1650         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(start));
1651         VM_BUG_ON(!PAGE_ALIGNED(end));
1652         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1653         VM_BUG_ON_VMA(end > vma->vm_end, vma);
1654         mmap_assert_locked(mm);
1655
1656         /*
1657          * FOLL_TOUCH: Mark page accessed and thereby young; will also mark
1658          *             the page dirty with FOLL_WRITE -- which doesn't make a
1659          *             difference with !FOLL_FORCE, because the page is writable
1660          *             in the page table.
1661          * FOLL_HWPOISON: Return -EHWPOISON instead of -EFAULT when we hit
1662          *                a poisoned page.
1663          * !FOLL_FORCE: Require proper access permissions.
1664          */
1665         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_HWPOISON | FOLL_UNLOCKABLE;
1666         if (write)
1667                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1668
1669         /*
1670          * We want to report -EINVAL instead of -EFAULT for any permission
1671          * problems or incompatible mappings.
1672          */
1673         if (check_vma_flags(vma, gup_flags))
1674                 return -EINVAL;
1675
1676         ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1677                                NULL, locked);
1678         lru_add_drain();
1679         return ret;
1680 }
1681
1682 /*
1683  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
1684  *
1685  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
1686  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
1687  * mmap_lock must not be held.
1688  */
1689 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
1690 {
1691         struct mm_struct *mm = current->mm;
1692         unsigned long end, nstart, nend;
1693         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1694         int locked = 0;
1695         long ret = 0;
1696
1697         end = start + len;
1698
1699         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
1700                 /*
1701                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
1702                  * Find first corresponding VMA.
1703                  */
1704                 if (!locked) {
1705                         locked = 1;
1706                         mmap_read_lock(mm);
1707                         vma = find_vma_intersection(mm, nstart, end);
1708                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
1709                         vma = find_vma_intersection(mm, vma->vm_end, end);
1710
1711                 if (!vma)
1712                         break;
1713                 /*
1714                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
1715                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
1716                  */
1717                 nend = min(end, vma->vm_end);
1718                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1719                         continue;
1720                 if (nstart < vma->vm_start)
1721                         nstart = vma->vm_start;
1722                 /*
1723                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
1724                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
1725                  * if the vma was already munlocked.
1726                  */
1727                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
1728                 if (ret < 0) {
1729                         if (ignore_errors) {
1730                                 ret = 0;
1731                                 continue;       /* continue at next VMA */
1732                         }
1733                         break;
1734                 }
1735                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
1736                 ret = 0;
1737         }
1738         if (locked)
1739                 mmap_read_unlock(mm);
1740         return ret;     /* 0 or negative error code */
1741 }
1742 #else /* CONFIG_MMU */
1743 static long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1744                 unsigned long nr_pages, struct page **pages,
1745                 int *locked, unsigned int foll_flags)
1746 {
1747         struct vm_area_struct *vma;
1748         bool must_unlock = false;
1749         unsigned long vm_flags;
1750         long i;
1751
1752         if (!nr_pages)
1753                 return 0;
1754
1755         /*
1756          * The internal caller expects GUP to manage the lock internally and the
1757          * lock must be released when this returns.
1758          */
1759         if (!*locked) {
1760                 if (mmap_read_lock_killable(mm))
1761                         return -EAGAIN;
1762                 must_unlock = true;
1763                 *locked = 1;
1764         }
1765
1766         /* calculate required read or write permissions.
1767          * If FOLL_FORCE is set, we only require the "MAY" flags.
1768          */
1769         vm_flags  = (foll_flags & FOLL_WRITE) ?
1770                         (VM_WRITE | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_MAYREAD);
1771         vm_flags &= (foll_flags & FOLL_FORCE) ?
1772                         (VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_WRITE);
1773
1774         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1775                 vma = find_vma(mm, start);
1776                 if (!vma)
1777                         break;
1778
1779                 /* protect what we can, including chardevs */
1780                 if ((vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP)) ||
1781                     !(vm_flags & vma->vm_flags))
1782                         break;
1783
1784                 if (pages) {
1785                         pages[i] = virt_to_page((void *)start);
1786                         if (pages[i])
1787                                 get_page(pages[i]);
1788                 }
1789
1790                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1791         }
1792
1793         if (must_unlock && *locked) {
1794                 mmap_read_unlock(mm);
1795                 *locked = 0;
1796         }
1797
1798         return i ? : -EFAULT;
1799 }
1800 #endif /* !CONFIG_MMU */
1801
1802 /**
1803  * fault_in_writeable - fault in userspace address range for writing
1804  * @uaddr: start of address range
1805  * @size: size of address range
1806  *
1807  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1808  * copy_from_user()).
1809  */
1810 size_t fault_in_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
1811 {
1812         char __user *start = uaddr, *end;
1813
1814         if (unlikely(size == 0))
1815                 return 0;
1816         if (!user_write_access_begin(uaddr, size))
1817                 return size;
1818         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr)) {
1819                 unsafe_put_user(0, uaddr, out);
1820                 uaddr = (char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)uaddr);
1821         }
1822         end = (char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start + size);
1823         if (unlikely(end < start))
1824                 end = NULL;
1825         while (uaddr != end) {
1826                 unsafe_put_user(0, uaddr, out);
1827                 uaddr += PAGE_SIZE;
1828         }
1829
1830 out:
1831         user_write_access_end();
1832         if (size > uaddr - start)
1833                 return size - (uaddr - start);
1834         return 0;
1835 }
1836 EXPORT_SYMBOL(fault_in_writeable);
1837
1838 /**
1839  * fault_in_subpage_writeable - fault in an address range for writing
1840  * @uaddr: start of address range
1841  * @size: size of address range
1842  *
1843  * Fault in a user address range for writing while checking for permissions at
1844  * sub-page granularity (e.g. arm64 MTE). This function should be used when
1845  * the caller cannot guarantee forward progress of a copy_to_user() loop.
1846  *
1847  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1848  * copy_from_user()).
1849  */
1850 size_t fault_in_subpage_writeable(char __user *uaddr, size_t size)
1851 {
1852         size_t faulted_in;
1853
1854         /*
1855          * Attempt faulting in at page granularity first for page table
1856          * permission checking. The arch-specific probe_subpage_writeable()
1857          * functions may not check for this.
1858          */
1859         faulted_in = size - fault_in_writeable(uaddr, size);
1860         if (faulted_in)
1861                 faulted_in -= probe_subpage_writeable(uaddr, faulted_in);
1862
1863         return size - faulted_in;
1864 }
1865 EXPORT_SYMBOL(fault_in_subpage_writeable);
1866
1867 /*
1868  * fault_in_safe_writeable - fault in an address range for writing
1869  * @uaddr: start of address range
1870  * @size: length of address range
1871  *
1872  * Faults in an address range for writing.  This is primarily useful when we
1873  * already know that some or all of the pages in the address range aren't in
1874  * memory.
1875  *
1876  * Unlike fault_in_writeable(), this function is non-destructive.
1877  *
1878  * Note that we don't pin or otherwise hold the pages referenced that we fault
1879  * in.  There's no guarantee that they'll stay in memory for any duration of
1880  * time.
1881  *
1882  * Returns the number of bytes not faulted in, like copy_to_user() and
1883  * copy_from_user().
1884  */
1885 size_t fault_in_safe_writeable(const char __user *uaddr, size_t size)
1886 {
1887         unsigned long start = (unsigned long)uaddr, end;
1888         struct mm_struct *mm = current->mm;
1889         bool unlocked = false;
1890
1891         if (unlikely(size == 0))
1892                 return 0;
1893         end = PAGE_ALIGN(start + size);
1894         if (end < start)
1895                 end = 0;
1896
1897         mmap_read_lock(mm);
1898         do {
1899                 if (fixup_user_fault(mm, start, FAULT_FLAG_WRITE, &unlocked))
1900                         break;
1901                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1902         } while (start != end);
1903         mmap_read_unlock(mm);
1904
1905         if (size > (unsigned long)uaddr - start)
1906                 return size - ((unsigned long)uaddr - start);
1907         return 0;
1908 }
1909 EXPORT_SYMBOL(fault_in_safe_writeable);
1910
1911 /**
1912  * fault_in_readable - fault in userspace address range for reading
1913  * @uaddr: start of user address range
1914  * @size: size of user address range
1915  *
1916  * Returns the number of bytes not faulted in (like copy_to_user() and
1917  * copy_from_user()).
1918  */
1919 size_t fault_in_readable(const char __user *uaddr, size_t size)
1920 {
1921         const char __user *start = uaddr, *end;
1922         volatile char c;
1923
1924         if (unlikely(size == 0))
1925                 return 0;
1926         if (!user_read_access_begin(uaddr, size))
1927                 return size;
1928         if (!PAGE_ALIGNED(uaddr)) {
1929                 unsafe_get_user(c, uaddr, out);
1930                 uaddr = (const char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)uaddr);
1931         }
1932         end = (const char __user *)PAGE_ALIGN((unsigned long)start + size);
1933         if (unlikely(end < start))
1934                 end = NULL;
1935         while (uaddr != end) {
1936                 unsafe_get_user(c, uaddr, out);
1937                 uaddr += PAGE_SIZE;
1938         }
1939
1940 out:
1941         user_read_access_end();
1942         (void)c;
1943         if (size > uaddr - start)
1944                 return size - (uaddr - start);
1945         return 0;
1946 }
1947 EXPORT_SYMBOL(fault_in_readable);
1948
1949 /**
1950  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
1951  * @addr: user address
1952  *
1953  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
1954  * to be freed afterwards by put_page().
1955  *
1956  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
1957  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
1958  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
1959  * allowing a hole to be left in the corefile to save disk space.
1960  *
1961  * Called without mmap_lock (takes and releases the mmap_lock by itself).
1962  */
1963 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
1964 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
1965 {
1966         struct page *page;
1967         int locked = 0;
1968         int ret;
1969
1970         ret = __get_user_pages_locked(current->mm, addr, 1, &page, &locked,
1971                                       FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET);
1972         return (ret == 1) ? page : NULL;
1973 }
1974 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
1975
1976 #ifdef CONFIG_MIGRATION
1977 /*
1978  * Returns the number of collected pages. Return value is always >= 0.
1979  */
1980 static unsigned long collect_longterm_unpinnable_pages(
1981                                         struct list_head *movable_page_list,
1982                                         unsigned long nr_pages,
1983                                         struct page **pages)
1984 {
1985         unsigned long i, collected = 0;
1986         struct folio *prev_folio = NULL;
1987         bool drain_allow = true;
1988
1989         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1990                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
1991
1992                 if (folio == prev_folio)
1993                         continue;
1994                 prev_folio = folio;
1995
1996                 if (folio_is_longterm_pinnable(folio))
1997                         continue;
1998
1999                 collected++;
2000
2001                 if (folio_is_device_coherent(folio))
2002                         continue;
2003
2004                 if (folio_test_hugetlb(folio)) {
2005                         isolate_hugetlb(folio, movable_page_list);
2006                         continue;
2007                 }
2008
2009                 if (!folio_test_lru(folio) && drain_allow) {
2010                         lru_add_drain_all();
2011                         drain_allow = false;
2012                 }
2013
2014                 if (!folio_isolate_lru(folio))
2015                         continue;
2016
2017                 list_add_tail(&folio->lru, movable_page_list);
2018                 node_stat_mod_folio(folio,
2019                                     NR_ISOLATED_ANON + folio_is_file_lru(folio),
2020                                     folio_nr_pages(folio));
2021         }
2022
2023         return collected;
2024 }
2025
2026 /*
2027  * Unpins all pages and migrates device coherent pages and movable_page_list.
2028  * Returns -EAGAIN if all pages were successfully migrated or -errno for failure
2029  * (or partial success).
2030  */
2031 static int migrate_longterm_unpinnable_pages(
2032                                         struct list_head *movable_page_list,
2033                                         unsigned long nr_pages,
2034                                         struct page **pages)
2035 {
2036         int ret;
2037         unsigned long i;
2038
2039         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
2040                 struct folio *folio = page_folio(pages[i]);
2041
2042                 if (folio_is_device_coherent(folio)) {
2043                         /*
2044                          * Migration will fail if the page is pinned, so convert
2045                          * the pin on the source page to a normal reference.
2046                          */
2047                         pages[i] = NULL;
2048                         folio_get(folio);
2049                         gup_put_folio(folio, 1, FOLL_PIN);
2050
2051                         if (migrate_device_coherent_page(&folio->page)) {
2052                                 ret = -EBUSY;
2053                                 goto err;
2054                         }
2055
2056                         continue;
2057                 }
2058
2059                 /*
2060                  * We can't migrate pages with unexpected references, so drop
2061                  * the reference obtained by __get_user_pages_locked().
2062                  * Migrating pages have been added to movable_page_list after
2063                  * calling folio_isolate_lru() which takes a reference so the
2064                  * page won't be freed if it's migrating.
2065                  */
2066                 unpin_user_page(pages[i]);
2067                 pages[i] = NULL;
2068         }
2069
2070         if (!list_empty(movable_page_list)) {
2071                 struct migration_target_control mtc = {
2072                         .nid = NUMA_NO_NODE,
2073                         .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_NOWARN,
2074                 };
2075
2076                 if (migrate_pages(movable_page_list, alloc_migration_target,
2077                                   NULL, (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC,
2078                                   MR_LONGTERM_PIN, NULL)) {
2079                         ret = -ENOMEM;
2080                         goto err;
2081                 }
2082         }
2083
2084         putback_movable_pages(movable_page_list);
2085
2086         return -EAGAIN;
2087
2088 err:
2089         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
2090                 if (pages[i])
2091                         unpin_user_page(pages[i]);
2092         putback_movable_pages(movable_page_list);
2093
2094         return ret;
2095 }
2096
2097 /*
2098  * Check whether all pages are *allowed* to be pinned. Rather confusingly, all
2099  * pages in the range are required to be pinned via FOLL_PIN, before calling
2100  * this routine.
2101  *
2102  * If any pages in the range are not allowed to be pinned, then this routine
2103  * will migrate those pages away, unpin all the pages in the range and return
2104  * -EAGAIN. The caller should re-pin the entire range with FOLL_PIN and then
2105  * call this routine again.
2106  *
2107  * If an error other than -EAGAIN occurs, this indicates a migration failure.
2108  * The caller should give up, and propagate the error back up the call stack.
2109  *
2110  * If everything is OK and all pages in the range are allowed to be pinned, then
2111  * this routine leaves all pages pinned and returns zero for success.
2112  */
2113 static long check_and_migrate_movable_pages(unsigned long nr_pages,
2114                                             struct page **pages)
2115 {
2116         unsigned long collected;
2117         LIST_HEAD(movable_page_list);
2118
2119         collected = collect_longterm_unpinnable_pages(&movable_page_list,
2120                                                 nr_pages, pages);
2121         if (!collected)
2122                 return 0;
2123
2124         return migrate_longterm_unpinnable_pages(&movable_page_list, nr_pages,
2125                                                 pages);
2126 }
2127 #else
2128 static long check_and_migrate_movable_pages(unsigned long nr_pages,
2129                                             struct page **pages)
2130 {
2131         return 0;
2132 }
2133 #endif /* CONFIG_MIGRATION */
2134
2135 /*
2136  * __gup_longterm_locked() is a wrapper for __get_user_pages_locked which
2137  * allows us to process the FOLL_LONGTERM flag.
2138  */
2139 static long __gup_longterm_locked(struct mm_struct *mm,
2140                                   unsigned long start,
2141                                   unsigned long nr_pages,
2142                                   struct page **pages,
2143                                   int *locked,
2144                                   unsigned int gup_flags)
2145 {
2146         unsigned int flags;
2147         long rc, nr_pinned_pages;
2148
2149         if (!(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2150                 return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages,
2151                                                locked, gup_flags);
2152
2153         flags = memalloc_pin_save();
2154         do {
2155                 nr_pinned_pages = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages,
2156                                                           pages, locked,
2157                                                           gup_flags);
2158                 if (nr_pinned_pages <= 0) {
2159                         rc = nr_pinned_pages;
2160                         break;
2161                 }
2162
2163                 /* FOLL_LONGTERM implies FOLL_PIN */
2164                 rc = check_and_migrate_movable_pages(nr_pinned_pages, pages);
2165         } while (rc == -EAGAIN);
2166         memalloc_pin_restore(flags);
2167         return rc ? rc : nr_pinned_pages;
2168 }
2169
2170 /*
2171  * Check that the given flags are valid for the exported gup/pup interface, and
2172  * update them with the required flags that the caller must have set.
2173  */
2174 static bool is_valid_gup_args(struct page **pages, int *locked,
2175                               unsigned int *gup_flags_p, unsigned int to_set)
2176 {
2177         unsigned int gup_flags = *gup_flags_p;
2178
2179         /*
2180          * These flags not allowed to be specified externally to the gup
2181          * interfaces:
2182          * - FOLL_PIN/FOLL_TRIED/FOLL_FAST_ONLY are internal only
2183          * - FOLL_REMOTE is internal only and used on follow_page()
2184          * - FOLL_UNLOCKABLE is internal only and used if locked is !NULL
2185          */
2186         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & (FOLL_PIN | FOLL_TRIED | FOLL_UNLOCKABLE |
2187                                       FOLL_REMOTE | FOLL_FAST_ONLY)))
2188                 return false;
2189
2190         gup_flags |= to_set;
2191         if (locked) {
2192                 /* At the external interface locked must be set */
2193                 if (WARN_ON_ONCE(*locked != 1))
2194                         return false;
2195
2196                 gup_flags |= FOLL_UNLOCKABLE;
2197         }
2198
2199         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2200         if (WARN_ON_ONCE((gup_flags & (FOLL_PIN | FOLL_GET)) ==
2201                          (FOLL_PIN | FOLL_GET)))
2202                 return false;
2203
2204         /* LONGTERM can only be specified when pinning */
2205         if (WARN_ON_ONCE(!(gup_flags & FOLL_PIN) && (gup_flags & FOLL_LONGTERM)))
2206                 return false;
2207
2208         /* Pages input must be given if using GET/PIN */
2209         if (WARN_ON_ONCE((gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)) && !pages))
2210                 return false;
2211
2212         /* We want to allow the pgmap to be hot-unplugged at all times */
2213         if (WARN_ON_ONCE((gup_flags & FOLL_LONGTERM) &&
2214                          (gup_flags & FOLL_PCI_P2PDMA)))
2215                 return false;
2216
2217         *gup_flags_p = gup_flags;
2218         return true;
2219 }
2220
2221 #ifdef CONFIG_MMU
2222 /**
2223  * get_user_pages_remote() - pin user pages in memory
2224  * @mm:         mm_struct of target mm
2225  * @start:      starting user address
2226  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2227  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2228  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2229  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2230  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2231  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
2232  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
2233  *              utilised. Lock must initially be held.
2234  *
2235  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
2236  * number requested), or an error. Details about the return value:
2237  *
2238  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
2239  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
2240  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
2241  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
2242  *
2243  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
2244  *
2245  * Must be called with mmap_lock held for read or write.
2246  *
2247  * get_user_pages_remote walks a process's page tables and takes a reference
2248  * to each struct page that each user address corresponds to at a given
2249  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
2250  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
2251  *
2252  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
2253  * get_user_pages_remote returns, and there may even be a completely different
2254  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
2255  * and subsequently re-faulted). However it does guarantee that the page
2256  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
2257  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
2258  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
2259  * locks can't be held over the syscall boundary.
2260  *
2261  * If gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If the page
2262  * is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must
2263  * be called after the page is finished with, and before put_page is called.
2264  *
2265  * get_user_pages_remote is typically used for fewer-copy IO operations,
2266  * to get a handle on the memory by some means other than accesses
2267  * via the user virtual addresses. The pages may be submitted for
2268  * DMA to devices or accessed via their kernel linear mapping (via the
2269  * kmap APIs). Care should be taken to use the correct cache flushing APIs.
2270  *
2271  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
2272  *
2273  * get_user_pages_remote should be phased out in favor of
2274  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
2275  * should use get_user_pages_remote because it cannot pass
2276  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
2277  */
2278 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2279                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2280                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2281                 int *locked)
2282 {
2283         int local_locked = 1;
2284
2285         if (!is_valid_gup_args(pages, locked, &gup_flags,
2286                                FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE))
2287                 return -EINVAL;
2288
2289         return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages,
2290                                        locked ? locked : &local_locked,
2291                                        gup_flags);
2292 }
2293 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_remote);
2294
2295 #else /* CONFIG_MMU */
2296 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2297                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2298                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2299                            int *locked)
2300 {
2301         return 0;
2302 }
2303 #endif /* !CONFIG_MMU */
2304
2305 /**
2306  * get_user_pages() - pin user pages in memory
2307  * @start:      starting user address
2308  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2309  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2310  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2311  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2312  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2313  *
2314  * This is the same as get_user_pages_remote(), just with a less-flexible
2315  * calling convention where we assume that the mm being operated on belongs to
2316  * the current task, and doesn't allow passing of a locked parameter.  We also
2317  * obviously don't pass FOLL_REMOTE in here.
2318  */
2319 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2320                     unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2321 {
2322         int locked = 1;
2323
2324         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_TOUCH))
2325                 return -EINVAL;
2326
2327         return __get_user_pages_locked(current->mm, start, nr_pages, pages,
2328                                        &locked, gup_flags);
2329 }
2330 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
2331
2332 /*
2333  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
2334  *
2335  *      mmap_read_lock(mm);
2336  *      get_user_pages(mm, ..., pages, NULL);
2337  *      mmap_read_unlock(mm);
2338  *
2339  *  with:
2340  *
2341  *      get_user_pages_unlocked(mm, ..., pages);
2342  *
2343  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
2344  * get_user_pages_fast should be used instead if specific gup_flags
2345  * (e.g. FOLL_FORCE) are not required.
2346  */
2347 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2348                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
2349 {
2350         int locked = 0;
2351
2352         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags,
2353                                FOLL_TOUCH | FOLL_UNLOCKABLE))
2354                 return -EINVAL;
2355
2356         return __get_user_pages_locked(current->mm, start, nr_pages, pages,
2357                                        &locked, gup_flags);
2358 }
2359 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
2360
2361 /*
2362  * Fast GUP
2363  *
2364  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
2365  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
2366  * protected from page table pages being freed from under it, and should
2367  * block any THP splits.
2368  *
2369  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
2370  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
2371  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
2372  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
2373  *
2374  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
2375  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
2376  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
2377  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
2378  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
2379  *
2380  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
2381  * are currently made:
2382  *
2383  *  *) Either MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table() is used to
2384  *  free pages containing page tables or TLB flushing requires IPI broadcast.
2385  *
2386  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
2387  *
2388  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
2389  *
2390  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
2391  *
2392  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
2393  */
2394 #ifdef CONFIG_HAVE_FAST_GUP
2395
2396 /*
2397  * Used in the GUP-fast path to determine whether a pin is permitted for a
2398  * specific folio.
2399  *
2400  * This call assumes the caller has pinned the folio, that the lowest page table
2401  * level still points to this folio, and that interrupts have been disabled.
2402  *
2403  * Writing to pinned file-backed dirty tracked folios is inherently problematic
2404  * (see comment describing the writable_file_mapping_allowed() function). We
2405  * therefore try to avoid the most egregious case of a long-term mapping doing
2406  * so.
2407  *
2408  * This function cannot be as thorough as that one as the VMA is not available
2409  * in the fast path, so instead we whitelist known good cases and if in doubt,
2410  * fall back to the slow path.
2411  */
2412 static bool folio_fast_pin_allowed(struct folio *folio, unsigned int flags)
2413 {
2414         struct address_space *mapping;
2415         unsigned long mapping_flags;
2416
2417         /*
2418          * If we aren't pinning then no problematic write can occur. A long term
2419          * pin is the most egregious case so this is the one we disallow.
2420          */
2421         if ((flags & (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM | FOLL_WRITE)) !=
2422             (FOLL_PIN | FOLL_LONGTERM | FOLL_WRITE))
2423                 return true;
2424
2425         /* The folio is pinned, so we can safely access folio fields. */
2426
2427         if (WARN_ON_ONCE(folio_test_slab(folio)))
2428                 return false;
2429
2430         /* hugetlb mappings do not require dirty-tracking. */
2431         if (folio_test_hugetlb(folio))
2432                 return true;
2433
2434         /*
2435          * GUP-fast disables IRQs. When IRQS are disabled, RCU grace periods
2436          * cannot proceed, which means no actions performed under RCU can
2437          * proceed either.
2438          *
2439          * inodes and thus their mappings are freed under RCU, which means the
2440          * mapping cannot be freed beneath us and thus we can safely dereference
2441          * it.
2442          */
2443         lockdep_assert_irqs_disabled();
2444
2445         /*
2446          * However, there may be operations which _alter_ the mapping, so ensure
2447          * we read it once and only once.
2448          */
2449         mapping = READ_ONCE(folio->mapping);
2450
2451         /*
2452          * The mapping may have been truncated, in any case we cannot determine
2453          * if this mapping is safe - fall back to slow path to determine how to
2454          * proceed.
2455          */
2456         if (!mapping)
2457                 return false;
2458
2459         /* Anonymous folios pose no problem. */
2460         mapping_flags = (unsigned long)mapping & PAGE_MAPPING_FLAGS;
2461         if (mapping_flags)
2462                 return mapping_flags & PAGE_MAPPING_ANON;
2463
2464         /*
2465          * At this point, we know the mapping is non-null and points to an
2466          * address_space object. The only remaining whitelisted file system is
2467          * shmem.
2468          */
2469         return shmem_mapping(mapping);
2470 }
2471
2472 static void __maybe_unused undo_dev_pagemap(int *nr, int nr_start,
2473                                             unsigned int flags,
2474                                             struct page **pages)
2475 {
2476         while ((*nr) - nr_start) {
2477                 struct page *page = pages[--(*nr)];
2478
2479                 ClearPageReferenced(page);
2480                 if (flags & FOLL_PIN)
2481                         unpin_user_page(page);
2482                 else
2483                         put_page(page);
2484         }
2485 }
2486
2487 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2488 /*
2489  * Fast-gup relies on pte change detection to avoid concurrent pgtable
2490  * operations.
2491  *
2492  * To pin the page, fast-gup needs to do below in order:
2493  * (1) pin the page (by prefetching pte), then (2) check pte not changed.
2494  *
2495  * For the rest of pgtable operations where pgtable updates can be racy
2496  * with fast-gup, we need to do (1) clear pte, then (2) check whether page
2497  * is pinned.
2498  *
2499  * Above will work for all pte-level operations, including THP split.
2500  *
2501  * For THP collapse, it's a bit more complicated because fast-gup may be
2502  * walking a pgtable page that is being freed (pte is still valid but pmd
2503  * can be cleared already).  To avoid race in such condition, we need to
2504  * also check pmd here to make sure pmd doesn't change (corresponds to
2505  * pmdp_collapse_flush() in the THP collapse code path).
2506  */
2507 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2508                          unsigned long end, unsigned int flags,
2509                          struct page **pages, int *nr)
2510 {
2511         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2512         int nr_start = *nr, ret = 0;
2513         pte_t *ptep, *ptem;
2514
2515         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
2516         if (!ptep)
2517                 return 0;
2518         do {
2519                 pte_t pte = ptep_get_lockless(ptep);
2520                 struct page *page;
2521                 struct folio *folio;
2522
2523                 if (pte_protnone(pte) && !gup_can_follow_protnone(flags))
2524                         goto pte_unmap;
2525
2526                 if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2527                         goto pte_unmap;
2528
2529                 if (pte_devmap(pte)) {
2530                         if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2531                                 goto pte_unmap;
2532
2533                         pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), pgmap);
2534                         if (unlikely(!pgmap)) {
2535                                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2536                                 goto pte_unmap;
2537                         }
2538                 } else if (pte_special(pte))
2539                         goto pte_unmap;
2540
2541                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2542                 page = pte_page(pte);
2543
2544                 folio = try_grab_folio(page, 1, flags);
2545                 if (!folio)
2546                         goto pte_unmap;
2547
2548                 if (unlikely(page_is_secretmem(page))) {
2549                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2550                         goto pte_unmap;
2551                 }
2552
2553                 if (unlikely(pmd_val(pmd) != pmd_val(*pmdp)) ||
2554                     unlikely(pte_val(pte) != pte_val(ptep_get(ptep)))) {
2555                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2556                         goto pte_unmap;
2557                 }
2558
2559                 if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2560                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2561                         goto pte_unmap;
2562                 }
2563
2564                 if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(NULL, flags, page)) {
2565                         gup_put_folio(folio, 1, flags);
2566                         goto pte_unmap;
2567                 }
2568
2569                 /*
2570                  * We need to make the page accessible if and only if we are
2571                  * going to access its content (the FOLL_PIN case).  Please
2572                  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for
2573                  * details.
2574                  */
2575                 if (flags & FOLL_PIN) {
2576                         ret = arch_make_page_accessible(page);
2577                         if (ret) {
2578                                 gup_put_folio(folio, 1, flags);
2579                                 goto pte_unmap;
2580                         }
2581                 }
2582                 folio_set_referenced(folio);
2583                 pages[*nr] = page;
2584                 (*nr)++;
2585         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2586
2587         ret = 1;
2588
2589 pte_unmap:
2590         if (pgmap)
2591                 put_dev_pagemap(pgmap);
2592         pte_unmap(ptem);
2593         return ret;
2594 }
2595 #else
2596
2597 /*
2598  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
2599  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
2600  * to be special.
2601  *
2602  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
2603  * get_user_pages_fast_only implementation that can pin pages. Thus it's still
2604  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
2605  */
2606 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2607                          unsigned long end, unsigned int flags,
2608                          struct page **pages, int *nr)
2609 {
2610         return 0;
2611 }
2612 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL */
2613
2614 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
2615 static int __gup_device_huge(unsigned long pfn, unsigned long addr,
2616                              unsigned long end, unsigned int flags,
2617                              struct page **pages, int *nr)
2618 {
2619         int nr_start = *nr;
2620         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2621
2622         do {
2623                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
2624
2625                 pgmap = get_dev_pagemap(pfn, pgmap);
2626                 if (unlikely(!pgmap)) {
2627                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2628                         break;
2629                 }
2630
2631                 if (!(flags & FOLL_PCI_P2PDMA) && is_pci_p2pdma_page(page)) {
2632                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2633                         break;
2634                 }
2635
2636                 SetPageReferenced(page);
2637                 pages[*nr] = page;
2638                 if (unlikely(try_grab_page(page, flags))) {
2639                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2640                         break;
2641                 }
2642                 (*nr)++;
2643                 pfn++;
2644         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2645
2646         put_dev_pagemap(pgmap);
2647         return addr == end;
2648 }
2649
2650 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2651                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2652                                  struct page **pages, int *nr)
2653 {
2654         unsigned long fault_pfn;
2655         int nr_start = *nr;
2656
2657         fault_pfn = pmd_pfn(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2658         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2659                 return 0;
2660
2661         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2662                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2663                 return 0;
2664         }
2665         return 1;
2666 }
2667
2668 static int __gup_device_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2669                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2670                                  struct page **pages, int *nr)
2671 {
2672         unsigned long fault_pfn;
2673         int nr_start = *nr;
2674
2675         fault_pfn = pud_pfn(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2676         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2677                 return 0;
2678
2679         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2680                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2681                 return 0;
2682         }
2683         return 1;
2684 }
2685 #else
2686 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2687                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2688                                  struct page **pages, int *nr)
2689 {
2690         BUILD_BUG();
2691         return 0;
2692 }
2693
2694 static int __gup_device_huge_pud(pud_t pud, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2695                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2696                                  struct page **pages, int *nr)
2697 {
2698         BUILD_BUG();
2699         return 0;
2700 }
2701 #endif
2702
2703 static int record_subpages(struct page *page, unsigned long addr,
2704                            unsigned long end, struct page **pages)
2705 {
2706         int nr;
2707
2708         for (nr = 0; addr != end; nr++, addr += PAGE_SIZE)
2709                 pages[nr] = nth_page(page, nr);
2710
2711         return nr;
2712 }
2713
2714 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD
2715 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
2716                                       unsigned long sz)
2717 {
2718         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
2719         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
2720 }
2721
2722 static int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
2723                        unsigned long end, unsigned int flags,
2724                        struct page **pages, int *nr)
2725 {
2726         unsigned long pte_end;
2727         struct page *page;
2728         struct folio *folio;
2729         pte_t pte;
2730         int refs;
2731
2732         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
2733         if (pte_end < end)
2734                 end = pte_end;
2735
2736         pte = huge_ptep_get(ptep);
2737
2738         if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2739                 return 0;
2740
2741         /* hugepages are never "special" */
2742         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2743
2744         page = nth_page(pte_page(pte), (addr & (sz - 1)) >> PAGE_SHIFT);
2745         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2746
2747         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2748         if (!folio)
2749                 return 0;
2750
2751         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(ptep_get(ptep)))) {
2752                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2753                 return 0;
2754         }
2755
2756         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2757                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2758                 return 0;
2759         }
2760
2761         if (!pte_write(pte) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2762                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2763                 return 0;
2764         }
2765
2766         *nr += refs;
2767         folio_set_referenced(folio);
2768         return 1;
2769 }
2770
2771 static int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2772                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2773                 struct page **pages, int *nr)
2774 {
2775         pte_t *ptep;
2776         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(hugepd);
2777         unsigned long next;
2778
2779         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
2780         do {
2781                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
2782                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, flags, pages, nr))
2783                         return 0;
2784         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
2785
2786         return 1;
2787 }
2788 #else
2789 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2790                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2791                 struct page **pages, int *nr)
2792 {
2793         return 0;
2794 }
2795 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD */
2796
2797 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2798                         unsigned long end, unsigned int flags,
2799                         struct page **pages, int *nr)
2800 {
2801         struct page *page;
2802         struct folio *folio;
2803         int refs;
2804
2805         if (!pmd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2806                 return 0;
2807
2808         if (pmd_devmap(orig)) {
2809                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2810                         return 0;
2811                 return __gup_device_huge_pmd(orig, pmdp, addr, end, flags,
2812                                              pages, nr);
2813         }
2814
2815         page = nth_page(pmd_page(orig), (addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2816         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2817
2818         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2819         if (!folio)
2820                 return 0;
2821
2822         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2823                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2824                 return 0;
2825         }
2826
2827         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2828                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2829                 return 0;
2830         }
2831         if (!pmd_write(orig) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2832                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2833                 return 0;
2834         }
2835
2836         *nr += refs;
2837         folio_set_referenced(folio);
2838         return 1;
2839 }
2840
2841 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2842                         unsigned long end, unsigned int flags,
2843                         struct page **pages, int *nr)
2844 {
2845         struct page *page;
2846         struct folio *folio;
2847         int refs;
2848
2849         if (!pud_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2850                 return 0;
2851
2852         if (pud_devmap(orig)) {
2853                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2854                         return 0;
2855                 return __gup_device_huge_pud(orig, pudp, addr, end, flags,
2856                                              pages, nr);
2857         }
2858
2859         page = nth_page(pud_page(orig), (addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2860         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2861
2862         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2863         if (!folio)
2864                 return 0;
2865
2866         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2867                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2868                 return 0;
2869         }
2870
2871         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2872                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2873                 return 0;
2874         }
2875
2876         if (!pud_write(orig) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2877                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2878                 return 0;
2879         }
2880
2881         *nr += refs;
2882         folio_set_referenced(folio);
2883         return 1;
2884 }
2885
2886 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
2887                         unsigned long end, unsigned int flags,
2888                         struct page **pages, int *nr)
2889 {
2890         int refs;
2891         struct page *page;
2892         struct folio *folio;
2893
2894         if (!pgd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2895                 return 0;
2896
2897         BUILD_BUG_ON(pgd_devmap(orig));
2898
2899         page = nth_page(pgd_page(orig), (addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2900         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2901
2902         folio = try_grab_folio(page, refs, flags);
2903         if (!folio)
2904                 return 0;
2905
2906         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
2907                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2908                 return 0;
2909         }
2910
2911         if (!pgd_write(orig) && gup_must_unshare(NULL, flags, &folio->page)) {
2912                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2913                 return 0;
2914         }
2915
2916         if (!folio_fast_pin_allowed(folio, flags)) {
2917                 gup_put_folio(folio, refs, flags);
2918                 return 0;
2919         }
2920
2921         *nr += refs;
2922         folio_set_referenced(folio);
2923         return 1;
2924 }
2925
2926 static int gup_pmd_range(pud_t *pudp, pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
2927                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2928 {
2929         unsigned long next;
2930         pmd_t *pmdp;
2931
2932         pmdp = pmd_offset_lockless(pudp, pud, addr);
2933         do {
2934                 pmd_t pmd = pmdp_get_lockless(pmdp);
2935
2936                 next = pmd_addr_end(addr, end);
2937                 if (!pmd_present(pmd))
2938                         return 0;
2939
2940                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) ||
2941                              pmd_devmap(pmd))) {
2942                         if (pmd_protnone(pmd) &&
2943                             !gup_can_follow_protnone(flags))
2944                                 return 0;
2945
2946                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, flags,
2947                                 pages, nr))
2948                                 return 0;
2949
2950                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
2951                         /*
2952                          * architecture have different format for hugetlbfs
2953                          * pmd format and THP pmd format
2954                          */
2955                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
2956                                          PMD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2957                                 return 0;
2958                 } else if (!gup_pte_range(pmd, pmdp, addr, next, flags, pages, nr))
2959                         return 0;
2960         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
2961
2962         return 1;
2963 }
2964
2965 static int gup_pud_range(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
2966                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2967 {
2968         unsigned long next;
2969         pud_t *pudp;
2970
2971         pudp = pud_offset_lockless(p4dp, p4d, addr);
2972         do {
2973                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
2974
2975                 next = pud_addr_end(addr, end);
2976                 if (unlikely(!pud_present(pud)))
2977                         return 0;
2978                 if (unlikely(pud_huge(pud) || pud_devmap(pud))) {
2979                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, flags,
2980                                           pages, nr))
2981                                 return 0;
2982                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
2983                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
2984                                          PUD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2985                                 return 0;
2986                 } else if (!gup_pmd_range(pudp, pud, addr, next, flags, pages, nr))
2987                         return 0;
2988         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
2989
2990         return 1;
2991 }
2992
2993 static int gup_p4d_range(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
2994                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2995 {
2996         unsigned long next;
2997         p4d_t *p4dp;
2998
2999         p4dp = p4d_offset_lockless(pgdp, pgd, addr);
3000         do {
3001                 p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
3002
3003                 next = p4d_addr_end(addr, end);
3004                 if (p4d_none(p4d))
3005                         return 0;
3006                 BUILD_BUG_ON(p4d_huge(p4d));
3007                 if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(p4d_val(p4d))))) {
3008                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(p4d_val(p4d)), addr,
3009                                          P4D_SHIFT, next, flags, pages, nr))
3010                                 return 0;
3011                 } else if (!gup_pud_range(p4dp, p4d, addr, next, flags, pages, nr))
3012                         return 0;
3013         } while (p4dp++, addr = next, addr != end);
3014
3015         return 1;
3016 }
3017
3018 static void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
3019                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
3020 {
3021         unsigned long next;
3022         pgd_t *pgdp;
3023
3024         pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
3025         do {
3026                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
3027
3028                 next = pgd_addr_end(addr, end);
3029                 if (pgd_none(pgd))
3030                         return;
3031                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
3032                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, flags,
3033                                           pages, nr))
3034                                 return;
3035                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
3036                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
3037                                          PGDIR_SHIFT, next, flags, pages, nr))
3038                                 return;
3039                 } else if (!gup_p4d_range(pgdp, pgd, addr, next, flags, pages, nr))
3040                         return;
3041         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
3042 }
3043 #else
3044 static inline void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
3045                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
3046 {
3047 }
3048 #endif /* CONFIG_HAVE_FAST_GUP */
3049
3050 #ifndef gup_fast_permitted
3051 /*
3052  * Check if it's allowed to use get_user_pages_fast_only() for the range, or
3053  * we need to fall back to the slow version:
3054  */
3055 static bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
3056 {
3057         return true;
3058 }
3059 #endif
3060
3061 static unsigned long lockless_pages_from_mm(unsigned long start,
3062                                             unsigned long end,
3063                                             unsigned int gup_flags,
3064                                             struct page **pages)
3065 {
3066         unsigned long flags;
3067         int nr_pinned = 0;
3068         unsigned seq;
3069
3070         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) ||
3071             !gup_fast_permitted(start, end))
3072                 return 0;
3073
3074         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
3075                 seq = raw_read_seqcount(&current->mm->write_protect_seq);
3076                 if (seq & 1)
3077                         return 0;
3078         }
3079
3080         /*
3081          * Disable interrupts. The nested form is used, in order to allow full,
3082          * general purpose use of this routine.
3083          *
3084          * With interrupts disabled, we block page table pages from being freed
3085          * from under us. See struct mmu_table_batch comments in
3086          * include/asm-generic/tlb.h for more details.
3087          *
3088          * We do not adopt an rcu_read_lock() here as we also want to block IPIs
3089          * that come from THPs splitting.
3090          */
3091         local_irq_save(flags);
3092         gup_pgd_range(start, end, gup_flags, pages, &nr_pinned);
3093         local_irq_restore(flags);
3094
3095         /*
3096          * When pinning pages for DMA there could be a concurrent write protect
3097          * from fork() via copy_page_range(), in this case always fail fast GUP.
3098          */
3099         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
3100                 if (read_seqcount_retry(&current->mm->write_protect_seq, seq)) {
3101                         unpin_user_pages_lockless(pages, nr_pinned);
3102                         return 0;
3103                 } else {
3104                         sanity_check_pinned_pages(pages, nr_pinned);
3105                 }
3106         }
3107         return nr_pinned;
3108 }
3109
3110 static int internal_get_user_pages_fast(unsigned long start,
3111                                         unsigned long nr_pages,
3112                                         unsigned int gup_flags,
3113                                         struct page **pages)
3114 {
3115         unsigned long len, end;
3116         unsigned long nr_pinned;
3117         int locked = 0;
3118         int ret;
3119
3120         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & ~(FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM |
3121                                        FOLL_FORCE | FOLL_PIN | FOLL_GET |
3122                                        FOLL_FAST_ONLY | FOLL_NOFAULT |
3123                                        FOLL_PCI_P2PDMA)))
3124                 return -EINVAL;
3125
3126         if (gup_flags & FOLL_PIN)
3127                 mm_set_has_pinned_flag(&current->mm->flags);
3128
3129         if (!(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY))
3130                 might_lock_read(&current->mm->mmap_lock);
3131
3132         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
3133         len = nr_pages << PAGE_SHIFT;
3134         if (check_add_overflow(start, len, &end))
3135                 return -EOVERFLOW;
3136         if (end > TASK_SIZE_MAX)
3137                 return -EFAULT;
3138         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
3139                 return -EFAULT;
3140
3141         nr_pinned = lockless_pages_from_mm(start, end, gup_flags, pages);
3142         if (nr_pinned == nr_pages || gup_flags & FOLL_FAST_ONLY)
3143                 return nr_pinned;
3144
3145         /* Slow path: try to get the remaining pages with get_user_pages */
3146         start += nr_pinned << PAGE_SHIFT;
3147         pages += nr_pinned;
3148         ret = __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages - nr_pinned,
3149                                     pages, &locked,
3150                                     gup_flags | FOLL_TOUCH | FOLL_UNLOCKABLE);
3151         if (ret < 0) {
3152                 /*
3153                  * The caller has to unpin the pages we already pinned so
3154                  * returning -errno is not an option
3155                  */
3156                 if (nr_pinned)
3157                         return nr_pinned;
3158                 return ret;
3159         }
3160         return ret + nr_pinned;
3161 }
3162
3163 /**
3164  * get_user_pages_fast_only() - pin user pages in memory
3165  * @start:      starting user address
3166  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3167  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3168  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3169  *              Should be at least nr_pages long.
3170  *
3171  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
3172  * the regular GUP.
3173  *
3174  * If the architecture does not support this function, simply return with no
3175  * pages pinned.
3176  *
3177  * Careful, careful! COW breaking can go either way, so a non-write
3178  * access can get ambiguous page results. If you call this function without
3179  * 'write' set, you'd better be sure that you're ok with that ambiguity.
3180  */
3181 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
3182                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3183 {
3184         /*
3185          * Internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set FOLL_GET,
3186          * because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount" request.
3187          *
3188          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
3189          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
3190          */
3191         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags,
3192                                FOLL_GET | FOLL_FAST_ONLY))
3193                 return -EINVAL;
3194
3195         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3196 }
3197 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast_only);
3198
3199 /**
3200  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
3201  * @start:      starting user address
3202  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3203  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3204  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3205  *              Should be at least nr_pages long.
3206  *
3207  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_lock.
3208  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
3209  * calling get_user_pages().
3210  *
3211  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number requested.
3212  * If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages were pinned, returns
3213  * -errno.
3214  */
3215 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
3216                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3217 {
3218         /*
3219          * The caller may or may not have explicitly set FOLL_GET; either way is
3220          * OK. However, internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set
3221          * FOLL_GET, because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount"
3222          * request.
3223          */
3224         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_GET))
3225                 return -EINVAL;
3226         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3227 }
3228 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast);
3229
3230 /**
3231  * pin_user_pages_fast() - pin user pages in memory without taking locks
3232  *
3233  * @start:      starting user address
3234  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3235  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
3236  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3237  *              Should be at least nr_pages long.
3238  *
3239  * Nearly the same as get_user_pages_fast(), except that FOLL_PIN is set. See
3240  * get_user_pages_fast() for documentation on the function arguments, because
3241  * the arguments here are identical.
3242  *
3243  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3244  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for further details.
3245  *
3246  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3247  * pins in it and unpin_user_page() will not remove pins from it.
3248  */
3249 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
3250                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3251 {
3252         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_PIN))
3253                 return -EINVAL;
3254         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
3255 }
3256 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast);
3257
3258 /**
3259  * pin_user_pages_remote() - pin pages of a remote process
3260  *
3261  * @mm:         mm_struct of target mm
3262  * @start:      starting user address
3263  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3264  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3265  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3266  *              Should be at least nr_pages long.
3267  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
3268  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
3269  *              utilised. Lock must initially be held.
3270  *
3271  * Nearly the same as get_user_pages_remote(), except that FOLL_PIN is set. See
3272  * get_user_pages_remote() for documentation on the function arguments, because
3273  * the arguments here are identical.
3274  *
3275  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3276  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3277  *
3278  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3279  * pins in it and unpin_user_page*() will not remove pins from it.
3280  */
3281 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
3282                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3283                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
3284                            int *locked)
3285 {
3286         int local_locked = 1;
3287
3288         if (!is_valid_gup_args(pages, locked, &gup_flags,
3289                                FOLL_PIN | FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE))
3290                 return 0;
3291         return __gup_longterm_locked(mm, start, nr_pages, pages,
3292                                      locked ? locked : &local_locked,
3293                                      gup_flags);
3294 }
3295 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_remote);
3296
3297 /**
3298  * pin_user_pages() - pin user pages in memory for use by other devices
3299  *
3300  * @start:      starting user address
3301  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3302  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3303  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3304  *              Should be at least nr_pages long.
3305  *
3306  * Nearly the same as get_user_pages(), except that FOLL_TOUCH is not set, and
3307  * FOLL_PIN is set.
3308  *
3309  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3310  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3311  *
3312  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3313  * pins in it and unpin_user_page*() will not remove pins from it.
3314  */
3315 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3316                     unsigned int gup_flags, struct page **pages)
3317 {
3318         int locked = 1;
3319
3320         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags, FOLL_PIN))
3321                 return 0;
3322         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages,
3323                                      pages, &locked, gup_flags);
3324 }
3325 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages);
3326
3327 /*
3328  * pin_user_pages_unlocked() is the FOLL_PIN variant of
3329  * get_user_pages_unlocked(). Behavior is the same, except that this one sets
3330  * FOLL_PIN and rejects FOLL_GET.
3331  *
3332  * Note that if a zero_page is amongst the returned pages, it will not have
3333  * pins in it and unpin_user_page*() will not remove pins from it.
3334  */
3335 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3336                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
3337 {
3338         int locked = 0;
3339
3340         if (!is_valid_gup_args(pages, NULL, &gup_flags,
3341                                FOLL_PIN | FOLL_TOUCH | FOLL_UNLOCKABLE))
3342                 return 0;
3343
3344         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages, pages,
3345                                      &locked, gup_flags);
3346 }
3347 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_unlocked);