tools headers UAPI: Sync openat2.h with the kernel sources
[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 __maybe_unused struct page *try_grab_compound_head(struct page *page,
82                                                    int refs, unsigned int flags)
83 {
84         if (flags & FOLL_GET)
85                 return try_get_compound_head(page, refs);
86         else if (flags & FOLL_PIN) {
87                 int orig_refs = refs;
88
89                 /*
90                  * Can't do FOLL_LONGTERM + FOLL_PIN with CMA in the gup fast
91                  * path, so fail and let the caller fall back to the slow path.
92                  */
93                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM) &&
94                                 is_migrate_cma_page(page))
95                         return NULL;
96
97                 /*
98                  * When pinning a compound page of order > 1 (which is what
99                  * hpage_pincount_available() checks for), use an exact count to
100                  * track it, via hpage_pincount_add/_sub().
101                  *
102                  * However, be sure to *also* increment the normal page refcount
103                  * field at least once, so that the page really is pinned.
104                  */
105                 if (!hpage_pincount_available(page))
106                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
107
108                 page = try_get_compound_head(page, refs);
109                 if (!page)
110                         return NULL;
111
112                 if (hpage_pincount_available(page))
113                         hpage_pincount_add(page, refs);
114
115                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_ACQUIRED,
116                                     orig_refs);
117
118                 return page;
119         }
120
121         WARN_ON_ONCE(1);
122         return NULL;
123 }
124
125 static void put_compound_head(struct page *page, int refs, unsigned int flags)
126 {
127         if (flags & FOLL_PIN) {
128                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_RELEASED,
129                                     refs);
130
131                 if (hpage_pincount_available(page))
132                         hpage_pincount_sub(page, refs);
133                 else
134                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
135         }
136
137         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) < refs, page);
138         /*
139          * Calling put_page() for each ref is unnecessarily slow. Only the last
140          * ref needs a put_page().
141          */
142         if (refs > 1)
143                 page_ref_sub(page, refs - 1);
144         put_page(page);
145 }
146
147 /**
148  * try_grab_page() - elevate a page's refcount by a flag-dependent amount
149  *
150  * This might not do anything at all, depending on the flags argument.
151  *
152  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
153  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the page's refcount.
154  *
155  * @page:    pointer to page to be grabbed
156  * @flags:   gup flags: these are the FOLL_* flag values.
157  *
158  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) may be set, but not both at the same
159  * time. Cases:
160  *
161  *    FOLL_GET: page's refcount will be incremented by 1.
162  *    FOLL_PIN: page's refcount will be incremented by GUP_PIN_COUNTING_BIAS.
163  *
164  * Return: true for success, or if no action was required (if neither FOLL_PIN
165  * nor FOLL_GET was set, nothing is done). False for failure: FOLL_GET or
166  * FOLL_PIN was set, but the page could not be grabbed.
167  */
168 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags)
169 {
170         WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)) == (FOLL_GET | FOLL_PIN));
171
172         if (flags & FOLL_GET)
173                 return try_get_page(page);
174         else if (flags & FOLL_PIN) {
175                 int refs = 1;
176
177                 page = compound_head(page);
178
179                 if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
180                         return false;
181
182                 if (hpage_pincount_available(page))
183                         hpage_pincount_add(page, 1);
184                 else
185                         refs = GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
186
187                 /*
188                  * Similar to try_grab_compound_head(): even if using the
189                  * hpage_pincount_add/_sub() routines, be sure to
190                  * *also* increment the normal page refcount field at least
191                  * once, so that the page really is pinned.
192                  */
193                 page_ref_add(page, refs);
194
195                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, 1);
196         }
197
198         return true;
199 }
200
201 /**
202  * unpin_user_page() - release a dma-pinned page
203  * @page:            pointer to page to be released
204  *
205  * Pages that were pinned via pin_user_pages*() must be released via either
206  * unpin_user_page(), or one of the unpin_user_pages*() routines. This is so
207  * that such pages can be separately tracked and uniquely handled. In
208  * particular, interactions with RDMA and filesystems need special handling.
209  */
210 void unpin_user_page(struct page *page)
211 {
212         put_compound_head(compound_head(page), 1, FOLL_PIN);
213 }
214 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page);
215
216 /**
217  * unpin_user_pages_dirty_lock() - release and optionally dirty gup-pinned pages
218  * @pages:  array of pages to be maybe marked dirty, and definitely released.
219  * @npages: number of pages in the @pages array.
220  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
221  *
222  * "gup-pinned page" refers to a page that has had one of the get_user_pages()
223  * variants called on that page.
224  *
225  * For each page in the @pages array, make that page (or its head page, if a
226  * compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the page was previously
227  * listed as clean. In any case, releases all pages using unpin_user_page(),
228  * possibly via unpin_user_pages(), for the non-dirty case.
229  *
230  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
231  *
232  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
233  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
234  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
235  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
236  *
237  */
238 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
239                                  bool make_dirty)
240 {
241         unsigned long index;
242
243         /*
244          * TODO: this can be optimized for huge pages: if a series of pages is
245          * physically contiguous and part of the same compound page, then a
246          * single operation to the head page should suffice.
247          */
248
249         if (!make_dirty) {
250                 unpin_user_pages(pages, npages);
251                 return;
252         }
253
254         for (index = 0; index < npages; index++) {
255                 struct page *page = compound_head(pages[index]);
256                 /*
257                  * Checking PageDirty at this point may race with
258                  * clear_page_dirty_for_io(), but that's OK. Two key
259                  * cases:
260                  *
261                  * 1) This code sees the page as already dirty, so it
262                  * skips the call to set_page_dirty(). That could happen
263                  * because clear_page_dirty_for_io() called
264                  * page_mkclean(), followed by set_page_dirty().
265                  * However, now the page is going to get written back,
266                  * which meets the original intention of setting it
267                  * dirty, so all is well: clear_page_dirty_for_io() goes
268                  * on to call TestClearPageDirty(), and write the page
269                  * back.
270                  *
271                  * 2) This code sees the page as clean, so it calls
272                  * set_page_dirty(). The page stays dirty, despite being
273                  * written back, so it gets written back again in the
274                  * next writeback cycle. This is harmless.
275                  */
276                 if (!PageDirty(page))
277                         set_page_dirty_lock(page);
278                 unpin_user_page(page);
279         }
280 }
281 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages_dirty_lock);
282
283 /**
284  * unpin_user_pages() - release an array of gup-pinned pages.
285  * @pages:  array of pages to be marked dirty and released.
286  * @npages: number of pages in the @pages array.
287  *
288  * For each page in the @pages array, release the page using unpin_user_page().
289  *
290  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
291  */
292 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages)
293 {
294         unsigned long index;
295
296         /*
297          * If this WARN_ON() fires, then the system *might* be leaking pages (by
298          * leaving them pinned), but probably not. More likely, gup/pup returned
299          * a hard -ERRNO error to the caller, who erroneously passed it here.
300          */
301         if (WARN_ON(IS_ERR_VALUE(npages)))
302                 return;
303         /*
304          * TODO: this can be optimized for huge pages: if a series of pages is
305          * physically contiguous and part of the same compound page, then a
306          * single operation to the head page should suffice.
307          */
308         for (index = 0; index < npages; index++)
309                 unpin_user_page(pages[index]);
310 }
311 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages);
312
313 #ifdef CONFIG_MMU
314 static struct page *no_page_table(struct vm_area_struct *vma,
315                 unsigned int flags)
316 {
317         /*
318          * When core dumping an enormous anonymous area that nobody
319          * has touched so far, we don't want to allocate unnecessary pages or
320          * page tables.  Return error instead of NULL to skip handle_mm_fault,
321          * then get_dump_page() will return NULL to leave a hole in the dump.
322          * But we can only make this optimization where a hole would surely
323          * be zero-filled if handle_mm_fault() actually did handle it.
324          */
325         if ((flags & FOLL_DUMP) &&
326                         (vma_is_anonymous(vma) || !vma->vm_ops->fault))
327                 return ERR_PTR(-EFAULT);
328         return NULL;
329 }
330
331 static int follow_pfn_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
332                 pte_t *pte, unsigned int flags)
333 {
334         /* No page to get reference */
335         if (flags & FOLL_GET)
336                 return -EFAULT;
337
338         if (flags & FOLL_TOUCH) {
339                 pte_t entry = *pte;
340
341                 if (flags & FOLL_WRITE)
342                         entry = pte_mkdirty(entry);
343                 entry = pte_mkyoung(entry);
344
345                 if (!pte_same(*pte, entry)) {
346                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
347                         update_mmu_cache(vma, address, pte);
348                 }
349         }
350
351         /* Proper page table entry exists, but no corresponding struct page */
352         return -EEXIST;
353 }
354
355 /*
356  * FOLL_FORCE can write to even unwritable pte's, but only
357  * after we've gone through a COW cycle and they are dirty.
358  */
359 static inline bool can_follow_write_pte(pte_t pte, unsigned int flags)
360 {
361         return pte_write(pte) ||
362                 ((flags & FOLL_FORCE) && (flags & FOLL_COW) && pte_dirty(pte));
363 }
364
365 static struct page *follow_page_pte(struct vm_area_struct *vma,
366                 unsigned long address, pmd_t *pmd, unsigned int flags,
367                 struct dev_pagemap **pgmap)
368 {
369         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
370         struct page *page;
371         spinlock_t *ptl;
372         pte_t *ptep, pte;
373         int ret;
374
375         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
376         if (WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_PIN | FOLL_GET)) ==
377                          (FOLL_PIN | FOLL_GET)))
378                 return ERR_PTR(-EINVAL);
379 retry:
380         if (unlikely(pmd_bad(*pmd)))
381                 return no_page_table(vma, flags);
382
383         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
384         pte = *ptep;
385         if (!pte_present(pte)) {
386                 swp_entry_t entry;
387                 /*
388                  * KSM's break_ksm() relies upon recognizing a ksm page
389                  * even while it is being migrated, so for that case we
390                  * need migration_entry_wait().
391                  */
392                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
393                         goto no_page;
394                 if (pte_none(pte))
395                         goto no_page;
396                 entry = pte_to_swp_entry(pte);
397                 if (!is_migration_entry(entry))
398                         goto no_page;
399                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
400                 migration_entry_wait(mm, pmd, address);
401                 goto retry;
402         }
403         if ((flags & FOLL_NUMA) && pte_protnone(pte))
404                 goto no_page;
405         if ((flags & FOLL_WRITE) && !can_follow_write_pte(pte, flags)) {
406                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
407                 return NULL;
408         }
409
410         page = vm_normal_page(vma, address, pte);
411         if (!page && pte_devmap(pte) && (flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN))) {
412                 /*
413                  * Only return device mapping pages in the FOLL_GET or FOLL_PIN
414                  * case since they are only valid while holding the pgmap
415                  * reference.
416                  */
417                 *pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), *pgmap);
418                 if (*pgmap)
419                         page = pte_page(pte);
420                 else
421                         goto no_page;
422         } else if (unlikely(!page)) {
423                 if (flags & FOLL_DUMP) {
424                         /* Avoid special (like zero) pages in core dumps */
425                         page = ERR_PTR(-EFAULT);
426                         goto out;
427                 }
428
429                 if (is_zero_pfn(pte_pfn(pte))) {
430                         page = pte_page(pte);
431                 } else {
432                         ret = follow_pfn_pte(vma, address, ptep, flags);
433                         page = ERR_PTR(ret);
434                         goto out;
435                 }
436         }
437
438         if (flags & FOLL_SPLIT && PageTransCompound(page)) {
439                 get_page(page);
440                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
441                 lock_page(page);
442                 ret = split_huge_page(page);
443                 unlock_page(page);
444                 put_page(page);
445                 if (ret)
446                         return ERR_PTR(ret);
447                 goto retry;
448         }
449
450         /* try_grab_page() does nothing unless FOLL_GET or FOLL_PIN is set. */
451         if (unlikely(!try_grab_page(page, flags))) {
452                 page = ERR_PTR(-ENOMEM);
453                 goto out;
454         }
455         /*
456          * We need to make the page accessible if and only if we are going
457          * to access its content (the FOLL_PIN case).  Please see
458          * Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
459          */
460         if (flags & FOLL_PIN) {
461                 ret = arch_make_page_accessible(page);
462                 if (ret) {
463                         unpin_user_page(page);
464                         page = ERR_PTR(ret);
465                         goto out;
466                 }
467         }
468         if (flags & FOLL_TOUCH) {
469                 if ((flags & FOLL_WRITE) &&
470                     !pte_dirty(pte) && !PageDirty(page))
471                         set_page_dirty(page);
472                 /*
473                  * pte_mkyoung() would be more correct here, but atomic care
474                  * is needed to avoid losing the dirty bit: it is easier to use
475                  * mark_page_accessed().
476                  */
477                 mark_page_accessed(page);
478         }
479         if ((flags & FOLL_MLOCK) && (vma->vm_flags & VM_LOCKED)) {
480                 /* Do not mlock pte-mapped THP */
481                 if (PageTransCompound(page))
482                         goto out;
483
484                 /*
485                  * The preliminary mapping check is mainly to avoid the
486                  * pointless overhead of lock_page on the ZERO_PAGE
487                  * which might bounce very badly if there is contention.
488                  *
489                  * If the page is already locked, we don't need to
490                  * handle it now - vmscan will handle it later if and
491                  * when it attempts to reclaim the page.
492                  */
493                 if (page->mapping && trylock_page(page)) {
494                         lru_add_drain();  /* push cached pages to LRU */
495                         /*
496                          * Because we lock page here, and migration is
497                          * blocked by the pte's page reference, and we
498                          * know the page is still mapped, we don't even
499                          * need to check for file-cache page truncation.
500                          */
501                         mlock_vma_page(page);
502                         unlock_page(page);
503                 }
504         }
505 out:
506         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
507         return page;
508 no_page:
509         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
510         if (!pte_none(pte))
511                 return NULL;
512         return no_page_table(vma, flags);
513 }
514
515 static struct page *follow_pmd_mask(struct vm_area_struct *vma,
516                                     unsigned long address, pud_t *pudp,
517                                     unsigned int flags,
518                                     struct follow_page_context *ctx)
519 {
520         pmd_t *pmd, pmdval;
521         spinlock_t *ptl;
522         struct page *page;
523         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
524
525         pmd = pmd_offset(pudp, address);
526         /*
527          * The READ_ONCE() will stabilize the pmdval in a register or
528          * on the stack so that it will stop changing under the code.
529          */
530         pmdval = READ_ONCE(*pmd);
531         if (pmd_none(pmdval))
532                 return no_page_table(vma, flags);
533         if (pmd_huge(pmdval) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
534                 page = follow_huge_pmd(mm, address, pmd, flags);
535                 if (page)
536                         return page;
537                 return no_page_table(vma, flags);
538         }
539         if (is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmdval)))) {
540                 page = follow_huge_pd(vma, address,
541                                       __hugepd(pmd_val(pmdval)), flags,
542                                       PMD_SHIFT);
543                 if (page)
544                         return page;
545                 return no_page_table(vma, flags);
546         }
547 retry:
548         if (!pmd_present(pmdval)) {
549                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
550                         return no_page_table(vma, flags);
551                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
552                                   !is_pmd_migration_entry(pmdval));
553                 if (is_pmd_migration_entry(pmdval))
554                         pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
555                 pmdval = READ_ONCE(*pmd);
556                 /*
557                  * MADV_DONTNEED may convert the pmd to null because
558                  * mmap_lock is held in read mode
559                  */
560                 if (pmd_none(pmdval))
561                         return no_page_table(vma, flags);
562                 goto retry;
563         }
564         if (pmd_devmap(pmdval)) {
565                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
566                 page = follow_devmap_pmd(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
567                 spin_unlock(ptl);
568                 if (page)
569                         return page;
570         }
571         if (likely(!pmd_trans_huge(pmdval)))
572                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
573
574         if ((flags & FOLL_NUMA) && pmd_protnone(pmdval))
575                 return no_page_table(vma, flags);
576
577 retry_locked:
578         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
579         if (unlikely(pmd_none(*pmd))) {
580                 spin_unlock(ptl);
581                 return no_page_table(vma, flags);
582         }
583         if (unlikely(!pmd_present(*pmd))) {
584                 spin_unlock(ptl);
585                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
586                         return no_page_table(vma, flags);
587                 pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
588                 goto retry_locked;
589         }
590         if (unlikely(!pmd_trans_huge(*pmd))) {
591                 spin_unlock(ptl);
592                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
593         }
594         if (flags & (FOLL_SPLIT | FOLL_SPLIT_PMD)) {
595                 int ret;
596                 page = pmd_page(*pmd);
597                 if (is_huge_zero_page(page)) {
598                         spin_unlock(ptl);
599                         ret = 0;
600                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
601                         if (pmd_trans_unstable(pmd))
602                                 ret = -EBUSY;
603                 } else if (flags & FOLL_SPLIT) {
604                         if (unlikely(!try_get_page(page))) {
605                                 spin_unlock(ptl);
606                                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
607                         }
608                         spin_unlock(ptl);
609                         lock_page(page);
610                         ret = split_huge_page(page);
611                         unlock_page(page);
612                         put_page(page);
613                         if (pmd_none(*pmd))
614                                 return no_page_table(vma, flags);
615                 } else {  /* flags & FOLL_SPLIT_PMD */
616                         spin_unlock(ptl);
617                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
618                         ret = pte_alloc(mm, pmd) ? -ENOMEM : 0;
619                 }
620
621                 return ret ? ERR_PTR(ret) :
622                         follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
623         }
624         page = follow_trans_huge_pmd(vma, address, pmd, flags);
625         spin_unlock(ptl);
626         ctx->page_mask = HPAGE_PMD_NR - 1;
627         return page;
628 }
629
630 static struct page *follow_pud_mask(struct vm_area_struct *vma,
631                                     unsigned long address, p4d_t *p4dp,
632                                     unsigned int flags,
633                                     struct follow_page_context *ctx)
634 {
635         pud_t *pud;
636         spinlock_t *ptl;
637         struct page *page;
638         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
639
640         pud = pud_offset(p4dp, address);
641         if (pud_none(*pud))
642                 return no_page_table(vma, flags);
643         if (pud_huge(*pud) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
644                 page = follow_huge_pud(mm, address, pud, flags);
645                 if (page)
646                         return page;
647                 return no_page_table(vma, flags);
648         }
649         if (is_hugepd(__hugepd(pud_val(*pud)))) {
650                 page = follow_huge_pd(vma, address,
651                                       __hugepd(pud_val(*pud)), flags,
652                                       PUD_SHIFT);
653                 if (page)
654                         return page;
655                 return no_page_table(vma, flags);
656         }
657         if (pud_devmap(*pud)) {
658                 ptl = pud_lock(mm, pud);
659                 page = follow_devmap_pud(vma, address, pud, flags, &ctx->pgmap);
660                 spin_unlock(ptl);
661                 if (page)
662                         return page;
663         }
664         if (unlikely(pud_bad(*pud)))
665                 return no_page_table(vma, flags);
666
667         return follow_pmd_mask(vma, address, pud, flags, ctx);
668 }
669
670 static struct page *follow_p4d_mask(struct vm_area_struct *vma,
671                                     unsigned long address, pgd_t *pgdp,
672                                     unsigned int flags,
673                                     struct follow_page_context *ctx)
674 {
675         p4d_t *p4d;
676         struct page *page;
677
678         p4d = p4d_offset(pgdp, address);
679         if (p4d_none(*p4d))
680                 return no_page_table(vma, flags);
681         BUILD_BUG_ON(p4d_huge(*p4d));
682         if (unlikely(p4d_bad(*p4d)))
683                 return no_page_table(vma, flags);
684
685         if (is_hugepd(__hugepd(p4d_val(*p4d)))) {
686                 page = follow_huge_pd(vma, address,
687                                       __hugepd(p4d_val(*p4d)), flags,
688                                       P4D_SHIFT);
689                 if (page)
690                         return page;
691                 return no_page_table(vma, flags);
692         }
693         return follow_pud_mask(vma, address, p4d, flags, ctx);
694 }
695
696 /**
697  * follow_page_mask - look up a page descriptor from a user-virtual address
698  * @vma: vm_area_struct mapping @address
699  * @address: virtual address to look up
700  * @flags: flags modifying lookup behaviour
701  * @ctx: contains dev_pagemap for %ZONE_DEVICE memory pinning and a
702  *       pointer to output page_mask
703  *
704  * @flags can have FOLL_ flags set, defined in <linux/mm.h>
705  *
706  * When getting pages from ZONE_DEVICE memory, the @ctx->pgmap caches
707  * the device's dev_pagemap metadata to avoid repeating expensive lookups.
708  *
709  * On output, the @ctx->page_mask is set according to the size of the page.
710  *
711  * Return: the mapped (struct page *), %NULL if no mapping exists, or
712  * an error pointer if there is a mapping to something not represented
713  * by a page descriptor (see also vm_normal_page()).
714  */
715 static struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
716                               unsigned long address, unsigned int flags,
717                               struct follow_page_context *ctx)
718 {
719         pgd_t *pgd;
720         struct page *page;
721         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
722
723         ctx->page_mask = 0;
724
725         /* make this handle hugepd */
726         page = follow_huge_addr(mm, address, flags & FOLL_WRITE);
727         if (!IS_ERR(page)) {
728                 WARN_ON_ONCE(flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN));
729                 return page;
730         }
731
732         pgd = pgd_offset(mm, address);
733
734         if (pgd_none(*pgd) || unlikely(pgd_bad(*pgd)))
735                 return no_page_table(vma, flags);
736
737         if (pgd_huge(*pgd)) {
738                 page = follow_huge_pgd(mm, address, pgd, flags);
739                 if (page)
740                         return page;
741                 return no_page_table(vma, flags);
742         }
743         if (is_hugepd(__hugepd(pgd_val(*pgd)))) {
744                 page = follow_huge_pd(vma, address,
745                                       __hugepd(pgd_val(*pgd)), flags,
746                                       PGDIR_SHIFT);
747                 if (page)
748                         return page;
749                 return no_page_table(vma, flags);
750         }
751
752         return follow_p4d_mask(vma, address, pgd, flags, ctx);
753 }
754
755 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
756                          unsigned int foll_flags)
757 {
758         struct follow_page_context ctx = { NULL };
759         struct page *page;
760
761         page = follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &ctx);
762         if (ctx.pgmap)
763                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
764         return page;
765 }
766
767 static int get_gate_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
768                 unsigned int gup_flags, struct vm_area_struct **vma,
769                 struct page **page)
770 {
771         pgd_t *pgd;
772         p4d_t *p4d;
773         pud_t *pud;
774         pmd_t *pmd;
775         pte_t *pte;
776         int ret = -EFAULT;
777
778         /* user gate pages are read-only */
779         if (gup_flags & FOLL_WRITE)
780                 return -EFAULT;
781         if (address > TASK_SIZE)
782                 pgd = pgd_offset_k(address);
783         else
784                 pgd = pgd_offset_gate(mm, address);
785         if (pgd_none(*pgd))
786                 return -EFAULT;
787         p4d = p4d_offset(pgd, address);
788         if (p4d_none(*p4d))
789                 return -EFAULT;
790         pud = pud_offset(p4d, address);
791         if (pud_none(*pud))
792                 return -EFAULT;
793         pmd = pmd_offset(pud, address);
794         if (!pmd_present(*pmd))
795                 return -EFAULT;
796         VM_BUG_ON(pmd_trans_huge(*pmd));
797         pte = pte_offset_map(pmd, address);
798         if (pte_none(*pte))
799                 goto unmap;
800         *vma = get_gate_vma(mm);
801         if (!page)
802                 goto out;
803         *page = vm_normal_page(*vma, address, *pte);
804         if (!*page) {
805                 if ((gup_flags & FOLL_DUMP) || !is_zero_pfn(pte_pfn(*pte)))
806                         goto unmap;
807                 *page = pte_page(*pte);
808         }
809         if (unlikely(!try_grab_page(*page, gup_flags))) {
810                 ret = -ENOMEM;
811                 goto unmap;
812         }
813 out:
814         ret = 0;
815 unmap:
816         pte_unmap(pte);
817         return ret;
818 }
819
820 /*
821  * mmap_lock must be held on entry.  If @locked != NULL and *@flags
822  * does not include FOLL_NOWAIT, the mmap_lock may be released.  If it
823  * is, *@locked will be set to 0 and -EBUSY returned.
824  */
825 static int faultin_page(struct vm_area_struct *vma,
826                 unsigned long address, unsigned int *flags, int *locked)
827 {
828         unsigned int fault_flags = 0;
829         vm_fault_t ret;
830
831         /* mlock all present pages, but do not fault in new pages */
832         if ((*flags & (FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK)) == FOLL_MLOCK)
833                 return -ENOENT;
834         if (*flags & FOLL_WRITE)
835                 fault_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
836         if (*flags & FOLL_REMOTE)
837                 fault_flags |= FAULT_FLAG_REMOTE;
838         if (locked)
839                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
840         if (*flags & FOLL_NOWAIT)
841                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
842         if (*flags & FOLL_TRIED) {
843                 /*
844                  * Note: FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_TRIED
845                  * can co-exist
846                  */
847                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
848         }
849
850         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
851         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
852                 int err = vm_fault_to_errno(ret, *flags);
853
854                 if (err)
855                         return err;
856                 BUG();
857         }
858
859         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
860                 if (locked && !(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT))
861                         *locked = 0;
862                 return -EBUSY;
863         }
864
865         /*
866          * The VM_FAULT_WRITE bit tells us that do_wp_page has broken COW when
867          * necessary, even if maybe_mkwrite decided not to set pte_write. We
868          * can thus safely do subsequent page lookups as if they were reads.
869          * But only do so when looping for pte_write is futile: in some cases
870          * userspace may also be wanting to write to the gotten user page,
871          * which a read fault here might prevent (a readonly page might get
872          * reCOWed by userspace write).
873          */
874         if ((ret & VM_FAULT_WRITE) && !(vma->vm_flags & VM_WRITE))
875                 *flags |= FOLL_COW;
876         return 0;
877 }
878
879 static int check_vma_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long gup_flags)
880 {
881         vm_flags_t vm_flags = vma->vm_flags;
882         int write = (gup_flags & FOLL_WRITE);
883         int foreign = (gup_flags & FOLL_REMOTE);
884
885         if (vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
886                 return -EFAULT;
887
888         if (gup_flags & FOLL_ANON && !vma_is_anonymous(vma))
889                 return -EFAULT;
890
891         if ((gup_flags & FOLL_LONGTERM) && vma_is_fsdax(vma))
892                 return -EOPNOTSUPP;
893
894         if (write) {
895                 if (!(vm_flags & VM_WRITE)) {
896                         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
897                                 return -EFAULT;
898                         /*
899                          * We used to let the write,force case do COW in a
900                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
901                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
902                          * executable, without corrupting the file (yet only
903                          * when that file had been opened for writing!).
904                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
905                          * just reject it.
906                          */
907                         if (!is_cow_mapping(vm_flags))
908                                 return -EFAULT;
909                 }
910         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
911                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
912                         return -EFAULT;
913                 /*
914                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
915                  * have VM_MAYREAD set?
916                  */
917                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
918                         return -EFAULT;
919         }
920         /*
921          * gups are always data accesses, not instruction
922          * fetches, so execute=false here
923          */
924         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
925                 return -EFAULT;
926         return 0;
927 }
928
929 /**
930  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
931  * @mm:         mm_struct of target mm
932  * @start:      starting user address
933  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
934  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
935  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
936  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
937  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
938  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
939  *              Or NULL if the caller does not require them.
940  * @locked:     whether we're still with the mmap_lock held
941  *
942  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
943  * number requested), or an error. Details about the return value:
944  *
945  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
946  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
947  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
948  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
949  * -- 0 return value is possible when the fault would need to be retried.
950  *
951  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
952  *
953  * @vmas are valid only as long as mmap_lock is held.
954  *
955  * Must be called with mmap_lock held.  It may be released.  See below.
956  *
957  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
958  * each struct page that each user address corresponds to at a given
959  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
960  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
961  *
962  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
963  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
964  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
965  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
966  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
967  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
968  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
969  * locks can't be held over the syscall boundary.
970  *
971  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
972  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
973  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
974  * before put_page is called.
975  *
976  * If @locked != NULL, *@locked will be set to 0 when mmap_lock is
977  * released by an up_read().  That can happen if @gup_flags does not
978  * have FOLL_NOWAIT.
979  *
980  * A caller using such a combination of @locked and @gup_flags
981  * must therefore hold the mmap_lock for reading only, and recognize
982  * when it's been released.  Otherwise, it must be held for either
983  * reading or writing and will not be released.
984  *
985  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
986  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
987  * you need some special @gup_flags.
988  */
989 static long __get_user_pages(struct mm_struct *mm,
990                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
991                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
992                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
993 {
994         long ret = 0, i = 0;
995         struct vm_area_struct *vma = NULL;
996         struct follow_page_context ctx = { NULL };
997
998         if (!nr_pages)
999                 return 0;
1000
1001         start = untagged_addr(start);
1002
1003         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)));
1004
1005         /*
1006          * If FOLL_FORCE is set then do not force a full fault as the hinting
1007          * fault information is unrelated to the reference behaviour of a task
1008          * using the address space
1009          */
1010         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1011                 gup_flags |= FOLL_NUMA;
1012
1013         do {
1014                 struct page *page;
1015                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
1016                 unsigned int page_increm;
1017
1018                 /* first iteration or cross vma bound */
1019                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
1020                         vma = find_extend_vma(mm, start);
1021                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
1022                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
1023                                                 gup_flags, &vma,
1024                                                 pages ? &pages[i] : NULL);
1025                                 if (ret)
1026                                         goto out;
1027                                 ctx.page_mask = 0;
1028                                 goto next_page;
1029                         }
1030
1031                         if (!vma) {
1032                                 ret = -EFAULT;
1033                                 goto out;
1034                         }
1035                         ret = check_vma_flags(vma, gup_flags);
1036                         if (ret)
1037                                 goto out;
1038
1039                         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
1040                                 i = follow_hugetlb_page(mm, vma, pages, vmas,
1041                                                 &start, &nr_pages, i,
1042                                                 gup_flags, locked);
1043                                 if (locked && *locked == 0) {
1044                                         /*
1045                                          * We've got a VM_FAULT_RETRY
1046                                          * and we've lost mmap_lock.
1047                                          * We must stop here.
1048                                          */
1049                                         BUG_ON(gup_flags & FOLL_NOWAIT);
1050                                         BUG_ON(ret != 0);
1051                                         goto out;
1052                                 }
1053                                 continue;
1054                         }
1055                 }
1056 retry:
1057                 /*
1058                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
1059                  * potentially allocating memory.
1060                  */
1061                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1062                         ret = -EINTR;
1063                         goto out;
1064                 }
1065                 cond_resched();
1066
1067                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &ctx);
1068                 if (!page) {
1069                         ret = faultin_page(vma, start, &foll_flags, locked);
1070                         switch (ret) {
1071                         case 0:
1072                                 goto retry;
1073                         case -EBUSY:
1074                                 ret = 0;
1075                                 fallthrough;
1076                         case -EFAULT:
1077                         case -ENOMEM:
1078                         case -EHWPOISON:
1079                                 goto out;
1080                         case -ENOENT:
1081                                 goto next_page;
1082                         }
1083                         BUG();
1084                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
1085                         /*
1086                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
1087                          * struct page.
1088                          */
1089                         goto next_page;
1090                 } else if (IS_ERR(page)) {
1091                         ret = PTR_ERR(page);
1092                         goto out;
1093                 }
1094                 if (pages) {
1095                         pages[i] = page;
1096                         flush_anon_page(vma, page, start);
1097                         flush_dcache_page(page);
1098                         ctx.page_mask = 0;
1099                 }
1100 next_page:
1101                 if (vmas) {
1102                         vmas[i] = vma;
1103                         ctx.page_mask = 0;
1104                 }
1105                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & ctx.page_mask);
1106                 if (page_increm > nr_pages)
1107                         page_increm = nr_pages;
1108                 i += page_increm;
1109                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
1110                 nr_pages -= page_increm;
1111         } while (nr_pages);
1112 out:
1113         if (ctx.pgmap)
1114                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
1115         return i ? i : ret;
1116 }
1117
1118 static bool vma_permits_fault(struct vm_area_struct *vma,
1119                               unsigned int fault_flags)
1120 {
1121         bool write   = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
1122         bool foreign = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_REMOTE);
1123         vm_flags_t vm_flags = write ? VM_WRITE : VM_READ;
1124
1125         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
1126                 return false;
1127
1128         /*
1129          * The architecture might have a hardware protection
1130          * mechanism other than read/write that can deny access.
1131          *
1132          * gup always represents data access, not instruction
1133          * fetches, so execute=false here:
1134          */
1135         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1136                 return false;
1137
1138         return true;
1139 }
1140
1141 /**
1142  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
1143  * @mm:         mm_struct of target mm
1144  * @address:    user address
1145  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
1146  * @unlocked:   did we unlock the mmap_lock while retrying, maybe NULL if caller
1147  *              does not allow retry. If NULL, the caller must guarantee
1148  *              that fault_flags does not contain FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
1149  *
1150  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
1151  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
1152  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
1153  * trying again.
1154  *
1155  * Typically this is meant to be used by the futex code.
1156  *
1157  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
1158  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
1159  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
1160  * get_user_pages() only guarantees to update these in the struct page.
1161  *
1162  * This is important for some architectures where those bits also gate the
1163  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
1164  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
1165  * succeed.
1166  *
1167  * This function will not return with an unlocked mmap_lock. So it has not the
1168  * same semantics wrt the @mm->mmap_lock as does filemap_fault().
1169  */
1170 int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1171                      unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1172                      bool *unlocked)
1173 {
1174         struct vm_area_struct *vma;
1175         vm_fault_t ret, major = 0;
1176
1177         address = untagged_addr(address);
1178
1179         if (unlocked)
1180                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1181
1182 retry:
1183         vma = find_extend_vma(mm, address);
1184         if (!vma || address < vma->vm_start)
1185                 return -EFAULT;
1186
1187         if (!vma_permits_fault(vma, fault_flags))
1188                 return -EFAULT;
1189
1190         if ((fault_flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) &&
1191             fatal_signal_pending(current))
1192                 return -EINTR;
1193
1194         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
1195         major |= ret & VM_FAULT_MAJOR;
1196         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
1197                 int err = vm_fault_to_errno(ret, 0);
1198
1199                 if (err)
1200                         return err;
1201                 BUG();
1202         }
1203
1204         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
1205                 mmap_read_lock(mm);
1206                 *unlocked = true;
1207                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1208                 goto retry;
1209         }
1210
1211         return 0;
1212 }
1213 EXPORT_SYMBOL_GPL(fixup_user_fault);
1214
1215 /*
1216  * Please note that this function, unlike __get_user_pages will not
1217  * return 0 for nr_pages > 0 without FOLL_NOWAIT
1218  */
1219 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm,
1220                                                 unsigned long start,
1221                                                 unsigned long nr_pages,
1222                                                 struct page **pages,
1223                                                 struct vm_area_struct **vmas,
1224                                                 int *locked,
1225                                                 unsigned int flags)
1226 {
1227         long ret, pages_done;
1228         bool lock_dropped;
1229
1230         if (locked) {
1231                 /* if VM_FAULT_RETRY can be returned, vmas become invalid */
1232                 BUG_ON(vmas);
1233                 /* check caller initialized locked */
1234                 BUG_ON(*locked != 1);
1235         }
1236
1237         if (flags & FOLL_PIN)
1238                 atomic_set(&mm->has_pinned, 1);
1239
1240         /*
1241          * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive. Traditional behavior
1242          * is to set FOLL_GET if the caller wants pages[] filled in (but has
1243          * carelessly failed to specify FOLL_GET), so keep doing that, but only
1244          * for FOLL_GET, not for the newer FOLL_PIN.
1245          *
1246          * FOLL_PIN always expects pages to be non-null, but no need to assert
1247          * that here, as any failures will be obvious enough.
1248          */
1249         if (pages && !(flags & FOLL_PIN))
1250                 flags |= FOLL_GET;
1251
1252         pages_done = 0;
1253         lock_dropped = false;
1254         for (;;) {
1255                 ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, flags, pages,
1256                                        vmas, locked);
1257                 if (!locked)
1258                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
1259                         return ret;
1260
1261                 /* VM_FAULT_RETRY cannot return errors */
1262                 if (!*locked) {
1263                         BUG_ON(ret < 0);
1264                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
1265                 }
1266
1267                 if (ret > 0) {
1268                         nr_pages -= ret;
1269                         pages_done += ret;
1270                         if (!nr_pages)
1271                                 break;
1272                 }
1273                 if (*locked) {
1274                         /*
1275                          * VM_FAULT_RETRY didn't trigger or it was a
1276                          * FOLL_NOWAIT.
1277                          */
1278                         if (!pages_done)
1279                                 pages_done = ret;
1280                         break;
1281                 }
1282                 /*
1283                  * VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset.
1284                  * For the prefault case (!pages) we only update counts.
1285                  */
1286                 if (likely(pages))
1287                         pages += ret;
1288                 start += ret << PAGE_SHIFT;
1289                 lock_dropped = true;
1290
1291 retry:
1292                 /*
1293                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
1294                  * with both FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and
1295                  * FAULT_FLAG_TRIED.  Note that GUP can be interrupted
1296                  * by fatal signals, so we need to check it before we
1297                  * start trying again otherwise it can loop forever.
1298                  */
1299
1300                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1301                         if (!pages_done)
1302                                 pages_done = -EINTR;
1303                         break;
1304                 }
1305
1306                 ret = mmap_read_lock_killable(mm);
1307                 if (ret) {
1308                         BUG_ON(ret > 0);
1309                         if (!pages_done)
1310                                 pages_done = ret;
1311                         break;
1312                 }
1313
1314                 *locked = 1;
1315                 ret = __get_user_pages(mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
1316                                        pages, NULL, locked);
1317                 if (!*locked) {
1318                         /* Continue to retry until we succeeded */
1319                         BUG_ON(ret != 0);
1320                         goto retry;
1321                 }
1322                 if (ret != 1) {
1323                         BUG_ON(ret > 1);
1324                         if (!pages_done)
1325                                 pages_done = ret;
1326                         break;
1327                 }
1328                 nr_pages--;
1329                 pages_done++;
1330                 if (!nr_pages)
1331                         break;
1332                 if (likely(pages))
1333                         pages++;
1334                 start += PAGE_SIZE;
1335         }
1336         if (lock_dropped && *locked) {
1337                 /*
1338                  * We must let the caller know we temporarily dropped the lock
1339                  * and so the critical section protected by it was lost.
1340                  */
1341                 mmap_read_unlock(mm);
1342                 *locked = 0;
1343         }
1344         return pages_done;
1345 }
1346
1347 /**
1348  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
1349  * @vma:   target vma
1350  * @start: start address
1351  * @end:   end address
1352  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1353  *
1354  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
1355  *
1356  * Return either number of pages pinned in the vma, or a negative error
1357  * code on error.
1358  *
1359  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held.
1360  *
1361  * If @locked is NULL, it may be held for read or write and will
1362  * be unperturbed.
1363  *
1364  * If @locked is non-NULL, it must held for read only and may be
1365  * released.  If it's released, *@locked will be set to 0.
1366  */
1367 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
1368                 unsigned long start, unsigned long end, int *locked)
1369 {
1370         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1371         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1372         int gup_flags;
1373
1374         VM_BUG_ON(start & ~PAGE_MASK);
1375         VM_BUG_ON(end   & ~PAGE_MASK);
1376         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1377         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
1378         mmap_assert_locked(mm);
1379
1380         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK;
1381         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
1382                 gup_flags &= ~FOLL_POPULATE;
1383         /*
1384          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
1385          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
1386          * and we would not want to dirty them for nothing.
1387          */
1388         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
1389                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1390
1391         /*
1392          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
1393          * other than PROT_NONE.
1394          */
1395         if (vma_is_accessible(vma))
1396                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
1397
1398         /*
1399          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
1400          * not result in a stack expansion that recurses back here.
1401          */
1402         return __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1403                                 NULL, NULL, locked);
1404 }
1405
1406 /*
1407  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
1408  *
1409  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
1410  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
1411  * mmap_lock must not be held.
1412  */
1413 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
1414 {
1415         struct mm_struct *mm = current->mm;
1416         unsigned long end, nstart, nend;
1417         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1418         int locked = 0;
1419         long ret = 0;
1420
1421         end = start + len;
1422
1423         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
1424                 /*
1425                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
1426                  * Find first corresponding VMA.
1427                  */
1428                 if (!locked) {
1429                         locked = 1;
1430                         mmap_read_lock(mm);
1431                         vma = find_vma(mm, nstart);
1432                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
1433                         vma = vma->vm_next;
1434                 if (!vma || vma->vm_start >= end)
1435                         break;
1436                 /*
1437                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
1438                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
1439                  */
1440                 nend = min(end, vma->vm_end);
1441                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1442                         continue;
1443                 if (nstart < vma->vm_start)
1444                         nstart = vma->vm_start;
1445                 /*
1446                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
1447                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
1448                  * if the vma was already munlocked.
1449                  */
1450                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
1451                 if (ret < 0) {
1452                         if (ignore_errors) {
1453                                 ret = 0;
1454                                 continue;       /* continue at next VMA */
1455                         }
1456                         break;
1457                 }
1458                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
1459                 ret = 0;
1460         }
1461         if (locked)
1462                 mmap_read_unlock(mm);
1463         return ret;     /* 0 or negative error code */
1464 }
1465 #else /* CONFIG_MMU */
1466 static long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1467                 unsigned long nr_pages, struct page **pages,
1468                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked,
1469                 unsigned int foll_flags)
1470 {
1471         struct vm_area_struct *vma;
1472         unsigned long vm_flags;
1473         int i;
1474
1475         /* calculate required read or write permissions.
1476          * If FOLL_FORCE is set, we only require the "MAY" flags.
1477          */
1478         vm_flags  = (foll_flags & FOLL_WRITE) ?
1479                         (VM_WRITE | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_MAYREAD);
1480         vm_flags &= (foll_flags & FOLL_FORCE) ?
1481                         (VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_WRITE);
1482
1483         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1484                 vma = find_vma(mm, start);
1485                 if (!vma)
1486                         goto finish_or_fault;
1487
1488                 /* protect what we can, including chardevs */
1489                 if ((vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP)) ||
1490                     !(vm_flags & vma->vm_flags))
1491                         goto finish_or_fault;
1492
1493                 if (pages) {
1494                         pages[i] = virt_to_page(start);
1495                         if (pages[i])
1496                                 get_page(pages[i]);
1497                 }
1498                 if (vmas)
1499                         vmas[i] = vma;
1500                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1501         }
1502
1503         return i;
1504
1505 finish_or_fault:
1506         return i ? : -EFAULT;
1507 }
1508 #endif /* !CONFIG_MMU */
1509
1510 /**
1511  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
1512  * @addr: user address
1513  *
1514  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
1515  * to be freed afterwards by put_page().
1516  *
1517  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
1518  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
1519  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
1520  * allowing a hole to be left in the corefile to save diskspace.
1521  *
1522  * Called without mmap_lock (takes and releases the mmap_lock by itself).
1523  */
1524 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
1525 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
1526 {
1527         struct mm_struct *mm = current->mm;
1528         struct page *page;
1529         int locked = 1;
1530         int ret;
1531
1532         if (mmap_read_lock_killable(mm))
1533                 return NULL;
1534         ret = __get_user_pages_locked(mm, addr, 1, &page, NULL, &locked,
1535                                       FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET);
1536         if (locked)
1537                 mmap_read_unlock(mm);
1538         return (ret == 1) ? page : NULL;
1539 }
1540 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
1541
1542 #ifdef CONFIG_CMA
1543 static long check_and_migrate_cma_pages(struct mm_struct *mm,
1544                                         unsigned long start,
1545                                         unsigned long nr_pages,
1546                                         struct page **pages,
1547                                         struct vm_area_struct **vmas,
1548                                         unsigned int gup_flags)
1549 {
1550         unsigned long i;
1551         unsigned long step;
1552         bool drain_allow = true;
1553         bool migrate_allow = true;
1554         LIST_HEAD(cma_page_list);
1555         long ret = nr_pages;
1556         struct migration_target_control mtc = {
1557                 .nid = NUMA_NO_NODE,
1558                 .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_NOWARN,
1559         };
1560
1561 check_again:
1562         for (i = 0; i < nr_pages;) {
1563
1564                 struct page *head = compound_head(pages[i]);
1565
1566                 /*
1567                  * gup may start from a tail page. Advance step by the left
1568                  * part.
1569                  */
1570                 step = compound_nr(head) - (pages[i] - head);
1571                 /*
1572                  * If we get a page from the CMA zone, since we are going to
1573                  * be pinning these entries, we might as well move them out
1574                  * of the CMA zone if possible.
1575                  */
1576                 if (is_migrate_cma_page(head)) {
1577                         if (PageHuge(head))
1578                                 isolate_huge_page(head, &cma_page_list);
1579                         else {
1580                                 if (!PageLRU(head) && drain_allow) {
1581                                         lru_add_drain_all();
1582                                         drain_allow = false;
1583                                 }
1584
1585                                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1586                                         list_add_tail(&head->lru, &cma_page_list);
1587                                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1588                                                             NR_ISOLATED_ANON +
1589                                                             page_is_file_lru(head),
1590                                                             thp_nr_pages(head));
1591                                 }
1592                         }
1593                 }
1594
1595                 i += step;
1596         }
1597
1598         if (!list_empty(&cma_page_list)) {
1599                 /*
1600                  * drop the above get_user_pages reference.
1601                  */
1602                 if (gup_flags & FOLL_PIN)
1603                         unpin_user_pages(pages, nr_pages);
1604                 else
1605                         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1606                                 put_page(pages[i]);
1607
1608                 if (migrate_pages(&cma_page_list, alloc_migration_target, NULL,
1609                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_CONTIG_RANGE)) {
1610                         /*
1611                          * some of the pages failed migration. Do get_user_pages
1612                          * without migration.
1613                          */
1614                         migrate_allow = false;
1615
1616                         if (!list_empty(&cma_page_list))
1617                                 putback_movable_pages(&cma_page_list);
1618                 }
1619                 /*
1620                  * We did migrate all the pages, Try to get the page references
1621                  * again migrating any new CMA pages which we failed to isolate
1622                  * earlier.
1623                  */
1624                 ret = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages,
1625                                                    pages, vmas, NULL,
1626                                                    gup_flags);
1627
1628                 if ((ret > 0) && migrate_allow) {
1629                         nr_pages = ret;
1630                         drain_allow = true;
1631                         goto check_again;
1632                 }
1633         }
1634
1635         return ret;
1636 }
1637 #else
1638 static long check_and_migrate_cma_pages(struct mm_struct *mm,
1639                                         unsigned long start,
1640                                         unsigned long nr_pages,
1641                                         struct page **pages,
1642                                         struct vm_area_struct **vmas,
1643                                         unsigned int gup_flags)
1644 {
1645         return nr_pages;
1646 }
1647 #endif /* CONFIG_CMA */
1648
1649 /*
1650  * __gup_longterm_locked() is a wrapper for __get_user_pages_locked which
1651  * allows us to process the FOLL_LONGTERM flag.
1652  */
1653 static long __gup_longterm_locked(struct mm_struct *mm,
1654                                   unsigned long start,
1655                                   unsigned long nr_pages,
1656                                   struct page **pages,
1657                                   struct vm_area_struct **vmas,
1658                                   unsigned int gup_flags)
1659 {
1660         unsigned long flags = 0;
1661         long rc;
1662
1663         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM)
1664                 flags = memalloc_nocma_save();
1665
1666         rc = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, vmas, NULL,
1667                                      gup_flags);
1668
1669         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1670                 if (rc > 0)
1671                         rc = check_and_migrate_cma_pages(mm, start, rc, pages,
1672                                                          vmas, gup_flags);
1673                 memalloc_nocma_restore(flags);
1674         }
1675         return rc;
1676 }
1677
1678 static bool is_valid_gup_flags(unsigned int gup_flags)
1679 {
1680         /*
1681          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
1682          * never directly by the caller, so enforce that with an assertion:
1683          */
1684         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
1685                 return false;
1686         /*
1687          * FOLL_PIN is a prerequisite to FOLL_LONGTERM. Another way of saying
1688          * that is, FOLL_LONGTERM is a specific case, more restrictive case of
1689          * FOLL_PIN.
1690          */
1691         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
1692                 return false;
1693
1694         return true;
1695 }
1696
1697 #ifdef CONFIG_MMU
1698 static long __get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1699                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1700                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1701                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1702 {
1703         /*
1704          * Parts of FOLL_LONGTERM behavior are incompatible with
1705          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
1706          * vmas. However, this only comes up if locked is set, and there are
1707          * callers that do request FOLL_LONGTERM, but do not set locked. So,
1708          * allow what we can.
1709          */
1710         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1711                 if (WARN_ON_ONCE(locked))
1712                         return -EINVAL;
1713                 /*
1714                  * This will check the vmas (even if our vmas arg is NULL)
1715                  * and return -ENOTSUPP if DAX isn't allowed in this case:
1716                  */
1717                 return __gup_longterm_locked(mm, start, nr_pages, pages,
1718                                              vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH |
1719                                              FOLL_REMOTE);
1720         }
1721
1722         return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, vmas,
1723                                        locked,
1724                                        gup_flags | FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE);
1725 }
1726
1727 /**
1728  * get_user_pages_remote() - pin user pages in memory
1729  * @mm:         mm_struct of target mm
1730  * @start:      starting user address
1731  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1732  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
1733  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1734  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1735  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1736  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
1737  *              Or NULL if the caller does not require them.
1738  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
1739  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
1740  *              utilised. Lock must initially be held.
1741  *
1742  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
1743  * number requested), or an error. Details about the return value:
1744  *
1745  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
1746  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
1747  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
1748  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
1749  *
1750  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
1751  *
1752  * @vmas are valid only as long as mmap_lock is held.
1753  *
1754  * Must be called with mmap_lock held for read or write.
1755  *
1756  * get_user_pages_remote walks a process's page tables and takes a reference
1757  * to each struct page that each user address corresponds to at a given
1758  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1759  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1760  *
1761  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1762  * get_user_pages_remote returns, and there may even be a completely different
1763  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1764  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
1765  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1766  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1767  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1768  * locks can't be held over the syscall boundary.
1769  *
1770  * If gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If the page
1771  * is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must
1772  * be called after the page is finished with, and before put_page is called.
1773  *
1774  * get_user_pages_remote is typically used for fewer-copy IO operations,
1775  * to get a handle on the memory by some means other than accesses
1776  * via the user virtual addresses. The pages may be submitted for
1777  * DMA to devices or accessed via their kernel linear mapping (via the
1778  * kmap APIs). Care should be taken to use the correct cache flushing APIs.
1779  *
1780  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
1781  *
1782  * get_user_pages_remote should be phased out in favor of
1783  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
1784  * should use get_user_pages_remote because it cannot pass
1785  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
1786  */
1787 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1788                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1789                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1790                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1791 {
1792         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
1793                 return -EINVAL;
1794
1795         return __get_user_pages_remote(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1796                                        pages, vmas, locked);
1797 }
1798 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_remote);
1799
1800 #else /* CONFIG_MMU */
1801 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1802                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1803                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1804                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1805 {
1806         return 0;
1807 }
1808
1809 static long __get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1810                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1811                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1812                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1813 {
1814         return 0;
1815 }
1816 #endif /* !CONFIG_MMU */
1817
1818 /**
1819  * get_user_pages() - pin user pages in memory
1820  * @start:      starting user address
1821  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1822  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
1823  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1824  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1825  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1826  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
1827  *              Or NULL if the caller does not require them.
1828  *
1829  * This is the same as get_user_pages_remote(), just with a less-flexible
1830  * calling convention where we assume that the mm being operated on belongs to
1831  * the current task, and doesn't allow passing of a locked parameter.  We also
1832  * obviously don't pass FOLL_REMOTE in here.
1833  */
1834 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1835                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1836                 struct vm_area_struct **vmas)
1837 {
1838         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
1839                 return -EINVAL;
1840
1841         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages,
1842                                      pages, vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH);
1843 }
1844 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
1845
1846 /**
1847  * get_user_pages_locked() - variant of get_user_pages()
1848  *
1849  * @start:      starting user address
1850  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1851  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
1852  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1853  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1854  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1855  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
1856  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
1857  *              utilised. Lock must initially be held.
1858  *
1859  * It is suitable to replace the form:
1860  *
1861  *      mmap_read_lock(mm);
1862  *      do_something()
1863  *      get_user_pages(mm, ..., pages, NULL);
1864  *      mmap_read_unlock(mm);
1865  *
1866  *  to:
1867  *
1868  *      int locked = 1;
1869  *      mmap_read_lock(mm);
1870  *      do_something()
1871  *      get_user_pages_locked(mm, ..., pages, &locked);
1872  *      if (locked)
1873  *          mmap_read_unlock(mm);
1874  *
1875  * We can leverage the VM_FAULT_RETRY functionality in the page fault
1876  * paths better by using either get_user_pages_locked() or
1877  * get_user_pages_unlocked().
1878  *
1879  */
1880 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1881                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1882                            int *locked)
1883 {
1884         /*
1885          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
1886          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
1887          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
1888          * disallow this option for now.
1889          */
1890         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
1891                 return -EINVAL;
1892         /*
1893          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
1894          * never directly by the caller, so enforce that:
1895          */
1896         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
1897                 return -EINVAL;
1898
1899         return __get_user_pages_locked(current->mm, start, nr_pages,
1900                                        pages, NULL, locked,
1901                                        gup_flags | FOLL_TOUCH);
1902 }
1903 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_locked);
1904
1905 /*
1906  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
1907  *
1908  *      mmap_read_lock(mm);
1909  *      get_user_pages(mm, ..., pages, NULL);
1910  *      mmap_read_unlock(mm);
1911  *
1912  *  with:
1913  *
1914  *      get_user_pages_unlocked(mm, ..., pages);
1915  *
1916  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
1917  * get_user_pages_fast should be used instead if specific gup_flags
1918  * (e.g. FOLL_FORCE) are not required.
1919  */
1920 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1921                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
1922 {
1923         struct mm_struct *mm = current->mm;
1924         int locked = 1;
1925         long ret;
1926
1927         /*
1928          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
1929          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
1930          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
1931          * disallow this option for now.
1932          */
1933         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
1934                 return -EINVAL;
1935
1936         mmap_read_lock(mm);
1937         ret = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, NULL,
1938                                       &locked, gup_flags | FOLL_TOUCH);
1939         if (locked)
1940                 mmap_read_unlock(mm);
1941         return ret;
1942 }
1943 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
1944
1945 /*
1946  * Fast GUP
1947  *
1948  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
1949  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
1950  * protected from page table pages being freed from under it, and should
1951  * block any THP splits.
1952  *
1953  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
1954  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
1955  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
1956  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
1957  *
1958  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
1959  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
1960  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
1961  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
1962  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
1963  *
1964  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
1965  * are currently made:
1966  *
1967  *  *) Either MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table() is used to
1968  *  free pages containing page tables or TLB flushing requires IPI broadcast.
1969  *
1970  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
1971  *
1972  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
1973  *
1974  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
1975  *
1976  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
1977  */
1978 #ifdef CONFIG_HAVE_FAST_GUP
1979
1980 static void __maybe_unused undo_dev_pagemap(int *nr, int nr_start,
1981                                             unsigned int flags,
1982                                             struct page **pages)
1983 {
1984         while ((*nr) - nr_start) {
1985                 struct page *page = pages[--(*nr)];
1986
1987                 ClearPageReferenced(page);
1988                 if (flags & FOLL_PIN)
1989                         unpin_user_page(page);
1990                 else
1991                         put_page(page);
1992         }
1993 }
1994
1995 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
1996 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
1997                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
1998 {
1999         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2000         int nr_start = *nr, ret = 0;
2001         pte_t *ptep, *ptem;
2002
2003         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
2004         do {
2005                 pte_t pte = ptep_get_lockless(ptep);
2006                 struct page *head, *page;
2007
2008                 /*
2009                  * Similar to the PMD case below, NUMA hinting must take slow
2010                  * path using the pte_protnone check.
2011                  */
2012                 if (pte_protnone(pte))
2013                         goto pte_unmap;
2014
2015                 if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2016                         goto pte_unmap;
2017
2018                 if (pte_devmap(pte)) {
2019                         if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2020                                 goto pte_unmap;
2021
2022                         pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), pgmap);
2023                         if (unlikely(!pgmap)) {
2024                                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2025                                 goto pte_unmap;
2026                         }
2027                 } else if (pte_special(pte))
2028                         goto pte_unmap;
2029
2030                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2031                 page = pte_page(pte);
2032
2033                 head = try_grab_compound_head(page, 1, flags);
2034                 if (!head)
2035                         goto pte_unmap;
2036
2037                 if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2038                         put_compound_head(head, 1, flags);
2039                         goto pte_unmap;
2040                 }
2041
2042                 VM_BUG_ON_PAGE(compound_head(page) != head, page);
2043
2044                 /*
2045                  * We need to make the page accessible if and only if we are
2046                  * going to access its content (the FOLL_PIN case).  Please
2047                  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for
2048                  * details.
2049                  */
2050                 if (flags & FOLL_PIN) {
2051                         ret = arch_make_page_accessible(page);
2052                         if (ret) {
2053                                 unpin_user_page(page);
2054                                 goto pte_unmap;
2055                         }
2056                 }
2057                 SetPageReferenced(page);
2058                 pages[*nr] = page;
2059                 (*nr)++;
2060
2061         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2062
2063         ret = 1;
2064
2065 pte_unmap:
2066         if (pgmap)
2067                 put_dev_pagemap(pgmap);
2068         pte_unmap(ptem);
2069         return ret;
2070 }
2071 #else
2072
2073 /*
2074  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
2075  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
2076  * to be special.
2077  *
2078  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
2079  * get_user_pages_fast_only implementation that can pin pages. Thus it's still
2080  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
2081  */
2082 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
2083                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2084 {
2085         return 0;
2086 }
2087 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL */
2088
2089 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
2090 static int __gup_device_huge(unsigned long pfn, unsigned long addr,
2091                              unsigned long end, unsigned int flags,
2092                              struct page **pages, int *nr)
2093 {
2094         int nr_start = *nr;
2095         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2096
2097         do {
2098                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
2099
2100                 pgmap = get_dev_pagemap(pfn, pgmap);
2101                 if (unlikely(!pgmap)) {
2102                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2103                         return 0;
2104                 }
2105                 SetPageReferenced(page);
2106                 pages[*nr] = page;
2107                 if (unlikely(!try_grab_page(page, flags))) {
2108                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2109                         return 0;
2110                 }
2111                 (*nr)++;
2112                 pfn++;
2113         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2114
2115         if (pgmap)
2116                 put_dev_pagemap(pgmap);
2117         return 1;
2118 }
2119
2120 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2121                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2122                                  struct page **pages, int *nr)
2123 {
2124         unsigned long fault_pfn;
2125         int nr_start = *nr;
2126
2127         fault_pfn = pmd_pfn(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2128         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2129                 return 0;
2130
2131         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2132                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2133                 return 0;
2134         }
2135         return 1;
2136 }
2137
2138 static int __gup_device_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2139                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2140                                  struct page **pages, int *nr)
2141 {
2142         unsigned long fault_pfn;
2143         int nr_start = *nr;
2144
2145         fault_pfn = pud_pfn(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2146         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2147                 return 0;
2148
2149         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2150                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2151                 return 0;
2152         }
2153         return 1;
2154 }
2155 #else
2156 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2157                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2158                                  struct page **pages, int *nr)
2159 {
2160         BUILD_BUG();
2161         return 0;
2162 }
2163
2164 static int __gup_device_huge_pud(pud_t pud, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2165                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2166                                  struct page **pages, int *nr)
2167 {
2168         BUILD_BUG();
2169         return 0;
2170 }
2171 #endif
2172
2173 static int record_subpages(struct page *page, unsigned long addr,
2174                            unsigned long end, struct page **pages)
2175 {
2176         int nr;
2177
2178         for (nr = 0; addr != end; addr += PAGE_SIZE)
2179                 pages[nr++] = page++;
2180
2181         return nr;
2182 }
2183
2184 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD
2185 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
2186                                       unsigned long sz)
2187 {
2188         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
2189         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
2190 }
2191
2192 static int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
2193                        unsigned long end, unsigned int flags,
2194                        struct page **pages, int *nr)
2195 {
2196         unsigned long pte_end;
2197         struct page *head, *page;
2198         pte_t pte;
2199         int refs;
2200
2201         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
2202         if (pte_end < end)
2203                 end = pte_end;
2204
2205         pte = huge_ptep_get(ptep);
2206
2207         if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2208                 return 0;
2209
2210         /* hugepages are never "special" */
2211         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2212
2213         head = pte_page(pte);
2214         page = head + ((addr & (sz-1)) >> PAGE_SHIFT);
2215         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2216
2217         head = try_grab_compound_head(head, refs, flags);
2218         if (!head)
2219                 return 0;
2220
2221         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2222                 put_compound_head(head, refs, flags);
2223                 return 0;
2224         }
2225
2226         *nr += refs;
2227         SetPageReferenced(head);
2228         return 1;
2229 }
2230
2231 static int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2232                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2233                 struct page **pages, int *nr)
2234 {
2235         pte_t *ptep;
2236         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(hugepd);
2237         unsigned long next;
2238
2239         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
2240         do {
2241                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
2242                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, flags, pages, nr))
2243                         return 0;
2244         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
2245
2246         return 1;
2247 }
2248 #else
2249 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2250                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2251                 struct page **pages, int *nr)
2252 {
2253         return 0;
2254 }
2255 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD */
2256
2257 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2258                         unsigned long end, unsigned int flags,
2259                         struct page **pages, int *nr)
2260 {
2261         struct page *head, *page;
2262         int refs;
2263
2264         if (!pmd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2265                 return 0;
2266
2267         if (pmd_devmap(orig)) {
2268                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2269                         return 0;
2270                 return __gup_device_huge_pmd(orig, pmdp, addr, end, flags,
2271                                              pages, nr);
2272         }
2273
2274         page = pmd_page(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2275         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2276
2277         head = try_grab_compound_head(pmd_page(orig), refs, flags);
2278         if (!head)
2279                 return 0;
2280
2281         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2282                 put_compound_head(head, refs, flags);
2283                 return 0;
2284         }
2285
2286         *nr += refs;
2287         SetPageReferenced(head);
2288         return 1;
2289 }
2290
2291 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2292                         unsigned long end, unsigned int flags,
2293                         struct page **pages, int *nr)
2294 {
2295         struct page *head, *page;
2296         int refs;
2297
2298         if (!pud_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2299                 return 0;
2300
2301         if (pud_devmap(orig)) {
2302                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2303                         return 0;
2304                 return __gup_device_huge_pud(orig, pudp, addr, end, flags,
2305                                              pages, nr);
2306         }
2307
2308         page = pud_page(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2309         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2310
2311         head = try_grab_compound_head(pud_page(orig), refs, flags);
2312         if (!head)
2313                 return 0;
2314
2315         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2316                 put_compound_head(head, refs, flags);
2317                 return 0;
2318         }
2319
2320         *nr += refs;
2321         SetPageReferenced(head);
2322         return 1;
2323 }
2324
2325 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
2326                         unsigned long end, unsigned int flags,
2327                         struct page **pages, int *nr)
2328 {
2329         int refs;
2330         struct page *head, *page;
2331
2332         if (!pgd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2333                 return 0;
2334
2335         BUILD_BUG_ON(pgd_devmap(orig));
2336
2337         page = pgd_page(orig) + ((addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2338         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2339
2340         head = try_grab_compound_head(pgd_page(orig), refs, flags);
2341         if (!head)
2342                 return 0;
2343
2344         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
2345                 put_compound_head(head, refs, flags);
2346                 return 0;
2347         }
2348
2349         *nr += refs;
2350         SetPageReferenced(head);
2351         return 1;
2352 }
2353
2354 static int gup_pmd_range(pud_t *pudp, pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
2355                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2356 {
2357         unsigned long next;
2358         pmd_t *pmdp;
2359
2360         pmdp = pmd_offset_lockless(pudp, pud, addr);
2361         do {
2362                 pmd_t pmd = READ_ONCE(*pmdp);
2363
2364                 next = pmd_addr_end(addr, end);
2365                 if (!pmd_present(pmd))
2366                         return 0;
2367
2368                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) ||
2369                              pmd_devmap(pmd))) {
2370                         /*
2371                          * NUMA hinting faults need to be handled in the GUP
2372                          * slowpath for accounting purposes and so that they
2373                          * can be serialised against THP migration.
2374                          */
2375                         if (pmd_protnone(pmd))
2376                                 return 0;
2377
2378                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, flags,
2379                                 pages, nr))
2380                                 return 0;
2381
2382                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
2383                         /*
2384                          * architecture have different format for hugetlbfs
2385                          * pmd format and THP pmd format
2386                          */
2387                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
2388                                          PMD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2389                                 return 0;
2390                 } else if (!gup_pte_range(pmd, addr, next, flags, pages, nr))
2391                         return 0;
2392         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
2393
2394         return 1;
2395 }
2396
2397 static int gup_pud_range(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
2398                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2399 {
2400         unsigned long next;
2401         pud_t *pudp;
2402
2403         pudp = pud_offset_lockless(p4dp, p4d, addr);
2404         do {
2405                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
2406
2407                 next = pud_addr_end(addr, end);
2408                 if (unlikely(!pud_present(pud)))
2409                         return 0;
2410                 if (unlikely(pud_huge(pud))) {
2411                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, flags,
2412                                           pages, nr))
2413                                 return 0;
2414                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
2415                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
2416                                          PUD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2417                                 return 0;
2418                 } else if (!gup_pmd_range(pudp, pud, addr, next, flags, pages, nr))
2419                         return 0;
2420         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
2421
2422         return 1;
2423 }
2424
2425 static int gup_p4d_range(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
2426                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2427 {
2428         unsigned long next;
2429         p4d_t *p4dp;
2430
2431         p4dp = p4d_offset_lockless(pgdp, pgd, addr);
2432         do {
2433                 p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
2434
2435                 next = p4d_addr_end(addr, end);
2436                 if (p4d_none(p4d))
2437                         return 0;
2438                 BUILD_BUG_ON(p4d_huge(p4d));
2439                 if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(p4d_val(p4d))))) {
2440                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(p4d_val(p4d)), addr,
2441                                          P4D_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2442                                 return 0;
2443                 } else if (!gup_pud_range(p4dp, p4d, addr, next, flags, pages, nr))
2444                         return 0;
2445         } while (p4dp++, addr = next, addr != end);
2446
2447         return 1;
2448 }
2449
2450 static void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2451                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2452 {
2453         unsigned long next;
2454         pgd_t *pgdp;
2455
2456         pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
2457         do {
2458                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
2459
2460                 next = pgd_addr_end(addr, end);
2461                 if (pgd_none(pgd))
2462                         return;
2463                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
2464                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, flags,
2465                                           pages, nr))
2466                                 return;
2467                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
2468                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
2469                                          PGDIR_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2470                                 return;
2471                 } else if (!gup_p4d_range(pgdp, pgd, addr, next, flags, pages, nr))
2472                         return;
2473         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
2474 }
2475 #else
2476 static inline void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2477                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2478 {
2479 }
2480 #endif /* CONFIG_HAVE_FAST_GUP */
2481
2482 #ifndef gup_fast_permitted
2483 /*
2484  * Check if it's allowed to use get_user_pages_fast_only() for the range, or
2485  * we need to fall back to the slow version:
2486  */
2487 static bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
2488 {
2489         return true;
2490 }
2491 #endif
2492
2493 static int __gup_longterm_unlocked(unsigned long start, int nr_pages,
2494                                    unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2495 {
2496         int ret;
2497
2498         /*
2499          * FIXME: FOLL_LONGTERM does not work with
2500          * get_user_pages_unlocked() (see comments in that function)
2501          */
2502         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
2503                 mmap_read_lock(current->mm);
2504                 ret = __gup_longterm_locked(current->mm,
2505                                             start, nr_pages,
2506                                             pages, NULL, gup_flags);
2507                 mmap_read_unlock(current->mm);
2508         } else {
2509                 ret = get_user_pages_unlocked(start, nr_pages,
2510                                               pages, gup_flags);
2511         }
2512
2513         return ret;
2514 }
2515
2516 static unsigned long lockless_pages_from_mm(unsigned long start,
2517                                             unsigned long end,
2518                                             unsigned int gup_flags,
2519                                             struct page **pages)
2520 {
2521         unsigned long flags;
2522         int nr_pinned = 0;
2523         unsigned seq;
2524
2525         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) ||
2526             !gup_fast_permitted(start, end))
2527                 return 0;
2528
2529         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
2530                 seq = raw_read_seqcount(&current->mm->write_protect_seq);
2531                 if (seq & 1)
2532                         return 0;
2533         }
2534
2535         /*
2536          * Disable interrupts. The nested form is used, in order to allow full,
2537          * general purpose use of this routine.
2538          *
2539          * With interrupts disabled, we block page table pages from being freed
2540          * from under us. See struct mmu_table_batch comments in
2541          * include/asm-generic/tlb.h for more details.
2542          *
2543          * We do not adopt an rcu_read_lock() here as we also want to block IPIs
2544          * that come from THPs splitting.
2545          */
2546         local_irq_save(flags);
2547         gup_pgd_range(start, end, gup_flags, pages, &nr_pinned);
2548         local_irq_restore(flags);
2549
2550         /*
2551          * When pinning pages for DMA there could be a concurrent write protect
2552          * from fork() via copy_page_range(), in this case always fail fast GUP.
2553          */
2554         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
2555                 if (read_seqcount_retry(&current->mm->write_protect_seq, seq)) {
2556                         unpin_user_pages(pages, nr_pinned);
2557                         return 0;
2558                 }
2559         }
2560         return nr_pinned;
2561 }
2562
2563 static int internal_get_user_pages_fast(unsigned long start,
2564                                         unsigned long nr_pages,
2565                                         unsigned int gup_flags,
2566                                         struct page **pages)
2567 {
2568         unsigned long len, end;
2569         unsigned long nr_pinned;
2570         int ret;
2571
2572         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & ~(FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM |
2573                                        FOLL_FORCE | FOLL_PIN | FOLL_GET |
2574                                        FOLL_FAST_ONLY)))
2575                 return -EINVAL;
2576
2577         if (gup_flags & FOLL_PIN)
2578                 atomic_set(&current->mm->has_pinned, 1);
2579
2580         if (!(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY))
2581                 might_lock_read(&current->mm->mmap_lock);
2582
2583         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
2584         len = nr_pages << PAGE_SHIFT;
2585         if (check_add_overflow(start, len, &end))
2586                 return 0;
2587         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
2588                 return -EFAULT;
2589
2590         nr_pinned = lockless_pages_from_mm(start, end, gup_flags, pages);
2591         if (nr_pinned == nr_pages || gup_flags & FOLL_FAST_ONLY)
2592                 return nr_pinned;
2593
2594         /* Slow path: try to get the remaining pages with get_user_pages */
2595         start += nr_pinned << PAGE_SHIFT;
2596         pages += nr_pinned;
2597         ret = __gup_longterm_unlocked(start, nr_pages - nr_pinned, gup_flags,
2598                                       pages);
2599         if (ret < 0) {
2600                 /*
2601                  * The caller has to unpin the pages we already pinned so
2602                  * returning -errno is not an option
2603                  */
2604                 if (nr_pinned)
2605                         return nr_pinned;
2606                 return ret;
2607         }
2608         return ret + nr_pinned;
2609 }
2610
2611 /**
2612  * get_user_pages_fast_only() - pin user pages in memory
2613  * @start:      starting user address
2614  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2615  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2616  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2617  *              Should be at least nr_pages long.
2618  *
2619  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
2620  * the regular GUP.
2621  * Note a difference with get_user_pages_fast: this always returns the
2622  * number of pages pinned, 0 if no pages were pinned.
2623  *
2624  * If the architecture does not support this function, simply return with no
2625  * pages pinned.
2626  *
2627  * Careful, careful! COW breaking can go either way, so a non-write
2628  * access can get ambiguous page results. If you call this function without
2629  * 'write' set, you'd better be sure that you're ok with that ambiguity.
2630  */
2631 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
2632                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2633 {
2634         int nr_pinned;
2635         /*
2636          * Internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set FOLL_GET,
2637          * because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount" request.
2638          *
2639          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
2640          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
2641          */
2642         gup_flags |= FOLL_GET | FOLL_FAST_ONLY;
2643
2644         nr_pinned = internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags,
2645                                                  pages);
2646
2647         /*
2648          * As specified in the API description above, this routine is not
2649          * allowed to return negative values. However, the common core
2650          * routine internal_get_user_pages_fast() *can* return -errno.
2651          * Therefore, correct for that here:
2652          */
2653         if (nr_pinned < 0)
2654                 nr_pinned = 0;
2655
2656         return nr_pinned;
2657 }
2658 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast_only);
2659
2660 /**
2661  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
2662  * @start:      starting user address
2663  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2664  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2665  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2666  *              Should be at least nr_pages long.
2667  *
2668  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_lock.
2669  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
2670  * calling get_user_pages().
2671  *
2672  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number requested.
2673  * If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages were pinned, returns
2674  * -errno.
2675  */
2676 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2677                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2678 {
2679         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
2680                 return -EINVAL;
2681
2682         /*
2683          * The caller may or may not have explicitly set FOLL_GET; either way is
2684          * OK. However, internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set
2685          * FOLL_GET, because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount"
2686          * request.
2687          */
2688         gup_flags |= FOLL_GET;
2689         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
2690 }
2691 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast);
2692
2693 /**
2694  * pin_user_pages_fast() - pin user pages in memory without taking locks
2695  *
2696  * @start:      starting user address
2697  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2698  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2699  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2700  *              Should be at least nr_pages long.
2701  *
2702  * Nearly the same as get_user_pages_fast(), except that FOLL_PIN is set. See
2703  * get_user_pages_fast() for documentation on the function arguments, because
2704  * the arguments here are identical.
2705  *
2706  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
2707  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for further details.
2708  */
2709 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2710                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2711 {
2712         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2713         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2714                 return -EINVAL;
2715
2716         gup_flags |= FOLL_PIN;
2717         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
2718 }
2719 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast);
2720
2721 /*
2722  * This is the FOLL_PIN equivalent of get_user_pages_fast_only(). Behavior
2723  * is the same, except that this one sets FOLL_PIN instead of FOLL_GET.
2724  *
2725  * The API rules are the same, too: no negative values may be returned.
2726  */
2727 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
2728                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2729 {
2730         int nr_pinned;
2731
2732         /*
2733          * FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. Note that the API
2734          * rules require returning 0, rather than -errno:
2735          */
2736         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2737                 return 0;
2738         /*
2739          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
2740          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
2741          */
2742         gup_flags |= (FOLL_PIN | FOLL_FAST_ONLY);
2743         nr_pinned = internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags,
2744                                                  pages);
2745         /*
2746          * This routine is not allowed to return negative values. However,
2747          * internal_get_user_pages_fast() *can* return -errno. Therefore,
2748          * correct for that here:
2749          */
2750         if (nr_pinned < 0)
2751                 nr_pinned = 0;
2752
2753         return nr_pinned;
2754 }
2755 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast_only);
2756
2757 /**
2758  * pin_user_pages_remote() - pin pages of a remote process
2759  *
2760  * @mm:         mm_struct of target mm
2761  * @start:      starting user address
2762  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2763  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2764  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2765  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2766  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2767  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
2768  *              Or NULL if the caller does not require them.
2769  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
2770  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
2771  *              utilised. Lock must initially be held.
2772  *
2773  * Nearly the same as get_user_pages_remote(), except that FOLL_PIN is set. See
2774  * get_user_pages_remote() for documentation on the function arguments, because
2775  * the arguments here are identical.
2776  *
2777  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
2778  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
2779  */
2780 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2781                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2782                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2783                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2784 {
2785         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2786         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2787                 return -EINVAL;
2788
2789         gup_flags |= FOLL_PIN;
2790         return __get_user_pages_remote(mm, start, nr_pages, gup_flags,
2791                                        pages, vmas, locked);
2792 }
2793 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_remote);
2794
2795 /**
2796  * pin_user_pages() - pin user pages in memory for use by other devices
2797  *
2798  * @start:      starting user address
2799  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2800  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2801  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2802  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2803  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2804  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
2805  *              Or NULL if the caller does not require them.
2806  *
2807  * Nearly the same as get_user_pages(), except that FOLL_TOUCH is not set, and
2808  * FOLL_PIN is set.
2809  *
2810  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
2811  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
2812  */
2813 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2814                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2815                     struct vm_area_struct **vmas)
2816 {
2817         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2818         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2819                 return -EINVAL;
2820
2821         gup_flags |= FOLL_PIN;
2822         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages,
2823                                      pages, vmas, gup_flags);
2824 }
2825 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages);
2826
2827 /*
2828  * pin_user_pages_unlocked() is the FOLL_PIN variant of
2829  * get_user_pages_unlocked(). Behavior is the same, except that this one sets
2830  * FOLL_PIN and rejects FOLL_GET.
2831  */
2832 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2833                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
2834 {
2835         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2836         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2837                 return -EINVAL;
2838
2839         gup_flags |= FOLL_PIN;
2840         return get_user_pages_unlocked(start, nr_pages, pages, gup_flags);
2841 }
2842 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_unlocked);
2843
2844 /*
2845  * pin_user_pages_locked() is the FOLL_PIN variant of get_user_pages_locked().
2846  * Behavior is the same, except that this one sets FOLL_PIN and rejects
2847  * FOLL_GET.
2848  */
2849 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2850                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2851                            int *locked)
2852 {
2853         /*
2854          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
2855          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
2856          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
2857          * disallow this option for now.
2858          */
2859         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2860                 return -EINVAL;
2861
2862         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2863         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2864                 return -EINVAL;
2865
2866         gup_flags |= FOLL_PIN;
2867         return __get_user_pages_locked(current->mm, start, nr_pages,
2868                                        pages, NULL, locked,
2869                                        gup_flags | FOLL_TOUCH);
2870 }
2871 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_locked);