ceph: handle zero-length feature mask in session messages
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / gup.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 #include <linux/kernel.h>
3 #include <linux/errno.h>
4 #include <linux/err.h>
5 #include <linux/spinlock.h>
6
7 #include <linux/mm.h>
8 #include <linux/memremap.h>
9 #include <linux/pagemap.h>
10 #include <linux/rmap.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/swapops.h>
13
14 #include <linux/sched/signal.h>
15 #include <linux/rwsem.h>
16 #include <linux/hugetlb.h>
17 #include <linux/migrate.h>
18 #include <linux/mm_inline.h>
19 #include <linux/sched/mm.h>
20
21 #include <asm/mmu_context.h>
22 #include <asm/tlbflush.h>
23
24 #include "internal.h"
25
26 struct follow_page_context {
27         struct dev_pagemap *pgmap;
28         unsigned int page_mask;
29 };
30
31 static void hpage_pincount_add(struct page *page, int refs)
32 {
33         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
34         VM_BUG_ON_PAGE(page != compound_head(page), page);
35
36         atomic_add(refs, compound_pincount_ptr(page));
37 }
38
39 static void hpage_pincount_sub(struct page *page, int refs)
40 {
41         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
42         VM_BUG_ON_PAGE(page != compound_head(page), page);
43
44         atomic_sub(refs, compound_pincount_ptr(page));
45 }
46
47 /*
48  * Return the compound head page with ref appropriately incremented,
49  * or NULL if that failed.
50  */
51 static inline struct page *try_get_compound_head(struct page *page, int refs)
52 {
53         struct page *head = compound_head(page);
54
55         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(head) < 0))
56                 return NULL;
57         if (unlikely(!page_cache_add_speculative(head, refs)))
58                 return NULL;
59         return head;
60 }
61
62 /*
63  * try_grab_compound_head() - attempt to elevate a page's refcount, by a
64  * flags-dependent amount.
65  *
66  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
67  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the page's refcount.
68  *
69  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) must be set, but not both at the
70  * same time. (That's true throughout the get_user_pages*() and
71  * pin_user_pages*() APIs.) Cases:
72  *
73  *    FOLL_GET: page's refcount will be incremented by 1.
74  *    FOLL_PIN: page's refcount will be incremented by GUP_PIN_COUNTING_BIAS.
75  *
76  * Return: head page (with refcount appropriately incremented) for success, or
77  * NULL upon failure. If neither FOLL_GET nor FOLL_PIN was set, that's
78  * considered failure, and furthermore, a likely bug in the caller, so a warning
79  * is also emitted.
80  */
81 static __maybe_unused struct page *try_grab_compound_head(struct page *page,
82                                                           int refs,
83                                                           unsigned int flags)
84 {
85         if (flags & FOLL_GET)
86                 return try_get_compound_head(page, refs);
87         else if (flags & FOLL_PIN) {
88                 int orig_refs = refs;
89
90                 /*
91                  * Can't do FOLL_LONGTERM + FOLL_PIN with CMA in the gup fast
92                  * path, so fail and let the caller fall back to the slow path.
93                  */
94                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM) &&
95                                 is_migrate_cma_page(page))
96                         return NULL;
97
98                 /*
99                  * When pinning a compound page of order > 1 (which is what
100                  * hpage_pincount_available() checks for), use an exact count to
101                  * track it, via hpage_pincount_add/_sub().
102                  *
103                  * However, be sure to *also* increment the normal page refcount
104                  * field at least once, so that the page really is pinned.
105                  */
106                 if (!hpage_pincount_available(page))
107                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
108
109                 page = try_get_compound_head(page, refs);
110                 if (!page)
111                         return NULL;
112
113                 if (hpage_pincount_available(page))
114                         hpage_pincount_add(page, refs);
115
116                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_ACQUIRED,
117                                     orig_refs);
118
119                 return page;
120         }
121
122         WARN_ON_ONCE(1);
123         return NULL;
124 }
125
126 /**
127  * try_grab_page() - elevate a page's refcount by a flag-dependent amount
128  *
129  * This might not do anything at all, depending on the flags argument.
130  *
131  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
132  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the page's refcount.
133  *
134  * @page:    pointer to page to be grabbed
135  * @flags:   gup flags: these are the FOLL_* flag values.
136  *
137  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) may be set, but not both at the same
138  * time. Cases:
139  *
140  *    FOLL_GET: page's refcount will be incremented by 1.
141  *    FOLL_PIN: page's refcount will be incremented by GUP_PIN_COUNTING_BIAS.
142  *
143  * Return: true for success, or if no action was required (if neither FOLL_PIN
144  * nor FOLL_GET was set, nothing is done). False for failure: FOLL_GET or
145  * FOLL_PIN was set, but the page could not be grabbed.
146  */
147 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags)
148 {
149         WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)) == (FOLL_GET | FOLL_PIN));
150
151         if (flags & FOLL_GET)
152                 return try_get_page(page);
153         else if (flags & FOLL_PIN) {
154                 int refs = 1;
155
156                 page = compound_head(page);
157
158                 if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
159                         return false;
160
161                 if (hpage_pincount_available(page))
162                         hpage_pincount_add(page, 1);
163                 else
164                         refs = GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
165
166                 /*
167                  * Similar to try_grab_compound_head(): even if using the
168                  * hpage_pincount_add/_sub() routines, be sure to
169                  * *also* increment the normal page refcount field at least
170                  * once, so that the page really is pinned.
171                  */
172                 page_ref_add(page, refs);
173
174                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, 1);
175         }
176
177         return true;
178 }
179
180 #ifdef CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS
181 static bool __unpin_devmap_managed_user_page(struct page *page)
182 {
183         int count, refs = 1;
184
185         if (!page_is_devmap_managed(page))
186                 return false;
187
188         if (hpage_pincount_available(page))
189                 hpage_pincount_sub(page, 1);
190         else
191                 refs = GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
192
193         count = page_ref_sub_return(page, refs);
194
195         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_RELEASED, 1);
196         /*
197          * devmap page refcounts are 1-based, rather than 0-based: if
198          * refcount is 1, then the page is free and the refcount is
199          * stable because nobody holds a reference on the page.
200          */
201         if (count == 1)
202                 free_devmap_managed_page(page);
203         else if (!count)
204                 __put_page(page);
205
206         return true;
207 }
208 #else
209 static bool __unpin_devmap_managed_user_page(struct page *page)
210 {
211         return false;
212 }
213 #endif /* CONFIG_DEV_PAGEMAP_OPS */
214
215 /**
216  * unpin_user_page() - release a dma-pinned page
217  * @page:            pointer to page to be released
218  *
219  * Pages that were pinned via pin_user_pages*() must be released via either
220  * unpin_user_page(), or one of the unpin_user_pages*() routines. This is so
221  * that such pages can be separately tracked and uniquely handled. In
222  * particular, interactions with RDMA and filesystems need special handling.
223  */
224 void unpin_user_page(struct page *page)
225 {
226         int refs = 1;
227
228         page = compound_head(page);
229
230         /*
231          * For devmap managed pages we need to catch refcount transition from
232          * GUP_PIN_COUNTING_BIAS to 1, when refcount reach one it means the
233          * page is free and we need to inform the device driver through
234          * callback. See include/linux/memremap.h and HMM for details.
235          */
236         if (__unpin_devmap_managed_user_page(page))
237                 return;
238
239         if (hpage_pincount_available(page))
240                 hpage_pincount_sub(page, 1);
241         else
242                 refs = GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
243
244         if (page_ref_sub_and_test(page, refs))
245                 __put_page(page);
246
247         mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_RELEASED, 1);
248 }
249 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page);
250
251 /**
252  * unpin_user_pages_dirty_lock() - release and optionally dirty gup-pinned pages
253  * @pages:  array of pages to be maybe marked dirty, and definitely released.
254  * @npages: number of pages in the @pages array.
255  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
256  *
257  * "gup-pinned page" refers to a page that has had one of the get_user_pages()
258  * variants called on that page.
259  *
260  * For each page in the @pages array, make that page (or its head page, if a
261  * compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the page was previously
262  * listed as clean. In any case, releases all pages using unpin_user_page(),
263  * possibly via unpin_user_pages(), for the non-dirty case.
264  *
265  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
266  *
267  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
268  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
269  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
270  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
271  *
272  */
273 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
274                                  bool make_dirty)
275 {
276         unsigned long index;
277
278         /*
279          * TODO: this can be optimized for huge pages: if a series of pages is
280          * physically contiguous and part of the same compound page, then a
281          * single operation to the head page should suffice.
282          */
283
284         if (!make_dirty) {
285                 unpin_user_pages(pages, npages);
286                 return;
287         }
288
289         for (index = 0; index < npages; index++) {
290                 struct page *page = compound_head(pages[index]);
291                 /*
292                  * Checking PageDirty at this point may race with
293                  * clear_page_dirty_for_io(), but that's OK. Two key
294                  * cases:
295                  *
296                  * 1) This code sees the page as already dirty, so it
297                  * skips the call to set_page_dirty(). That could happen
298                  * because clear_page_dirty_for_io() called
299                  * page_mkclean(), followed by set_page_dirty().
300                  * However, now the page is going to get written back,
301                  * which meets the original intention of setting it
302                  * dirty, so all is well: clear_page_dirty_for_io() goes
303                  * on to call TestClearPageDirty(), and write the page
304                  * back.
305                  *
306                  * 2) This code sees the page as clean, so it calls
307                  * set_page_dirty(). The page stays dirty, despite being
308                  * written back, so it gets written back again in the
309                  * next writeback cycle. This is harmless.
310                  */
311                 if (!PageDirty(page))
312                         set_page_dirty_lock(page);
313                 unpin_user_page(page);
314         }
315 }
316 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages_dirty_lock);
317
318 /**
319  * unpin_user_pages() - release an array of gup-pinned pages.
320  * @pages:  array of pages to be marked dirty and released.
321  * @npages: number of pages in the @pages array.
322  *
323  * For each page in the @pages array, release the page using unpin_user_page().
324  *
325  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
326  */
327 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages)
328 {
329         unsigned long index;
330
331         /*
332          * TODO: this can be optimized for huge pages: if a series of pages is
333          * physically contiguous and part of the same compound page, then a
334          * single operation to the head page should suffice.
335          */
336         for (index = 0; index < npages; index++)
337                 unpin_user_page(pages[index]);
338 }
339 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages);
340
341 #ifdef CONFIG_MMU
342 static struct page *no_page_table(struct vm_area_struct *vma,
343                 unsigned int flags)
344 {
345         /*
346          * When core dumping an enormous anonymous area that nobody
347          * has touched so far, we don't want to allocate unnecessary pages or
348          * page tables.  Return error instead of NULL to skip handle_mm_fault,
349          * then get_dump_page() will return NULL to leave a hole in the dump.
350          * But we can only make this optimization where a hole would surely
351          * be zero-filled if handle_mm_fault() actually did handle it.
352          */
353         if ((flags & FOLL_DUMP) &&
354                         (vma_is_anonymous(vma) || !vma->vm_ops->fault))
355                 return ERR_PTR(-EFAULT);
356         return NULL;
357 }
358
359 static int follow_pfn_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
360                 pte_t *pte, unsigned int flags)
361 {
362         /* No page to get reference */
363         if (flags & FOLL_GET)
364                 return -EFAULT;
365
366         if (flags & FOLL_TOUCH) {
367                 pte_t entry = *pte;
368
369                 if (flags & FOLL_WRITE)
370                         entry = pte_mkdirty(entry);
371                 entry = pte_mkyoung(entry);
372
373                 if (!pte_same(*pte, entry)) {
374                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
375                         update_mmu_cache(vma, address, pte);
376                 }
377         }
378
379         /* Proper page table entry exists, but no corresponding struct page */
380         return -EEXIST;
381 }
382
383 /*
384  * FOLL_FORCE or a forced COW break can write even to unwritable pte's,
385  * but only after we've gone through a COW cycle and they are dirty.
386  */
387 static inline bool can_follow_write_pte(pte_t pte, unsigned int flags)
388 {
389         return pte_write(pte) || ((flags & FOLL_COW) && pte_dirty(pte));
390 }
391
392 /*
393  * A (separate) COW fault might break the page the other way and
394  * get_user_pages() would return the page from what is now the wrong
395  * VM. So we need to force a COW break at GUP time even for reads.
396  */
397 static inline bool should_force_cow_break(struct vm_area_struct *vma, unsigned int flags)
398 {
399         return is_cow_mapping(vma->vm_flags) && (flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN));
400 }
401
402 static struct page *follow_page_pte(struct vm_area_struct *vma,
403                 unsigned long address, pmd_t *pmd, unsigned int flags,
404                 struct dev_pagemap **pgmap)
405 {
406         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
407         struct page *page;
408         spinlock_t *ptl;
409         pte_t *ptep, pte;
410         int ret;
411
412         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
413         if (WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_PIN | FOLL_GET)) ==
414                          (FOLL_PIN | FOLL_GET)))
415                 return ERR_PTR(-EINVAL);
416 retry:
417         if (unlikely(pmd_bad(*pmd)))
418                 return no_page_table(vma, flags);
419
420         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
421         pte = *ptep;
422         if (!pte_present(pte)) {
423                 swp_entry_t entry;
424                 /*
425                  * KSM's break_ksm() relies upon recognizing a ksm page
426                  * even while it is being migrated, so for that case we
427                  * need migration_entry_wait().
428                  */
429                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
430                         goto no_page;
431                 if (pte_none(pte))
432                         goto no_page;
433                 entry = pte_to_swp_entry(pte);
434                 if (!is_migration_entry(entry))
435                         goto no_page;
436                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
437                 migration_entry_wait(mm, pmd, address);
438                 goto retry;
439         }
440         if ((flags & FOLL_NUMA) && pte_protnone(pte))
441                 goto no_page;
442         if ((flags & FOLL_WRITE) && !can_follow_write_pte(pte, flags)) {
443                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
444                 return NULL;
445         }
446
447         page = vm_normal_page(vma, address, pte);
448         if (!page && pte_devmap(pte) && (flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN))) {
449                 /*
450                  * Only return device mapping pages in the FOLL_GET or FOLL_PIN
451                  * case since they are only valid while holding the pgmap
452                  * reference.
453                  */
454                 *pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), *pgmap);
455                 if (*pgmap)
456                         page = pte_page(pte);
457                 else
458                         goto no_page;
459         } else if (unlikely(!page)) {
460                 if (flags & FOLL_DUMP) {
461                         /* Avoid special (like zero) pages in core dumps */
462                         page = ERR_PTR(-EFAULT);
463                         goto out;
464                 }
465
466                 if (is_zero_pfn(pte_pfn(pte))) {
467                         page = pte_page(pte);
468                 } else {
469                         ret = follow_pfn_pte(vma, address, ptep, flags);
470                         page = ERR_PTR(ret);
471                         goto out;
472                 }
473         }
474
475         if (flags & FOLL_SPLIT && PageTransCompound(page)) {
476                 get_page(page);
477                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
478                 lock_page(page);
479                 ret = split_huge_page(page);
480                 unlock_page(page);
481                 put_page(page);
482                 if (ret)
483                         return ERR_PTR(ret);
484                 goto retry;
485         }
486
487         /* try_grab_page() does nothing unless FOLL_GET or FOLL_PIN is set. */
488         if (unlikely(!try_grab_page(page, flags))) {
489                 page = ERR_PTR(-ENOMEM);
490                 goto out;
491         }
492         /*
493          * We need to make the page accessible if and only if we are going
494          * to access its content (the FOLL_PIN case).  Please see
495          * Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
496          */
497         if (flags & FOLL_PIN) {
498                 ret = arch_make_page_accessible(page);
499                 if (ret) {
500                         unpin_user_page(page);
501                         page = ERR_PTR(ret);
502                         goto out;
503                 }
504         }
505         if (flags & FOLL_TOUCH) {
506                 if ((flags & FOLL_WRITE) &&
507                     !pte_dirty(pte) && !PageDirty(page))
508                         set_page_dirty(page);
509                 /*
510                  * pte_mkyoung() would be more correct here, but atomic care
511                  * is needed to avoid losing the dirty bit: it is easier to use
512                  * mark_page_accessed().
513                  */
514                 mark_page_accessed(page);
515         }
516         if ((flags & FOLL_MLOCK) && (vma->vm_flags & VM_LOCKED)) {
517                 /* Do not mlock pte-mapped THP */
518                 if (PageTransCompound(page))
519                         goto out;
520
521                 /*
522                  * The preliminary mapping check is mainly to avoid the
523                  * pointless overhead of lock_page on the ZERO_PAGE
524                  * which might bounce very badly if there is contention.
525                  *
526                  * If the page is already locked, we don't need to
527                  * handle it now - vmscan will handle it later if and
528                  * when it attempts to reclaim the page.
529                  */
530                 if (page->mapping && trylock_page(page)) {
531                         lru_add_drain();  /* push cached pages to LRU */
532                         /*
533                          * Because we lock page here, and migration is
534                          * blocked by the pte's page reference, and we
535                          * know the page is still mapped, we don't even
536                          * need to check for file-cache page truncation.
537                          */
538                         mlock_vma_page(page);
539                         unlock_page(page);
540                 }
541         }
542 out:
543         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
544         return page;
545 no_page:
546         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
547         if (!pte_none(pte))
548                 return NULL;
549         return no_page_table(vma, flags);
550 }
551
552 static struct page *follow_pmd_mask(struct vm_area_struct *vma,
553                                     unsigned long address, pud_t *pudp,
554                                     unsigned int flags,
555                                     struct follow_page_context *ctx)
556 {
557         pmd_t *pmd, pmdval;
558         spinlock_t *ptl;
559         struct page *page;
560         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
561
562         pmd = pmd_offset(pudp, address);
563         /*
564          * The READ_ONCE() will stabilize the pmdval in a register or
565          * on the stack so that it will stop changing under the code.
566          */
567         pmdval = READ_ONCE(*pmd);
568         if (pmd_none(pmdval))
569                 return no_page_table(vma, flags);
570         if (pmd_huge(pmdval) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
571                 page = follow_huge_pmd(mm, address, pmd, flags);
572                 if (page)
573                         return page;
574                 return no_page_table(vma, flags);
575         }
576         if (is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmdval)))) {
577                 page = follow_huge_pd(vma, address,
578                                       __hugepd(pmd_val(pmdval)), flags,
579                                       PMD_SHIFT);
580                 if (page)
581                         return page;
582                 return no_page_table(vma, flags);
583         }
584 retry:
585         if (!pmd_present(pmdval)) {
586                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
587                         return no_page_table(vma, flags);
588                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
589                                   !is_pmd_migration_entry(pmdval));
590                 if (is_pmd_migration_entry(pmdval))
591                         pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
592                 pmdval = READ_ONCE(*pmd);
593                 /*
594                  * MADV_DONTNEED may convert the pmd to null because
595                  * mmap_lock is held in read mode
596                  */
597                 if (pmd_none(pmdval))
598                         return no_page_table(vma, flags);
599                 goto retry;
600         }
601         if (pmd_devmap(pmdval)) {
602                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
603                 page = follow_devmap_pmd(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
604                 spin_unlock(ptl);
605                 if (page)
606                         return page;
607         }
608         if (likely(!pmd_trans_huge(pmdval)))
609                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
610
611         if ((flags & FOLL_NUMA) && pmd_protnone(pmdval))
612                 return no_page_table(vma, flags);
613
614 retry_locked:
615         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
616         if (unlikely(pmd_none(*pmd))) {
617                 spin_unlock(ptl);
618                 return no_page_table(vma, flags);
619         }
620         if (unlikely(!pmd_present(*pmd))) {
621                 spin_unlock(ptl);
622                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
623                         return no_page_table(vma, flags);
624                 pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
625                 goto retry_locked;
626         }
627         if (unlikely(!pmd_trans_huge(*pmd))) {
628                 spin_unlock(ptl);
629                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
630         }
631         if (flags & (FOLL_SPLIT | FOLL_SPLIT_PMD)) {
632                 int ret;
633                 page = pmd_page(*pmd);
634                 if (is_huge_zero_page(page)) {
635                         spin_unlock(ptl);
636                         ret = 0;
637                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
638                         if (pmd_trans_unstable(pmd))
639                                 ret = -EBUSY;
640                 } else if (flags & FOLL_SPLIT) {
641                         if (unlikely(!try_get_page(page))) {
642                                 spin_unlock(ptl);
643                                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
644                         }
645                         spin_unlock(ptl);
646                         lock_page(page);
647                         ret = split_huge_page(page);
648                         unlock_page(page);
649                         put_page(page);
650                         if (pmd_none(*pmd))
651                                 return no_page_table(vma, flags);
652                 } else {  /* flags & FOLL_SPLIT_PMD */
653                         spin_unlock(ptl);
654                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
655                         ret = pte_alloc(mm, pmd) ? -ENOMEM : 0;
656                 }
657
658                 return ret ? ERR_PTR(ret) :
659                         follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
660         }
661         page = follow_trans_huge_pmd(vma, address, pmd, flags);
662         spin_unlock(ptl);
663         ctx->page_mask = HPAGE_PMD_NR - 1;
664         return page;
665 }
666
667 static struct page *follow_pud_mask(struct vm_area_struct *vma,
668                                     unsigned long address, p4d_t *p4dp,
669                                     unsigned int flags,
670                                     struct follow_page_context *ctx)
671 {
672         pud_t *pud;
673         spinlock_t *ptl;
674         struct page *page;
675         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
676
677         pud = pud_offset(p4dp, address);
678         if (pud_none(*pud))
679                 return no_page_table(vma, flags);
680         if (pud_huge(*pud) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
681                 page = follow_huge_pud(mm, address, pud, flags);
682                 if (page)
683                         return page;
684                 return no_page_table(vma, flags);
685         }
686         if (is_hugepd(__hugepd(pud_val(*pud)))) {
687                 page = follow_huge_pd(vma, address,
688                                       __hugepd(pud_val(*pud)), flags,
689                                       PUD_SHIFT);
690                 if (page)
691                         return page;
692                 return no_page_table(vma, flags);
693         }
694         if (pud_devmap(*pud)) {
695                 ptl = pud_lock(mm, pud);
696                 page = follow_devmap_pud(vma, address, pud, flags, &ctx->pgmap);
697                 spin_unlock(ptl);
698                 if (page)
699                         return page;
700         }
701         if (unlikely(pud_bad(*pud)))
702                 return no_page_table(vma, flags);
703
704         return follow_pmd_mask(vma, address, pud, flags, ctx);
705 }
706
707 static struct page *follow_p4d_mask(struct vm_area_struct *vma,
708                                     unsigned long address, pgd_t *pgdp,
709                                     unsigned int flags,
710                                     struct follow_page_context *ctx)
711 {
712         p4d_t *p4d;
713         struct page *page;
714
715         p4d = p4d_offset(pgdp, address);
716         if (p4d_none(*p4d))
717                 return no_page_table(vma, flags);
718         BUILD_BUG_ON(p4d_huge(*p4d));
719         if (unlikely(p4d_bad(*p4d)))
720                 return no_page_table(vma, flags);
721
722         if (is_hugepd(__hugepd(p4d_val(*p4d)))) {
723                 page = follow_huge_pd(vma, address,
724                                       __hugepd(p4d_val(*p4d)), flags,
725                                       P4D_SHIFT);
726                 if (page)
727                         return page;
728                 return no_page_table(vma, flags);
729         }
730         return follow_pud_mask(vma, address, p4d, flags, ctx);
731 }
732
733 /**
734  * follow_page_mask - look up a page descriptor from a user-virtual address
735  * @vma: vm_area_struct mapping @address
736  * @address: virtual address to look up
737  * @flags: flags modifying lookup behaviour
738  * @ctx: contains dev_pagemap for %ZONE_DEVICE memory pinning and a
739  *       pointer to output page_mask
740  *
741  * @flags can have FOLL_ flags set, defined in <linux/mm.h>
742  *
743  * When getting pages from ZONE_DEVICE memory, the @ctx->pgmap caches
744  * the device's dev_pagemap metadata to avoid repeating expensive lookups.
745  *
746  * On output, the @ctx->page_mask is set according to the size of the page.
747  *
748  * Return: the mapped (struct page *), %NULL if no mapping exists, or
749  * an error pointer if there is a mapping to something not represented
750  * by a page descriptor (see also vm_normal_page()).
751  */
752 static struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
753                               unsigned long address, unsigned int flags,
754                               struct follow_page_context *ctx)
755 {
756         pgd_t *pgd;
757         struct page *page;
758         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
759
760         ctx->page_mask = 0;
761
762         /* make this handle hugepd */
763         page = follow_huge_addr(mm, address, flags & FOLL_WRITE);
764         if (!IS_ERR(page)) {
765                 WARN_ON_ONCE(flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN));
766                 return page;
767         }
768
769         pgd = pgd_offset(mm, address);
770
771         if (pgd_none(*pgd) || unlikely(pgd_bad(*pgd)))
772                 return no_page_table(vma, flags);
773
774         if (pgd_huge(*pgd)) {
775                 page = follow_huge_pgd(mm, address, pgd, flags);
776                 if (page)
777                         return page;
778                 return no_page_table(vma, flags);
779         }
780         if (is_hugepd(__hugepd(pgd_val(*pgd)))) {
781                 page = follow_huge_pd(vma, address,
782                                       __hugepd(pgd_val(*pgd)), flags,
783                                       PGDIR_SHIFT);
784                 if (page)
785                         return page;
786                 return no_page_table(vma, flags);
787         }
788
789         return follow_p4d_mask(vma, address, pgd, flags, ctx);
790 }
791
792 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
793                          unsigned int foll_flags)
794 {
795         struct follow_page_context ctx = { NULL };
796         struct page *page;
797
798         page = follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &ctx);
799         if (ctx.pgmap)
800                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
801         return page;
802 }
803
804 static int get_gate_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
805                 unsigned int gup_flags, struct vm_area_struct **vma,
806                 struct page **page)
807 {
808         pgd_t *pgd;
809         p4d_t *p4d;
810         pud_t *pud;
811         pmd_t *pmd;
812         pte_t *pte;
813         int ret = -EFAULT;
814
815         /* user gate pages are read-only */
816         if (gup_flags & FOLL_WRITE)
817                 return -EFAULT;
818         if (address > TASK_SIZE)
819                 pgd = pgd_offset_k(address);
820         else
821                 pgd = pgd_offset_gate(mm, address);
822         if (pgd_none(*pgd))
823                 return -EFAULT;
824         p4d = p4d_offset(pgd, address);
825         if (p4d_none(*p4d))
826                 return -EFAULT;
827         pud = pud_offset(p4d, address);
828         if (pud_none(*pud))
829                 return -EFAULT;
830         pmd = pmd_offset(pud, address);
831         if (!pmd_present(*pmd))
832                 return -EFAULT;
833         VM_BUG_ON(pmd_trans_huge(*pmd));
834         pte = pte_offset_map(pmd, address);
835         if (pte_none(*pte))
836                 goto unmap;
837         *vma = get_gate_vma(mm);
838         if (!page)
839                 goto out;
840         *page = vm_normal_page(*vma, address, *pte);
841         if (!*page) {
842                 if ((gup_flags & FOLL_DUMP) || !is_zero_pfn(pte_pfn(*pte)))
843                         goto unmap;
844                 *page = pte_page(*pte);
845         }
846         if (unlikely(!try_get_page(*page))) {
847                 ret = -ENOMEM;
848                 goto unmap;
849         }
850 out:
851         ret = 0;
852 unmap:
853         pte_unmap(pte);
854         return ret;
855 }
856
857 /*
858  * mmap_lock must be held on entry.  If @locked != NULL and *@flags
859  * does not include FOLL_NOWAIT, the mmap_lock may be released.  If it
860  * is, *@locked will be set to 0 and -EBUSY returned.
861  */
862 static int faultin_page(struct task_struct *tsk, struct vm_area_struct *vma,
863                 unsigned long address, unsigned int *flags, int *locked)
864 {
865         unsigned int fault_flags = 0;
866         vm_fault_t ret;
867
868         /* mlock all present pages, but do not fault in new pages */
869         if ((*flags & (FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK)) == FOLL_MLOCK)
870                 return -ENOENT;
871         if (*flags & FOLL_WRITE)
872                 fault_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
873         if (*flags & FOLL_REMOTE)
874                 fault_flags |= FAULT_FLAG_REMOTE;
875         if (locked)
876                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
877         if (*flags & FOLL_NOWAIT)
878                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
879         if (*flags & FOLL_TRIED) {
880                 /*
881                  * Note: FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_TRIED
882                  * can co-exist
883                  */
884                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
885         }
886
887         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags);
888         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
889                 int err = vm_fault_to_errno(ret, *flags);
890
891                 if (err)
892                         return err;
893                 BUG();
894         }
895
896         if (tsk) {
897                 if (ret & VM_FAULT_MAJOR)
898                         tsk->maj_flt++;
899                 else
900                         tsk->min_flt++;
901         }
902
903         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
904                 if (locked && !(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT))
905                         *locked = 0;
906                 return -EBUSY;
907         }
908
909         /*
910          * The VM_FAULT_WRITE bit tells us that do_wp_page has broken COW when
911          * necessary, even if maybe_mkwrite decided not to set pte_write. We
912          * can thus safely do subsequent page lookups as if they were reads.
913          * But only do so when looping for pte_write is futile: in some cases
914          * userspace may also be wanting to write to the gotten user page,
915          * which a read fault here might prevent (a readonly page might get
916          * reCOWed by userspace write).
917          */
918         if ((ret & VM_FAULT_WRITE) && !(vma->vm_flags & VM_WRITE))
919                 *flags |= FOLL_COW;
920         return 0;
921 }
922
923 static int check_vma_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long gup_flags)
924 {
925         vm_flags_t vm_flags = vma->vm_flags;
926         int write = (gup_flags & FOLL_WRITE);
927         int foreign = (gup_flags & FOLL_REMOTE);
928
929         if (vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
930                 return -EFAULT;
931
932         if (gup_flags & FOLL_ANON && !vma_is_anonymous(vma))
933                 return -EFAULT;
934
935         if (write) {
936                 if (!(vm_flags & VM_WRITE)) {
937                         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
938                                 return -EFAULT;
939                         /*
940                          * We used to let the write,force case do COW in a
941                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
942                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
943                          * executable, without corrupting the file (yet only
944                          * when that file had been opened for writing!).
945                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
946                          * just reject it.
947                          */
948                         if (!is_cow_mapping(vm_flags))
949                                 return -EFAULT;
950                 }
951         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
952                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
953                         return -EFAULT;
954                 /*
955                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
956                  * have VM_MAYREAD set?
957                  */
958                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
959                         return -EFAULT;
960         }
961         /*
962          * gups are always data accesses, not instruction
963          * fetches, so execute=false here
964          */
965         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
966                 return -EFAULT;
967         return 0;
968 }
969
970 /**
971  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
972  * @tsk:        task_struct of target task
973  * @mm:         mm_struct of target mm
974  * @start:      starting user address
975  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
976  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
977  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
978  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
979  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
980  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
981  *              Or NULL if the caller does not require them.
982  * @locked:     whether we're still with the mmap_lock held
983  *
984  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
985  * number requested), or an error. Details about the return value:
986  *
987  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
988  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
989  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
990  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
991  * -- 0 return value is possible when the fault would need to be retried.
992  *
993  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
994  *
995  * @vmas are valid only as long as mmap_lock is held.
996  *
997  * Must be called with mmap_lock held.  It may be released.  See below.
998  *
999  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
1000  * each struct page that each user address corresponds to at a given
1001  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1002  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1003  *
1004  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1005  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
1006  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1007  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
1008  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1009  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1010  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1011  * locks can't be held over the syscall boundary.
1012  *
1013  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
1014  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
1015  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
1016  * before put_page is called.
1017  *
1018  * If @locked != NULL, *@locked will be set to 0 when mmap_lock is
1019  * released by an up_read().  That can happen if @gup_flags does not
1020  * have FOLL_NOWAIT.
1021  *
1022  * A caller using such a combination of @locked and @gup_flags
1023  * must therefore hold the mmap_lock for reading only, and recognize
1024  * when it's been released.  Otherwise, it must be held for either
1025  * reading or writing and will not be released.
1026  *
1027  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
1028  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
1029  * you need some special @gup_flags.
1030  */
1031 static long __get_user_pages(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1032                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1033                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1034                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1035 {
1036         long ret = 0, i = 0;
1037         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1038         struct follow_page_context ctx = { NULL };
1039
1040         if (!nr_pages)
1041                 return 0;
1042
1043         start = untagged_addr(start);
1044
1045         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)));
1046
1047         /*
1048          * If FOLL_FORCE is set then do not force a full fault as the hinting
1049          * fault information is unrelated to the reference behaviour of a task
1050          * using the address space
1051          */
1052         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1053                 gup_flags |= FOLL_NUMA;
1054
1055         do {
1056                 struct page *page;
1057                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
1058                 unsigned int page_increm;
1059
1060                 /* first iteration or cross vma bound */
1061                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
1062                         vma = find_extend_vma(mm, start);
1063                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
1064                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
1065                                                 gup_flags, &vma,
1066                                                 pages ? &pages[i] : NULL);
1067                                 if (ret)
1068                                         goto out;
1069                                 ctx.page_mask = 0;
1070                                 goto next_page;
1071                         }
1072
1073                         if (!vma || check_vma_flags(vma, gup_flags)) {
1074                                 ret = -EFAULT;
1075                                 goto out;
1076                         }
1077                         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
1078                                 if (should_force_cow_break(vma, foll_flags))
1079                                         foll_flags |= FOLL_WRITE;
1080                                 i = follow_hugetlb_page(mm, vma, pages, vmas,
1081                                                 &start, &nr_pages, i,
1082                                                 foll_flags, locked);
1083                                 if (locked && *locked == 0) {
1084                                         /*
1085                                          * We've got a VM_FAULT_RETRY
1086                                          * and we've lost mmap_lock.
1087                                          * We must stop here.
1088                                          */
1089                                         BUG_ON(gup_flags & FOLL_NOWAIT);
1090                                         BUG_ON(ret != 0);
1091                                         goto out;
1092                                 }
1093                                 continue;
1094                         }
1095                 }
1096
1097                 if (should_force_cow_break(vma, foll_flags))
1098                         foll_flags |= FOLL_WRITE;
1099
1100 retry:
1101                 /*
1102                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
1103                  * potentially allocating memory.
1104                  */
1105                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1106                         ret = -EINTR;
1107                         goto out;
1108                 }
1109                 cond_resched();
1110
1111                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &ctx);
1112                 if (!page) {
1113                         ret = faultin_page(tsk, vma, start, &foll_flags,
1114                                            locked);
1115                         switch (ret) {
1116                         case 0:
1117                                 goto retry;
1118                         case -EBUSY:
1119                                 ret = 0;
1120                                 fallthrough;
1121                         case -EFAULT:
1122                         case -ENOMEM:
1123                         case -EHWPOISON:
1124                                 goto out;
1125                         case -ENOENT:
1126                                 goto next_page;
1127                         }
1128                         BUG();
1129                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
1130                         /*
1131                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
1132                          * struct page.
1133                          */
1134                         goto next_page;
1135                 } else if (IS_ERR(page)) {
1136                         ret = PTR_ERR(page);
1137                         goto out;
1138                 }
1139                 if (pages) {
1140                         pages[i] = page;
1141                         flush_anon_page(vma, page, start);
1142                         flush_dcache_page(page);
1143                         ctx.page_mask = 0;
1144                 }
1145 next_page:
1146                 if (vmas) {
1147                         vmas[i] = vma;
1148                         ctx.page_mask = 0;
1149                 }
1150                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & ctx.page_mask);
1151                 if (page_increm > nr_pages)
1152                         page_increm = nr_pages;
1153                 i += page_increm;
1154                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
1155                 nr_pages -= page_increm;
1156         } while (nr_pages);
1157 out:
1158         if (ctx.pgmap)
1159                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
1160         return i ? i : ret;
1161 }
1162
1163 static bool vma_permits_fault(struct vm_area_struct *vma,
1164                               unsigned int fault_flags)
1165 {
1166         bool write   = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
1167         bool foreign = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_REMOTE);
1168         vm_flags_t vm_flags = write ? VM_WRITE : VM_READ;
1169
1170         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
1171                 return false;
1172
1173         /*
1174          * The architecture might have a hardware protection
1175          * mechanism other than read/write that can deny access.
1176          *
1177          * gup always represents data access, not instruction
1178          * fetches, so execute=false here:
1179          */
1180         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1181                 return false;
1182
1183         return true;
1184 }
1185
1186 /**
1187  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
1188  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
1189  *              NULL if faults are not to be recorded.
1190  * @mm:         mm_struct of target mm
1191  * @address:    user address
1192  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
1193  * @unlocked:   did we unlock the mmap_lock while retrying, maybe NULL if caller
1194  *              does not allow retry. If NULL, the caller must guarantee
1195  *              that fault_flags does not contain FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
1196  *
1197  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
1198  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
1199  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
1200  * trying again.
1201  *
1202  * Typically this is meant to be used by the futex code.
1203  *
1204  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
1205  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
1206  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
1207  * get_user_pages() only guarantees to update these in the struct page.
1208  *
1209  * This is important for some architectures where those bits also gate the
1210  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
1211  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
1212  * succeed.
1213  *
1214  * This function will not return with an unlocked mmap_lock. So it has not the
1215  * same semantics wrt the @mm->mmap_lock as does filemap_fault().
1216  */
1217 int fixup_user_fault(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1218                      unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1219                      bool *unlocked)
1220 {
1221         struct vm_area_struct *vma;
1222         vm_fault_t ret, major = 0;
1223
1224         address = untagged_addr(address);
1225
1226         if (unlocked)
1227                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1228
1229 retry:
1230         vma = find_extend_vma(mm, address);
1231         if (!vma || address < vma->vm_start)
1232                 return -EFAULT;
1233
1234         if (!vma_permits_fault(vma, fault_flags))
1235                 return -EFAULT;
1236
1237         if ((fault_flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) &&
1238             fatal_signal_pending(current))
1239                 return -EINTR;
1240
1241         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags);
1242         major |= ret & VM_FAULT_MAJOR;
1243         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
1244                 int err = vm_fault_to_errno(ret, 0);
1245
1246                 if (err)
1247                         return err;
1248                 BUG();
1249         }
1250
1251         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
1252                 mmap_read_lock(mm);
1253                 *unlocked = true;
1254                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1255                 goto retry;
1256         }
1257
1258         if (tsk) {
1259                 if (major)
1260                         tsk->maj_flt++;
1261                 else
1262                         tsk->min_flt++;
1263         }
1264         return 0;
1265 }
1266 EXPORT_SYMBOL_GPL(fixup_user_fault);
1267
1268 /*
1269  * Please note that this function, unlike __get_user_pages will not
1270  * return 0 for nr_pages > 0 without FOLL_NOWAIT
1271  */
1272 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk,
1273                                                 struct mm_struct *mm,
1274                                                 unsigned long start,
1275                                                 unsigned long nr_pages,
1276                                                 struct page **pages,
1277                                                 struct vm_area_struct **vmas,
1278                                                 int *locked,
1279                                                 unsigned int flags)
1280 {
1281         long ret, pages_done;
1282         bool lock_dropped;
1283
1284         if (locked) {
1285                 /* if VM_FAULT_RETRY can be returned, vmas become invalid */
1286                 BUG_ON(vmas);
1287                 /* check caller initialized locked */
1288                 BUG_ON(*locked != 1);
1289         }
1290
1291         /*
1292          * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive. Traditional behavior
1293          * is to set FOLL_GET if the caller wants pages[] filled in (but has
1294          * carelessly failed to specify FOLL_GET), so keep doing that, but only
1295          * for FOLL_GET, not for the newer FOLL_PIN.
1296          *
1297          * FOLL_PIN always expects pages to be non-null, but no need to assert
1298          * that here, as any failures will be obvious enough.
1299          */
1300         if (pages && !(flags & FOLL_PIN))
1301                 flags |= FOLL_GET;
1302
1303         pages_done = 0;
1304         lock_dropped = false;
1305         for (;;) {
1306                 ret = __get_user_pages(tsk, mm, start, nr_pages, flags, pages,
1307                                        vmas, locked);
1308                 if (!locked)
1309                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
1310                         return ret;
1311
1312                 /* VM_FAULT_RETRY cannot return errors */
1313                 if (!*locked) {
1314                         BUG_ON(ret < 0);
1315                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
1316                 }
1317
1318                 if (ret > 0) {
1319                         nr_pages -= ret;
1320                         pages_done += ret;
1321                         if (!nr_pages)
1322                                 break;
1323                 }
1324                 if (*locked) {
1325                         /*
1326                          * VM_FAULT_RETRY didn't trigger or it was a
1327                          * FOLL_NOWAIT.
1328                          */
1329                         if (!pages_done)
1330                                 pages_done = ret;
1331                         break;
1332                 }
1333                 /*
1334                  * VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset.
1335                  * For the prefault case (!pages) we only update counts.
1336                  */
1337                 if (likely(pages))
1338                         pages += ret;
1339                 start += ret << PAGE_SHIFT;
1340                 lock_dropped = true;
1341
1342 retry:
1343                 /*
1344                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
1345                  * with both FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and
1346                  * FAULT_FLAG_TRIED.  Note that GUP can be interrupted
1347                  * by fatal signals, so we need to check it before we
1348                  * start trying again otherwise it can loop forever.
1349                  */
1350
1351                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1352                         if (!pages_done)
1353                                 pages_done = -EINTR;
1354                         break;
1355                 }
1356
1357                 ret = mmap_read_lock_killable(mm);
1358                 if (ret) {
1359                         BUG_ON(ret > 0);
1360                         if (!pages_done)
1361                                 pages_done = ret;
1362                         break;
1363                 }
1364
1365                 *locked = 1;
1366                 ret = __get_user_pages(tsk, mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
1367                                        pages, NULL, locked);
1368                 if (!*locked) {
1369                         /* Continue to retry until we succeeded */
1370                         BUG_ON(ret != 0);
1371                         goto retry;
1372                 }
1373                 if (ret != 1) {
1374                         BUG_ON(ret > 1);
1375                         if (!pages_done)
1376                                 pages_done = ret;
1377                         break;
1378                 }
1379                 nr_pages--;
1380                 pages_done++;
1381                 if (!nr_pages)
1382                         break;
1383                 if (likely(pages))
1384                         pages++;
1385                 start += PAGE_SIZE;
1386         }
1387         if (lock_dropped && *locked) {
1388                 /*
1389                  * We must let the caller know we temporarily dropped the lock
1390                  * and so the critical section protected by it was lost.
1391                  */
1392                 mmap_read_unlock(mm);
1393                 *locked = 0;
1394         }
1395         return pages_done;
1396 }
1397
1398 /**
1399  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
1400  * @vma:   target vma
1401  * @start: start address
1402  * @end:   end address
1403  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1404  *
1405  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
1406  *
1407  * return 0 on success, negative error code on error.
1408  *
1409  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held.
1410  *
1411  * If @locked is NULL, it may be held for read or write and will
1412  * be unperturbed.
1413  *
1414  * If @locked is non-NULL, it must held for read only and may be
1415  * released.  If it's released, *@locked will be set to 0.
1416  */
1417 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
1418                 unsigned long start, unsigned long end, int *locked)
1419 {
1420         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1421         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1422         int gup_flags;
1423
1424         VM_BUG_ON(start & ~PAGE_MASK);
1425         VM_BUG_ON(end   & ~PAGE_MASK);
1426         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1427         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
1428         mmap_assert_locked(mm);
1429
1430         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK;
1431         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
1432                 gup_flags &= ~FOLL_POPULATE;
1433         /*
1434          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
1435          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
1436          * and we would not want to dirty them for nothing.
1437          */
1438         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
1439                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1440
1441         /*
1442          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
1443          * other than PROT_NONE.
1444          */
1445         if (vma_is_accessible(vma))
1446                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
1447
1448         /*
1449          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
1450          * not result in a stack expansion that recurses back here.
1451          */
1452         return __get_user_pages(current, mm, start, nr_pages, gup_flags,
1453                                 NULL, NULL, locked);
1454 }
1455
1456 /*
1457  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
1458  *
1459  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
1460  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
1461  * mmap_lock must not be held.
1462  */
1463 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
1464 {
1465         struct mm_struct *mm = current->mm;
1466         unsigned long end, nstart, nend;
1467         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1468         int locked = 0;
1469         long ret = 0;
1470
1471         end = start + len;
1472
1473         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
1474                 /*
1475                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
1476                  * Find first corresponding VMA.
1477                  */
1478                 if (!locked) {
1479                         locked = 1;
1480                         mmap_read_lock(mm);
1481                         vma = find_vma(mm, nstart);
1482                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
1483                         vma = vma->vm_next;
1484                 if (!vma || vma->vm_start >= end)
1485                         break;
1486                 /*
1487                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
1488                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
1489                  */
1490                 nend = min(end, vma->vm_end);
1491                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1492                         continue;
1493                 if (nstart < vma->vm_start)
1494                         nstart = vma->vm_start;
1495                 /*
1496                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
1497                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
1498                  * if the vma was already munlocked.
1499                  */
1500                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
1501                 if (ret < 0) {
1502                         if (ignore_errors) {
1503                                 ret = 0;
1504                                 continue;       /* continue at next VMA */
1505                         }
1506                         break;
1507                 }
1508                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
1509                 ret = 0;
1510         }
1511         if (locked)
1512                 mmap_read_unlock(mm);
1513         return ret;     /* 0 or negative error code */
1514 }
1515
1516 /**
1517  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
1518  * @addr: user address
1519  *
1520  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
1521  * to be freed afterwards by put_page().
1522  *
1523  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
1524  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
1525  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
1526  * allowing a hole to be left in the corefile to save diskspace.
1527  *
1528  * Called without mmap_lock, but after all other threads have been killed.
1529  */
1530 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
1531 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
1532 {
1533         struct vm_area_struct *vma;
1534         struct page *page;
1535
1536         if (__get_user_pages(current, current->mm, addr, 1,
1537                              FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET, &page, &vma,
1538                              NULL) < 1)
1539                 return NULL;
1540         flush_cache_page(vma, addr, page_to_pfn(page));
1541         return page;
1542 }
1543 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
1544 #else /* CONFIG_MMU */
1545 static long __get_user_pages_locked(struct task_struct *tsk,
1546                 struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1547                 unsigned long nr_pages, struct page **pages,
1548                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked,
1549                 unsigned int foll_flags)
1550 {
1551         struct vm_area_struct *vma;
1552         unsigned long vm_flags;
1553         int i;
1554
1555         /* calculate required read or write permissions.
1556          * If FOLL_FORCE is set, we only require the "MAY" flags.
1557          */
1558         vm_flags  = (foll_flags & FOLL_WRITE) ?
1559                         (VM_WRITE | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_MAYREAD);
1560         vm_flags &= (foll_flags & FOLL_FORCE) ?
1561                         (VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_WRITE);
1562
1563         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1564                 vma = find_vma(mm, start);
1565                 if (!vma)
1566                         goto finish_or_fault;
1567
1568                 /* protect what we can, including chardevs */
1569                 if ((vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP)) ||
1570                     !(vm_flags & vma->vm_flags))
1571                         goto finish_or_fault;
1572
1573                 if (pages) {
1574                         pages[i] = virt_to_page(start);
1575                         if (pages[i])
1576                                 get_page(pages[i]);
1577                 }
1578                 if (vmas)
1579                         vmas[i] = vma;
1580                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1581         }
1582
1583         return i;
1584
1585 finish_or_fault:
1586         return i ? : -EFAULT;
1587 }
1588 #endif /* !CONFIG_MMU */
1589
1590 #if defined(CONFIG_FS_DAX) || defined (CONFIG_CMA)
1591 static bool check_dax_vmas(struct vm_area_struct **vmas, long nr_pages)
1592 {
1593         long i;
1594         struct vm_area_struct *vma_prev = NULL;
1595
1596         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1597                 struct vm_area_struct *vma = vmas[i];
1598
1599                 if (vma == vma_prev)
1600                         continue;
1601
1602                 vma_prev = vma;
1603
1604                 if (vma_is_fsdax(vma))
1605                         return true;
1606         }
1607         return false;
1608 }
1609
1610 #ifdef CONFIG_CMA
1611 static struct page *new_non_cma_page(struct page *page, unsigned long private)
1612 {
1613         /*
1614          * We want to make sure we allocate the new page from the same node
1615          * as the source page.
1616          */
1617         int nid = page_to_nid(page);
1618         /*
1619          * Trying to allocate a page for migration. Ignore allocation
1620          * failure warnings. We don't force __GFP_THISNODE here because
1621          * this node here is the node where we have CMA reservation and
1622          * in some case these nodes will have really less non movable
1623          * allocation memory.
1624          */
1625         gfp_t gfp_mask = GFP_USER | __GFP_NOWARN;
1626
1627         if (PageHighMem(page))
1628                 gfp_mask |= __GFP_HIGHMEM;
1629
1630 #ifdef CONFIG_HUGETLB_PAGE
1631         if (PageHuge(page)) {
1632                 struct hstate *h = page_hstate(page);
1633                 /*
1634                  * We don't want to dequeue from the pool because pool pages will
1635                  * mostly be from the CMA region.
1636                  */
1637                 return alloc_migrate_huge_page(h, gfp_mask, nid, NULL);
1638         }
1639 #endif
1640         if (PageTransHuge(page)) {
1641                 struct page *thp;
1642                 /*
1643                  * ignore allocation failure warnings
1644                  */
1645                 gfp_t thp_gfpmask = GFP_TRANSHUGE | __GFP_NOWARN;
1646
1647                 /*
1648                  * Remove the movable mask so that we don't allocate from
1649                  * CMA area again.
1650                  */
1651                 thp_gfpmask &= ~__GFP_MOVABLE;
1652                 thp = __alloc_pages_node(nid, thp_gfpmask, HPAGE_PMD_ORDER);
1653                 if (!thp)
1654                         return NULL;
1655                 prep_transhuge_page(thp);
1656                 return thp;
1657         }
1658
1659         return __alloc_pages_node(nid, gfp_mask, 0);
1660 }
1661
1662 static long check_and_migrate_cma_pages(struct task_struct *tsk,
1663                                         struct mm_struct *mm,
1664                                         unsigned long start,
1665                                         unsigned long nr_pages,
1666                                         struct page **pages,
1667                                         struct vm_area_struct **vmas,
1668                                         unsigned int gup_flags)
1669 {
1670         unsigned long i;
1671         unsigned long step;
1672         bool drain_allow = true;
1673         bool migrate_allow = true;
1674         LIST_HEAD(cma_page_list);
1675         long ret = nr_pages;
1676
1677 check_again:
1678         for (i = 0; i < nr_pages;) {
1679
1680                 struct page *head = compound_head(pages[i]);
1681
1682                 /*
1683                  * gup may start from a tail page. Advance step by the left
1684                  * part.
1685                  */
1686                 step = compound_nr(head) - (pages[i] - head);
1687                 /*
1688                  * If we get a page from the CMA zone, since we are going to
1689                  * be pinning these entries, we might as well move them out
1690                  * of the CMA zone if possible.
1691                  */
1692                 if (is_migrate_cma_page(head)) {
1693                         if (PageHuge(head))
1694                                 isolate_huge_page(head, &cma_page_list);
1695                         else {
1696                                 if (!PageLRU(head) && drain_allow) {
1697                                         lru_add_drain_all();
1698                                         drain_allow = false;
1699                                 }
1700
1701                                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1702                                         list_add_tail(&head->lru, &cma_page_list);
1703                                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1704                                                             NR_ISOLATED_ANON +
1705                                                             page_is_file_lru(head),
1706                                                             hpage_nr_pages(head));
1707                                 }
1708                         }
1709                 }
1710
1711                 i += step;
1712         }
1713
1714         if (!list_empty(&cma_page_list)) {
1715                 /*
1716                  * drop the above get_user_pages reference.
1717                  */
1718                 for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1719                         put_page(pages[i]);
1720
1721                 if (migrate_pages(&cma_page_list, new_non_cma_page,
1722                                   NULL, 0, MIGRATE_SYNC, MR_CONTIG_RANGE)) {
1723                         /*
1724                          * some of the pages failed migration. Do get_user_pages
1725                          * without migration.
1726                          */
1727                         migrate_allow = false;
1728
1729                         if (!list_empty(&cma_page_list))
1730                                 putback_movable_pages(&cma_page_list);
1731                 }
1732                 /*
1733                  * We did migrate all the pages, Try to get the page references
1734                  * again migrating any new CMA pages which we failed to isolate
1735                  * earlier.
1736                  */
1737                 ret = __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages,
1738                                                    pages, vmas, NULL,
1739                                                    gup_flags);
1740
1741                 if ((ret > 0) && migrate_allow) {
1742                         nr_pages = ret;
1743                         drain_allow = true;
1744                         goto check_again;
1745                 }
1746         }
1747
1748         return ret;
1749 }
1750 #else
1751 static long check_and_migrate_cma_pages(struct task_struct *tsk,
1752                                         struct mm_struct *mm,
1753                                         unsigned long start,
1754                                         unsigned long nr_pages,
1755                                         struct page **pages,
1756                                         struct vm_area_struct **vmas,
1757                                         unsigned int gup_flags)
1758 {
1759         return nr_pages;
1760 }
1761 #endif /* CONFIG_CMA */
1762
1763 /*
1764  * __gup_longterm_locked() is a wrapper for __get_user_pages_locked which
1765  * allows us to process the FOLL_LONGTERM flag.
1766  */
1767 static long __gup_longterm_locked(struct task_struct *tsk,
1768                                   struct mm_struct *mm,
1769                                   unsigned long start,
1770                                   unsigned long nr_pages,
1771                                   struct page **pages,
1772                                   struct vm_area_struct **vmas,
1773                                   unsigned int gup_flags)
1774 {
1775         struct vm_area_struct **vmas_tmp = vmas;
1776         unsigned long flags = 0;
1777         long rc, i;
1778
1779         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1780                 if (!pages)
1781                         return -EINVAL;
1782
1783                 if (!vmas_tmp) {
1784                         vmas_tmp = kcalloc(nr_pages,
1785                                            sizeof(struct vm_area_struct *),
1786                                            GFP_KERNEL);
1787                         if (!vmas_tmp)
1788                                 return -ENOMEM;
1789                 }
1790                 flags = memalloc_nocma_save();
1791         }
1792
1793         rc = __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages,
1794                                      vmas_tmp, NULL, gup_flags);
1795
1796         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1797                 memalloc_nocma_restore(flags);
1798                 if (rc < 0)
1799                         goto out;
1800
1801                 if (check_dax_vmas(vmas_tmp, rc)) {
1802                         for (i = 0; i < rc; i++)
1803                                 put_page(pages[i]);
1804                         rc = -EOPNOTSUPP;
1805                         goto out;
1806                 }
1807
1808                 rc = check_and_migrate_cma_pages(tsk, mm, start, rc, pages,
1809                                                  vmas_tmp, gup_flags);
1810         }
1811
1812 out:
1813         if (vmas_tmp != vmas)
1814                 kfree(vmas_tmp);
1815         return rc;
1816 }
1817 #else /* !CONFIG_FS_DAX && !CONFIG_CMA */
1818 static __always_inline long __gup_longterm_locked(struct task_struct *tsk,
1819                                                   struct mm_struct *mm,
1820                                                   unsigned long start,
1821                                                   unsigned long nr_pages,
1822                                                   struct page **pages,
1823                                                   struct vm_area_struct **vmas,
1824                                                   unsigned int flags)
1825 {
1826         return __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages, vmas,
1827                                        NULL, flags);
1828 }
1829 #endif /* CONFIG_FS_DAX || CONFIG_CMA */
1830
1831 #ifdef CONFIG_MMU
1832 static long __get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk,
1833                                     struct mm_struct *mm,
1834                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1835                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1836                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1837 {
1838         /*
1839          * Parts of FOLL_LONGTERM behavior are incompatible with
1840          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
1841          * vmas. However, this only comes up if locked is set, and there are
1842          * callers that do request FOLL_LONGTERM, but do not set locked. So,
1843          * allow what we can.
1844          */
1845         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1846                 if (WARN_ON_ONCE(locked))
1847                         return -EINVAL;
1848                 /*
1849                  * This will check the vmas (even if our vmas arg is NULL)
1850                  * and return -ENOTSUPP if DAX isn't allowed in this case:
1851                  */
1852                 return __gup_longterm_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages,
1853                                              vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH |
1854                                              FOLL_REMOTE);
1855         }
1856
1857         return __get_user_pages_locked(tsk, mm, start, nr_pages, pages, vmas,
1858                                        locked,
1859                                        gup_flags | FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE);
1860 }
1861
1862 /**
1863  * get_user_pages_remote() - pin user pages in memory
1864  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
1865  *              NULL if faults are not to be recorded.
1866  * @mm:         mm_struct of target mm
1867  * @start:      starting user address
1868  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1869  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
1870  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1871  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1872  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1873  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
1874  *              Or NULL if the caller does not require them.
1875  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
1876  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
1877  *              utilised. Lock must initially be held.
1878  *
1879  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
1880  * number requested), or an error. Details about the return value:
1881  *
1882  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
1883  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
1884  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
1885  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
1886  *
1887  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
1888  *
1889  * @vmas are valid only as long as mmap_lock is held.
1890  *
1891  * Must be called with mmap_lock held for read or write.
1892  *
1893  * get_user_pages_remote walks a process's page tables and takes a reference
1894  * to each struct page that each user address corresponds to at a given
1895  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1896  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1897  *
1898  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1899  * get_user_pages_remote returns, and there may even be a completely different
1900  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1901  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
1902  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1903  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1904  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1905  * locks can't be held over the syscall boundary.
1906  *
1907  * If gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If the page
1908  * is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must
1909  * be called after the page is finished with, and before put_page is called.
1910  *
1911  * get_user_pages_remote is typically used for fewer-copy IO operations,
1912  * to get a handle on the memory by some means other than accesses
1913  * via the user virtual addresses. The pages may be submitted for
1914  * DMA to devices or accessed via their kernel linear mapping (via the
1915  * kmap APIs). Care should be taken to use the correct cache flushing APIs.
1916  *
1917  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
1918  *
1919  * get_user_pages_remote should be phased out in favor of
1920  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
1921  * should use get_user_pages_remote because it cannot pass
1922  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
1923  */
1924 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1925                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1926                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1927                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1928 {
1929         /*
1930          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
1931          * never directly by the caller, so enforce that with an assertion:
1932          */
1933         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
1934                 return -EINVAL;
1935
1936         return __get_user_pages_remote(tsk, mm, start, nr_pages, gup_flags,
1937                                        pages, vmas, locked);
1938 }
1939 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_remote);
1940
1941 #else /* CONFIG_MMU */
1942 long get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
1943                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1944                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1945                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1946 {
1947         return 0;
1948 }
1949
1950 static long __get_user_pages_remote(struct task_struct *tsk,
1951                                     struct mm_struct *mm,
1952                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1953                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1954                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1955 {
1956         return 0;
1957 }
1958 #endif /* !CONFIG_MMU */
1959
1960 /**
1961  * get_user_pages() - pin user pages in memory
1962  * @start:      starting user address
1963  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1964  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
1965  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1966  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1967  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1968  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
1969  *              Or NULL if the caller does not require them.
1970  *
1971  * This is the same as get_user_pages_remote(), just with a
1972  * less-flexible calling convention where we assume that the task
1973  * and mm being operated on are the current task's and don't allow
1974  * passing of a locked parameter.  We also obviously don't pass
1975  * FOLL_REMOTE in here.
1976  */
1977 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1978                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1979                 struct vm_area_struct **vmas)
1980 {
1981         /*
1982          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
1983          * never directly by the caller, so enforce that with an assertion:
1984          */
1985         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
1986                 return -EINVAL;
1987
1988         return __gup_longterm_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
1989                                      pages, vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH);
1990 }
1991 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
1992
1993 /**
1994  * get_user_pages_locked() is suitable to replace the form:
1995  *
1996  *      mmap_read_lock(mm);
1997  *      do_something()
1998  *      get_user_pages(tsk, mm, ..., pages, NULL);
1999  *      mmap_read_unlock(mm);
2000  *
2001  *  to:
2002  *
2003  *      int locked = 1;
2004  *      mmap_read_lock(mm);
2005  *      do_something()
2006  *      get_user_pages_locked(tsk, mm, ..., pages, &locked);
2007  *      if (locked)
2008  *          mmap_read_unlock(mm);
2009  *
2010  * @start:      starting user address
2011  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2012  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2013  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2014  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2015  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2016  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
2017  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
2018  *              utilised. Lock must initially be held.
2019  *
2020  * We can leverage the VM_FAULT_RETRY functionality in the page fault
2021  * paths better by using either get_user_pages_locked() or
2022  * get_user_pages_unlocked().
2023  *
2024  */
2025 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2026                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2027                            int *locked)
2028 {
2029         /*
2030          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
2031          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
2032          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
2033          * disallow this option for now.
2034          */
2035         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2036                 return -EINVAL;
2037         /*
2038          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
2039          * never directly by the caller, so enforce that:
2040          */
2041         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
2042                 return -EINVAL;
2043
2044         return __get_user_pages_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
2045                                        pages, NULL, locked,
2046                                        gup_flags | FOLL_TOUCH);
2047 }
2048 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_locked);
2049
2050 /*
2051  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
2052  *
2053  *      mmap_read_lock(mm);
2054  *      get_user_pages(tsk, mm, ..., pages, NULL);
2055  *      mmap_read_unlock(mm);
2056  *
2057  *  with:
2058  *
2059  *      get_user_pages_unlocked(tsk, mm, ..., pages);
2060  *
2061  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
2062  * get_user_pages_fast should be used instead if specific gup_flags
2063  * (e.g. FOLL_FORCE) are not required.
2064  */
2065 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2066                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
2067 {
2068         struct mm_struct *mm = current->mm;
2069         int locked = 1;
2070         long ret;
2071
2072         /*
2073          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
2074          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
2075          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
2076          * disallow this option for now.
2077          */
2078         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2079                 return -EINVAL;
2080
2081         mmap_read_lock(mm);
2082         ret = __get_user_pages_locked(current, mm, start, nr_pages, pages, NULL,
2083                                       &locked, gup_flags | FOLL_TOUCH);
2084         if (locked)
2085                 mmap_read_unlock(mm);
2086         return ret;
2087 }
2088 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
2089
2090 /*
2091  * Fast GUP
2092  *
2093  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
2094  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
2095  * protected from page table pages being freed from under it, and should
2096  * block any THP splits.
2097  *
2098  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
2099  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
2100  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
2101  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
2102  *
2103  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
2104  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
2105  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
2106  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
2107  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
2108  *
2109  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
2110  * are currently made:
2111  *
2112  *  *) Either MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table() is used to
2113  *  free pages containing page tables or TLB flushing requires IPI broadcast.
2114  *
2115  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
2116  *
2117  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
2118  *
2119  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
2120  *
2121  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
2122  */
2123 #ifdef CONFIG_HAVE_FAST_GUP
2124
2125 static void put_compound_head(struct page *page, int refs, unsigned int flags)
2126 {
2127         if (flags & FOLL_PIN) {
2128                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_RELEASED,
2129                                     refs);
2130
2131                 if (hpage_pincount_available(page))
2132                         hpage_pincount_sub(page, refs);
2133                 else
2134                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
2135         }
2136
2137         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) < refs, page);
2138         /*
2139          * Calling put_page() for each ref is unnecessarily slow. Only the last
2140          * ref needs a put_page().
2141          */
2142         if (refs > 1)
2143                 page_ref_sub(page, refs - 1);
2144         put_page(page);
2145 }
2146
2147 #ifdef CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH
2148
2149 /*
2150  * WARNING: only to be used in the get_user_pages_fast() implementation.
2151  *
2152  * With get_user_pages_fast(), we walk down the pagetables without taking any
2153  * locks.  For this we would like to load the pointers atomically, but sometimes
2154  * that is not possible (e.g. without expensive cmpxchg8b on x86_32 PAE).  What
2155  * we do have is the guarantee that a PTE will only either go from not present
2156  * to present, or present to not present or both -- it will not switch to a
2157  * completely different present page without a TLB flush in between; something
2158  * that we are blocking by holding interrupts off.
2159  *
2160  * Setting ptes from not present to present goes:
2161  *
2162  *   ptep->pte_high = h;
2163  *   smp_wmb();
2164  *   ptep->pte_low = l;
2165  *
2166  * And present to not present goes:
2167  *
2168  *   ptep->pte_low = 0;
2169  *   smp_wmb();
2170  *   ptep->pte_high = 0;
2171  *
2172  * We must ensure here that the load of pte_low sees 'l' IFF pte_high sees 'h'.
2173  * We load pte_high *after* loading pte_low, which ensures we don't see an older
2174  * value of pte_high.  *Then* we recheck pte_low, which ensures that we haven't
2175  * picked up a changed pte high. We might have gotten rubbish values from
2176  * pte_low and pte_high, but we are guaranteed that pte_low will not have the
2177  * present bit set *unless* it is 'l'. Because get_user_pages_fast() only
2178  * operates on present ptes we're safe.
2179  */
2180 static inline pte_t gup_get_pte(pte_t *ptep)
2181 {
2182         pte_t pte;
2183
2184         do {
2185                 pte.pte_low = ptep->pte_low;
2186                 smp_rmb();
2187                 pte.pte_high = ptep->pte_high;
2188                 smp_rmb();
2189         } while (unlikely(pte.pte_low != ptep->pte_low));
2190
2191         return pte;
2192 }
2193 #else /* CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH */
2194 /*
2195  * We require that the PTE can be read atomically.
2196  */
2197 static inline pte_t gup_get_pte(pte_t *ptep)
2198 {
2199         return ptep_get(ptep);
2200 }
2201 #endif /* CONFIG_GUP_GET_PTE_LOW_HIGH */
2202
2203 static void __maybe_unused undo_dev_pagemap(int *nr, int nr_start,
2204                                             unsigned int flags,
2205                                             struct page **pages)
2206 {
2207         while ((*nr) - nr_start) {
2208                 struct page *page = pages[--(*nr)];
2209
2210                 ClearPageReferenced(page);
2211                 if (flags & FOLL_PIN)
2212                         unpin_user_page(page);
2213                 else
2214                         put_page(page);
2215         }
2216 }
2217
2218 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
2219 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
2220                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2221 {
2222         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2223         int nr_start = *nr, ret = 0;
2224         pte_t *ptep, *ptem;
2225
2226         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
2227         do {
2228                 pte_t pte = gup_get_pte(ptep);
2229                 struct page *head, *page;
2230
2231                 /*
2232                  * Similar to the PMD case below, NUMA hinting must take slow
2233                  * path using the pte_protnone check.
2234                  */
2235                 if (pte_protnone(pte))
2236                         goto pte_unmap;
2237
2238                 if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2239                         goto pte_unmap;
2240
2241                 if (pte_devmap(pte)) {
2242                         if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2243                                 goto pte_unmap;
2244
2245                         pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), pgmap);
2246                         if (unlikely(!pgmap)) {
2247                                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2248                                 goto pte_unmap;
2249                         }
2250                 } else if (pte_special(pte))
2251                         goto pte_unmap;
2252
2253                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2254                 page = pte_page(pte);
2255
2256                 head = try_grab_compound_head(page, 1, flags);
2257                 if (!head)
2258                         goto pte_unmap;
2259
2260                 if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2261                         put_compound_head(head, 1, flags);
2262                         goto pte_unmap;
2263                 }
2264
2265                 VM_BUG_ON_PAGE(compound_head(page) != head, page);
2266
2267                 /*
2268                  * We need to make the page accessible if and only if we are
2269                  * going to access its content (the FOLL_PIN case).  Please
2270                  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for
2271                  * details.
2272                  */
2273                 if (flags & FOLL_PIN) {
2274                         ret = arch_make_page_accessible(page);
2275                         if (ret) {
2276                                 unpin_user_page(page);
2277                                 goto pte_unmap;
2278                         }
2279                 }
2280                 SetPageReferenced(page);
2281                 pages[*nr] = page;
2282                 (*nr)++;
2283
2284         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2285
2286         ret = 1;
2287
2288 pte_unmap:
2289         if (pgmap)
2290                 put_dev_pagemap(pgmap);
2291         pte_unmap(ptem);
2292         return ret;
2293 }
2294 #else
2295
2296 /*
2297  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
2298  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
2299  * to be special.
2300  *
2301  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
2302  * get_user_pages_fast_only implementation that can pin pages. Thus it's still
2303  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
2304  */
2305 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
2306                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2307 {
2308         return 0;
2309 }
2310 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL */
2311
2312 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
2313 static int __gup_device_huge(unsigned long pfn, unsigned long addr,
2314                              unsigned long end, unsigned int flags,
2315                              struct page **pages, int *nr)
2316 {
2317         int nr_start = *nr;
2318         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2319
2320         do {
2321                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
2322
2323                 pgmap = get_dev_pagemap(pfn, pgmap);
2324                 if (unlikely(!pgmap)) {
2325                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2326                         return 0;
2327                 }
2328                 SetPageReferenced(page);
2329                 pages[*nr] = page;
2330                 if (unlikely(!try_grab_page(page, flags))) {
2331                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2332                         return 0;
2333                 }
2334                 (*nr)++;
2335                 pfn++;
2336         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2337
2338         if (pgmap)
2339                 put_dev_pagemap(pgmap);
2340         return 1;
2341 }
2342
2343 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2344                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2345                                  struct page **pages, int *nr)
2346 {
2347         unsigned long fault_pfn;
2348         int nr_start = *nr;
2349
2350         fault_pfn = pmd_pfn(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2351         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2352                 return 0;
2353
2354         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2355                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2356                 return 0;
2357         }
2358         return 1;
2359 }
2360
2361 static int __gup_device_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2362                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2363                                  struct page **pages, int *nr)
2364 {
2365         unsigned long fault_pfn;
2366         int nr_start = *nr;
2367
2368         fault_pfn = pud_pfn(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2369         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2370                 return 0;
2371
2372         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2373                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2374                 return 0;
2375         }
2376         return 1;
2377 }
2378 #else
2379 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2380                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2381                                  struct page **pages, int *nr)
2382 {
2383         BUILD_BUG();
2384         return 0;
2385 }
2386
2387 static int __gup_device_huge_pud(pud_t pud, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2388                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2389                                  struct page **pages, int *nr)
2390 {
2391         BUILD_BUG();
2392         return 0;
2393 }
2394 #endif
2395
2396 static int record_subpages(struct page *page, unsigned long addr,
2397                            unsigned long end, struct page **pages)
2398 {
2399         int nr;
2400
2401         for (nr = 0; addr != end; addr += PAGE_SIZE)
2402                 pages[nr++] = page++;
2403
2404         return nr;
2405 }
2406
2407 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD
2408 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
2409                                       unsigned long sz)
2410 {
2411         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
2412         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
2413 }
2414
2415 static int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
2416                        unsigned long end, unsigned int flags,
2417                        struct page **pages, int *nr)
2418 {
2419         unsigned long pte_end;
2420         struct page *head, *page;
2421         pte_t pte;
2422         int refs;
2423
2424         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
2425         if (pte_end < end)
2426                 end = pte_end;
2427
2428         pte = huge_ptep_get(ptep);
2429
2430         if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2431                 return 0;
2432
2433         /* hugepages are never "special" */
2434         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2435
2436         head = pte_page(pte);
2437         page = head + ((addr & (sz-1)) >> PAGE_SHIFT);
2438         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2439
2440         head = try_grab_compound_head(head, refs, flags);
2441         if (!head)
2442                 return 0;
2443
2444         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2445                 put_compound_head(head, refs, flags);
2446                 return 0;
2447         }
2448
2449         *nr += refs;
2450         SetPageReferenced(head);
2451         return 1;
2452 }
2453
2454 static int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2455                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2456                 struct page **pages, int *nr)
2457 {
2458         pte_t *ptep;
2459         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(hugepd);
2460         unsigned long next;
2461
2462         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
2463         do {
2464                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
2465                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, flags, pages, nr))
2466                         return 0;
2467         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
2468
2469         return 1;
2470 }
2471 #else
2472 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2473                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2474                 struct page **pages, int *nr)
2475 {
2476         return 0;
2477 }
2478 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD */
2479
2480 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2481                         unsigned long end, unsigned int flags,
2482                         struct page **pages, int *nr)
2483 {
2484         struct page *head, *page;
2485         int refs;
2486
2487         if (!pmd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2488                 return 0;
2489
2490         if (pmd_devmap(orig)) {
2491                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2492                         return 0;
2493                 return __gup_device_huge_pmd(orig, pmdp, addr, end, flags,
2494                                              pages, nr);
2495         }
2496
2497         page = pmd_page(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2498         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2499
2500         head = try_grab_compound_head(pmd_page(orig), refs, flags);
2501         if (!head)
2502                 return 0;
2503
2504         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2505                 put_compound_head(head, refs, flags);
2506                 return 0;
2507         }
2508
2509         *nr += refs;
2510         SetPageReferenced(head);
2511         return 1;
2512 }
2513
2514 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2515                         unsigned long end, unsigned int flags,
2516                         struct page **pages, int *nr)
2517 {
2518         struct page *head, *page;
2519         int refs;
2520
2521         if (!pud_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2522                 return 0;
2523
2524         if (pud_devmap(orig)) {
2525                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2526                         return 0;
2527                 return __gup_device_huge_pud(orig, pudp, addr, end, flags,
2528                                              pages, nr);
2529         }
2530
2531         page = pud_page(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2532         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2533
2534         head = try_grab_compound_head(pud_page(orig), refs, flags);
2535         if (!head)
2536                 return 0;
2537
2538         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2539                 put_compound_head(head, refs, flags);
2540                 return 0;
2541         }
2542
2543         *nr += refs;
2544         SetPageReferenced(head);
2545         return 1;
2546 }
2547
2548 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
2549                         unsigned long end, unsigned int flags,
2550                         struct page **pages, int *nr)
2551 {
2552         int refs;
2553         struct page *head, *page;
2554
2555         if (!pgd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2556                 return 0;
2557
2558         BUILD_BUG_ON(pgd_devmap(orig));
2559
2560         page = pgd_page(orig) + ((addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2561         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2562
2563         head = try_grab_compound_head(pgd_page(orig), refs, flags);
2564         if (!head)
2565                 return 0;
2566
2567         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
2568                 put_compound_head(head, refs, flags);
2569                 return 0;
2570         }
2571
2572         *nr += refs;
2573         SetPageReferenced(head);
2574         return 1;
2575 }
2576
2577 static int gup_pmd_range(pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
2578                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2579 {
2580         unsigned long next;
2581         pmd_t *pmdp;
2582
2583         pmdp = pmd_offset(&pud, addr);
2584         do {
2585                 pmd_t pmd = READ_ONCE(*pmdp);
2586
2587                 next = pmd_addr_end(addr, end);
2588                 if (!pmd_present(pmd))
2589                         return 0;
2590
2591                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) ||
2592                              pmd_devmap(pmd))) {
2593                         /*
2594                          * NUMA hinting faults need to be handled in the GUP
2595                          * slowpath for accounting purposes and so that they
2596                          * can be serialised against THP migration.
2597                          */
2598                         if (pmd_protnone(pmd))
2599                                 return 0;
2600
2601                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, flags,
2602                                 pages, nr))
2603                                 return 0;
2604
2605                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
2606                         /*
2607                          * architecture have different format for hugetlbfs
2608                          * pmd format and THP pmd format
2609                          */
2610                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
2611                                          PMD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2612                                 return 0;
2613                 } else if (!gup_pte_range(pmd, addr, next, flags, pages, nr))
2614                         return 0;
2615         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
2616
2617         return 1;
2618 }
2619
2620 static int gup_pud_range(p4d_t p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
2621                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2622 {
2623         unsigned long next;
2624         pud_t *pudp;
2625
2626         pudp = pud_offset(&p4d, addr);
2627         do {
2628                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
2629
2630                 next = pud_addr_end(addr, end);
2631                 if (unlikely(!pud_present(pud)))
2632                         return 0;
2633                 if (unlikely(pud_huge(pud))) {
2634                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, flags,
2635                                           pages, nr))
2636                                 return 0;
2637                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
2638                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
2639                                          PUD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2640                                 return 0;
2641                 } else if (!gup_pmd_range(pud, addr, next, flags, pages, nr))
2642                         return 0;
2643         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
2644
2645         return 1;
2646 }
2647
2648 static int gup_p4d_range(pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
2649                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2650 {
2651         unsigned long next;
2652         p4d_t *p4dp;
2653
2654         p4dp = p4d_offset(&pgd, addr);
2655         do {
2656                 p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
2657
2658                 next = p4d_addr_end(addr, end);
2659                 if (p4d_none(p4d))
2660                         return 0;
2661                 BUILD_BUG_ON(p4d_huge(p4d));
2662                 if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(p4d_val(p4d))))) {
2663                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(p4d_val(p4d)), addr,
2664                                          P4D_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2665                                 return 0;
2666                 } else if (!gup_pud_range(p4d, addr, next, flags, pages, nr))
2667                         return 0;
2668         } while (p4dp++, addr = next, addr != end);
2669
2670         return 1;
2671 }
2672
2673 static void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2674                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2675 {
2676         unsigned long next;
2677         pgd_t *pgdp;
2678
2679         pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
2680         do {
2681                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
2682
2683                 next = pgd_addr_end(addr, end);
2684                 if (pgd_none(pgd))
2685                         return;
2686                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
2687                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, flags,
2688                                           pages, nr))
2689                                 return;
2690                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
2691                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
2692                                          PGDIR_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2693                                 return;
2694                 } else if (!gup_p4d_range(pgd, addr, next, flags, pages, nr))
2695                         return;
2696         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
2697 }
2698 #else
2699 static inline void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2700                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2701 {
2702 }
2703 #endif /* CONFIG_HAVE_FAST_GUP */
2704
2705 #ifndef gup_fast_permitted
2706 /*
2707  * Check if it's allowed to use get_user_pages_fast_only() for the range, or
2708  * we need to fall back to the slow version:
2709  */
2710 static bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
2711 {
2712         return true;
2713 }
2714 #endif
2715
2716 static int __gup_longterm_unlocked(unsigned long start, int nr_pages,
2717                                    unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2718 {
2719         int ret;
2720
2721         /*
2722          * FIXME: FOLL_LONGTERM does not work with
2723          * get_user_pages_unlocked() (see comments in that function)
2724          */
2725         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
2726                 mmap_read_lock(current->mm);
2727                 ret = __gup_longterm_locked(current, current->mm,
2728                                             start, nr_pages,
2729                                             pages, NULL, gup_flags);
2730                 mmap_read_unlock(current->mm);
2731         } else {
2732                 ret = get_user_pages_unlocked(start, nr_pages,
2733                                               pages, gup_flags);
2734         }
2735
2736         return ret;
2737 }
2738
2739 static int internal_get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2740                                         unsigned int gup_flags,
2741                                         struct page **pages)
2742 {
2743         unsigned long addr, len, end;
2744         unsigned long flags;
2745         int nr_pinned = 0, ret = 0;
2746
2747         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & ~(FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM |
2748                                        FOLL_FORCE | FOLL_PIN | FOLL_GET |
2749                                        FOLL_FAST_ONLY)))
2750                 return -EINVAL;
2751
2752         if (!(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY))
2753                 might_lock_read(&current->mm->mmap_lock);
2754
2755         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
2756         addr = start;
2757         len = (unsigned long) nr_pages << PAGE_SHIFT;
2758         end = start + len;
2759
2760         if (end <= start)
2761                 return 0;
2762         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
2763                 return -EFAULT;
2764
2765         /*
2766          * The FAST_GUP case requires FOLL_WRITE even for pure reads,
2767          * because get_user_pages() may need to cause an early COW in
2768          * order to avoid confusing the normal COW routines. So only
2769          * targets that are already writable are safe to do by just
2770          * looking at the page tables.
2771          *
2772          * NOTE! With FOLL_FAST_ONLY we allow read-only gup_fast() here,
2773          * because there is no slow path to fall back on. But you'd
2774          * better be careful about possible COW pages - you'll get _a_
2775          * COW page, but not necessarily the one you intended to get
2776          * depending on what COW event happens after this. COW may break
2777          * the page copy in a random direction.
2778          *
2779          * Disable interrupts. The nested form is used, in order to allow
2780          * full, general purpose use of this routine.
2781          *
2782          * With interrupts disabled, we block page table pages from being
2783          * freed from under us. See struct mmu_table_batch comments in
2784          * include/asm-generic/tlb.h for more details.
2785          *
2786          * We do not adopt an rcu_read_lock(.) here as we also want to
2787          * block IPIs that come from THPs splitting.
2788          */
2789         if (IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) && gup_fast_permitted(start, end)) {
2790                 unsigned long fast_flags = gup_flags;
2791                 if (!(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY))
2792                         fast_flags |= FOLL_WRITE;
2793
2794                 local_irq_save(flags);
2795                 gup_pgd_range(addr, end, fast_flags, pages, &nr_pinned);
2796                 local_irq_restore(flags);
2797                 ret = nr_pinned;
2798         }
2799
2800         if (nr_pinned < nr_pages && !(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY)) {
2801                 /* Try to get the remaining pages with get_user_pages */
2802                 start += nr_pinned << PAGE_SHIFT;
2803                 pages += nr_pinned;
2804
2805                 ret = __gup_longterm_unlocked(start, nr_pages - nr_pinned,
2806                                               gup_flags, pages);
2807
2808                 /* Have to be a bit careful with return values */
2809                 if (nr_pinned > 0) {
2810                         if (ret < 0)
2811                                 ret = nr_pinned;
2812                         else
2813                                 ret += nr_pinned;
2814                 }
2815         }
2816
2817         return ret;
2818 }
2819 /**
2820  * get_user_pages_fast_only() - pin user pages in memory
2821  * @start:      starting user address
2822  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2823  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2824  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2825  *              Should be at least nr_pages long.
2826  *
2827  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
2828  * the regular GUP.
2829  * Note a difference with get_user_pages_fast: this always returns the
2830  * number of pages pinned, 0 if no pages were pinned.
2831  *
2832  * If the architecture does not support this function, simply return with no
2833  * pages pinned.
2834  *
2835  * Careful, careful! COW breaking can go either way, so a non-write
2836  * access can get ambiguous page results. If you call this function without
2837  * 'write' set, you'd better be sure that you're ok with that ambiguity.
2838  */
2839 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
2840                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2841 {
2842         int nr_pinned;
2843         /*
2844          * Internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set FOLL_GET,
2845          * because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount" request.
2846          *
2847          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
2848          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
2849          */
2850         gup_flags |= FOLL_GET | FOLL_FAST_ONLY;
2851
2852         nr_pinned = internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags,
2853                                                  pages);
2854
2855         /*
2856          * As specified in the API description above, this routine is not
2857          * allowed to return negative values. However, the common core
2858          * routine internal_get_user_pages_fast() *can* return -errno.
2859          * Therefore, correct for that here:
2860          */
2861         if (nr_pinned < 0)
2862                 nr_pinned = 0;
2863
2864         return nr_pinned;
2865 }
2866 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast_only);
2867
2868 /**
2869  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
2870  * @start:      starting user address
2871  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2872  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2873  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2874  *              Should be at least nr_pages long.
2875  *
2876  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_lock.
2877  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
2878  * calling get_user_pages().
2879  *
2880  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number requested.
2881  * If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages were pinned, returns
2882  * -errno.
2883  */
2884 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2885                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2886 {
2887         /*
2888          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
2889          * never directly by the caller, so enforce that:
2890          */
2891         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
2892                 return -EINVAL;
2893
2894         /*
2895          * The caller may or may not have explicitly set FOLL_GET; either way is
2896          * OK. However, internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set
2897          * FOLL_GET, because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount"
2898          * request.
2899          */
2900         gup_flags |= FOLL_GET;
2901         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
2902 }
2903 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast);
2904
2905 /**
2906  * pin_user_pages_fast() - pin user pages in memory without taking locks
2907  *
2908  * @start:      starting user address
2909  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2910  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2911  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2912  *              Should be at least nr_pages long.
2913  *
2914  * Nearly the same as get_user_pages_fast(), except that FOLL_PIN is set. See
2915  * get_user_pages_fast() for documentation on the function arguments, because
2916  * the arguments here are identical.
2917  *
2918  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
2919  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for further details.
2920  */
2921 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2922                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2923 {
2924         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2925         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2926                 return -EINVAL;
2927
2928         gup_flags |= FOLL_PIN;
2929         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
2930 }
2931 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast);
2932
2933 /*
2934  * This is the FOLL_PIN equivalent of get_user_pages_fast_only(). Behavior
2935  * is the same, except that this one sets FOLL_PIN instead of FOLL_GET.
2936  *
2937  * The API rules are the same, too: no negative values may be returned.
2938  */
2939 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
2940                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2941 {
2942         int nr_pinned;
2943
2944         /*
2945          * FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. Note that the API
2946          * rules require returning 0, rather than -errno:
2947          */
2948         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2949                 return 0;
2950         /*
2951          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
2952          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
2953          */
2954         gup_flags |= (FOLL_PIN | FOLL_FAST_ONLY);
2955         nr_pinned = internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags,
2956                                                  pages);
2957         /*
2958          * This routine is not allowed to return negative values. However,
2959          * internal_get_user_pages_fast() *can* return -errno. Therefore,
2960          * correct for that here:
2961          */
2962         if (nr_pinned < 0)
2963                 nr_pinned = 0;
2964
2965         return nr_pinned;
2966 }
2967 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast_only);
2968
2969 /**
2970  * pin_user_pages_remote() - pin pages of a remote process (task != current)
2971  *
2972  * @tsk:        the task_struct to use for page fault accounting, or
2973  *              NULL if faults are not to be recorded.
2974  * @mm:         mm_struct of target mm
2975  * @start:      starting user address
2976  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2977  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2978  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2979  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2980  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2981  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
2982  *              Or NULL if the caller does not require them.
2983  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
2984  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
2985  *              utilised. Lock must initially be held.
2986  *
2987  * Nearly the same as get_user_pages_remote(), except that FOLL_PIN is set. See
2988  * get_user_pages_remote() for documentation on the function arguments, because
2989  * the arguments here are identical.
2990  *
2991  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
2992  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
2993  */
2994 long pin_user_pages_remote(struct task_struct *tsk, struct mm_struct *mm,
2995                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2996                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2997                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2998 {
2999         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3000         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3001                 return -EINVAL;
3002
3003         gup_flags |= FOLL_PIN;
3004         return __get_user_pages_remote(tsk, mm, start, nr_pages, gup_flags,
3005                                        pages, vmas, locked);
3006 }
3007 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_remote);
3008
3009 /**
3010  * pin_user_pages() - pin user pages in memory for use by other devices
3011  *
3012  * @start:      starting user address
3013  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
3014  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
3015  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
3016  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
3017  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
3018  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
3019  *              Or NULL if the caller does not require them.
3020  *
3021  * Nearly the same as get_user_pages(), except that FOLL_TOUCH is not set, and
3022  * FOLL_PIN is set.
3023  *
3024  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
3025  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
3026  */
3027 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3028                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
3029                     struct vm_area_struct **vmas)
3030 {
3031         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3032         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3033                 return -EINVAL;
3034
3035         gup_flags |= FOLL_PIN;
3036         return __gup_longterm_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
3037                                      pages, vmas, gup_flags);
3038 }
3039 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages);
3040
3041 /*
3042  * pin_user_pages_unlocked() is the FOLL_PIN variant of
3043  * get_user_pages_unlocked(). Behavior is the same, except that this one sets
3044  * FOLL_PIN and rejects FOLL_GET.
3045  */
3046 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3047                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
3048 {
3049         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3050         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3051                 return -EINVAL;
3052
3053         gup_flags |= FOLL_PIN;
3054         return get_user_pages_unlocked(start, nr_pages, pages, gup_flags);
3055 }
3056 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_unlocked);
3057
3058 /*
3059  * pin_user_pages_locked() is the FOLL_PIN variant of get_user_pages_locked().
3060  * Behavior is the same, except that this one sets FOLL_PIN and rejects
3061  * FOLL_GET.
3062  */
3063 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
3064                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
3065                            int *locked)
3066 {
3067         /*
3068          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
3069          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
3070          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
3071          * disallow this option for now.
3072          */
3073         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
3074                 return -EINVAL;
3075
3076         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
3077         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
3078                 return -EINVAL;
3079
3080         gup_flags |= FOLL_PIN;
3081         return __get_user_pages_locked(current, current->mm, start, nr_pages,
3082                                        pages, NULL, locked,
3083                                        gup_flags | FOLL_TOUCH);
3084 }
3085 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_locked);