Merge tag 'pci-v5.11-fixes-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/helgaa...
[linux-2.6-microblaze.git] / mm / gup.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 #include <linux/kernel.h>
3 #include <linux/errno.h>
4 #include <linux/err.h>
5 #include <linux/spinlock.h>
6
7 #include <linux/mm.h>
8 #include <linux/memremap.h>
9 #include <linux/pagemap.h>
10 #include <linux/rmap.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/swapops.h>
13
14 #include <linux/sched/signal.h>
15 #include <linux/rwsem.h>
16 #include <linux/hugetlb.h>
17 #include <linux/migrate.h>
18 #include <linux/mm_inline.h>
19 #include <linux/sched/mm.h>
20
21 #include <asm/mmu_context.h>
22 #include <asm/tlbflush.h>
23
24 #include "internal.h"
25
26 struct follow_page_context {
27         struct dev_pagemap *pgmap;
28         unsigned int page_mask;
29 };
30
31 static void hpage_pincount_add(struct page *page, int refs)
32 {
33         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
34         VM_BUG_ON_PAGE(page != compound_head(page), page);
35
36         atomic_add(refs, compound_pincount_ptr(page));
37 }
38
39 static void hpage_pincount_sub(struct page *page, int refs)
40 {
41         VM_BUG_ON_PAGE(!hpage_pincount_available(page), page);
42         VM_BUG_ON_PAGE(page != compound_head(page), page);
43
44         atomic_sub(refs, compound_pincount_ptr(page));
45 }
46
47 /*
48  * Return the compound head page with ref appropriately incremented,
49  * or NULL if that failed.
50  */
51 static inline struct page *try_get_compound_head(struct page *page, int refs)
52 {
53         struct page *head = compound_head(page);
54
55         if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(head) < 0))
56                 return NULL;
57         if (unlikely(!page_cache_add_speculative(head, refs)))
58                 return NULL;
59         return head;
60 }
61
62 /*
63  * try_grab_compound_head() - attempt to elevate a page's refcount, by a
64  * flags-dependent amount.
65  *
66  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
67  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the page's refcount.
68  *
69  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) must be set, but not both at the
70  * same time. (That's true throughout the get_user_pages*() and
71  * pin_user_pages*() APIs.) Cases:
72  *
73  *    FOLL_GET: page's refcount will be incremented by 1.
74  *    FOLL_PIN: page's refcount will be incremented by GUP_PIN_COUNTING_BIAS.
75  *
76  * Return: head page (with refcount appropriately incremented) for success, or
77  * NULL upon failure. If neither FOLL_GET nor FOLL_PIN was set, that's
78  * considered failure, and furthermore, a likely bug in the caller, so a warning
79  * is also emitted.
80  */
81 static __maybe_unused struct page *try_grab_compound_head(struct page *page,
82                                                           int refs,
83                                                           unsigned int flags)
84 {
85         if (flags & FOLL_GET)
86                 return try_get_compound_head(page, refs);
87         else if (flags & FOLL_PIN) {
88                 int orig_refs = refs;
89
90                 /*
91                  * Can't do FOLL_LONGTERM + FOLL_PIN with CMA in the gup fast
92                  * path, so fail and let the caller fall back to the slow path.
93                  */
94                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM) &&
95                                 is_migrate_cma_page(page))
96                         return NULL;
97
98                 /*
99                  * When pinning a compound page of order > 1 (which is what
100                  * hpage_pincount_available() checks for), use an exact count to
101                  * track it, via hpage_pincount_add/_sub().
102                  *
103                  * However, be sure to *also* increment the normal page refcount
104                  * field at least once, so that the page really is pinned.
105                  */
106                 if (!hpage_pincount_available(page))
107                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
108
109                 page = try_get_compound_head(page, refs);
110                 if (!page)
111                         return NULL;
112
113                 if (hpage_pincount_available(page))
114                         hpage_pincount_add(page, refs);
115
116                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_ACQUIRED,
117                                     orig_refs);
118
119                 return page;
120         }
121
122         WARN_ON_ONCE(1);
123         return NULL;
124 }
125
126 static void put_compound_head(struct page *page, int refs, unsigned int flags)
127 {
128         if (flags & FOLL_PIN) {
129                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_RELEASED,
130                                     refs);
131
132                 if (hpage_pincount_available(page))
133                         hpage_pincount_sub(page, refs);
134                 else
135                         refs *= GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
136         }
137
138         VM_BUG_ON_PAGE(page_ref_count(page) < refs, page);
139         /*
140          * Calling put_page() for each ref is unnecessarily slow. Only the last
141          * ref needs a put_page().
142          */
143         if (refs > 1)
144                 page_ref_sub(page, refs - 1);
145         put_page(page);
146 }
147
148 /**
149  * try_grab_page() - elevate a page's refcount by a flag-dependent amount
150  *
151  * This might not do anything at all, depending on the flags argument.
152  *
153  * "grab" names in this file mean, "look at flags to decide whether to use
154  * FOLL_PIN or FOLL_GET behavior, when incrementing the page's refcount.
155  *
156  * @page:    pointer to page to be grabbed
157  * @flags:   gup flags: these are the FOLL_* flag values.
158  *
159  * Either FOLL_PIN or FOLL_GET (or neither) may be set, but not both at the same
160  * time. Cases:
161  *
162  *    FOLL_GET: page's refcount will be incremented by 1.
163  *    FOLL_PIN: page's refcount will be incremented by GUP_PIN_COUNTING_BIAS.
164  *
165  * Return: true for success, or if no action was required (if neither FOLL_PIN
166  * nor FOLL_GET was set, nothing is done). False for failure: FOLL_GET or
167  * FOLL_PIN was set, but the page could not be grabbed.
168  */
169 bool __must_check try_grab_page(struct page *page, unsigned int flags)
170 {
171         WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)) == (FOLL_GET | FOLL_PIN));
172
173         if (flags & FOLL_GET)
174                 return try_get_page(page);
175         else if (flags & FOLL_PIN) {
176                 int refs = 1;
177
178                 page = compound_head(page);
179
180                 if (WARN_ON_ONCE(page_ref_count(page) <= 0))
181                         return false;
182
183                 if (hpage_pincount_available(page))
184                         hpage_pincount_add(page, 1);
185                 else
186                         refs = GUP_PIN_COUNTING_BIAS;
187
188                 /*
189                  * Similar to try_grab_compound_head(): even if using the
190                  * hpage_pincount_add/_sub() routines, be sure to
191                  * *also* increment the normal page refcount field at least
192                  * once, so that the page really is pinned.
193                  */
194                 page_ref_add(page, refs);
195
196                 mod_node_page_state(page_pgdat(page), NR_FOLL_PIN_ACQUIRED, 1);
197         }
198
199         return true;
200 }
201
202 /**
203  * unpin_user_page() - release a dma-pinned page
204  * @page:            pointer to page to be released
205  *
206  * Pages that were pinned via pin_user_pages*() must be released via either
207  * unpin_user_page(), or one of the unpin_user_pages*() routines. This is so
208  * that such pages can be separately tracked and uniquely handled. In
209  * particular, interactions with RDMA and filesystems need special handling.
210  */
211 void unpin_user_page(struct page *page)
212 {
213         put_compound_head(compound_head(page), 1, FOLL_PIN);
214 }
215 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_page);
216
217 /**
218  * unpin_user_pages_dirty_lock() - release and optionally dirty gup-pinned pages
219  * @pages:  array of pages to be maybe marked dirty, and definitely released.
220  * @npages: number of pages in the @pages array.
221  * @make_dirty: whether to mark the pages dirty
222  *
223  * "gup-pinned page" refers to a page that has had one of the get_user_pages()
224  * variants called on that page.
225  *
226  * For each page in the @pages array, make that page (or its head page, if a
227  * compound page) dirty, if @make_dirty is true, and if the page was previously
228  * listed as clean. In any case, releases all pages using unpin_user_page(),
229  * possibly via unpin_user_pages(), for the non-dirty case.
230  *
231  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
232  *
233  * set_page_dirty_lock() is used internally. If instead, set_page_dirty() is
234  * required, then the caller should a) verify that this is really correct,
235  * because _lock() is usually required, and b) hand code it:
236  * set_page_dirty_lock(), unpin_user_page().
237  *
238  */
239 void unpin_user_pages_dirty_lock(struct page **pages, unsigned long npages,
240                                  bool make_dirty)
241 {
242         unsigned long index;
243
244         /*
245          * TODO: this can be optimized for huge pages: if a series of pages is
246          * physically contiguous and part of the same compound page, then a
247          * single operation to the head page should suffice.
248          */
249
250         if (!make_dirty) {
251                 unpin_user_pages(pages, npages);
252                 return;
253         }
254
255         for (index = 0; index < npages; index++) {
256                 struct page *page = compound_head(pages[index]);
257                 /*
258                  * Checking PageDirty at this point may race with
259                  * clear_page_dirty_for_io(), but that's OK. Two key
260                  * cases:
261                  *
262                  * 1) This code sees the page as already dirty, so it
263                  * skips the call to set_page_dirty(). That could happen
264                  * because clear_page_dirty_for_io() called
265                  * page_mkclean(), followed by set_page_dirty().
266                  * However, now the page is going to get written back,
267                  * which meets the original intention of setting it
268                  * dirty, so all is well: clear_page_dirty_for_io() goes
269                  * on to call TestClearPageDirty(), and write the page
270                  * back.
271                  *
272                  * 2) This code sees the page as clean, so it calls
273                  * set_page_dirty(). The page stays dirty, despite being
274                  * written back, so it gets written back again in the
275                  * next writeback cycle. This is harmless.
276                  */
277                 if (!PageDirty(page))
278                         set_page_dirty_lock(page);
279                 unpin_user_page(page);
280         }
281 }
282 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages_dirty_lock);
283
284 /**
285  * unpin_user_pages() - release an array of gup-pinned pages.
286  * @pages:  array of pages to be marked dirty and released.
287  * @npages: number of pages in the @pages array.
288  *
289  * For each page in the @pages array, release the page using unpin_user_page().
290  *
291  * Please see the unpin_user_page() documentation for details.
292  */
293 void unpin_user_pages(struct page **pages, unsigned long npages)
294 {
295         unsigned long index;
296
297         /*
298          * If this WARN_ON() fires, then the system *might* be leaking pages (by
299          * leaving them pinned), but probably not. More likely, gup/pup returned
300          * a hard -ERRNO error to the caller, who erroneously passed it here.
301          */
302         if (WARN_ON(IS_ERR_VALUE(npages)))
303                 return;
304         /*
305          * TODO: this can be optimized for huge pages: if a series of pages is
306          * physically contiguous and part of the same compound page, then a
307          * single operation to the head page should suffice.
308          */
309         for (index = 0; index < npages; index++)
310                 unpin_user_page(pages[index]);
311 }
312 EXPORT_SYMBOL(unpin_user_pages);
313
314 #ifdef CONFIG_MMU
315 static struct page *no_page_table(struct vm_area_struct *vma,
316                 unsigned int flags)
317 {
318         /*
319          * When core dumping an enormous anonymous area that nobody
320          * has touched so far, we don't want to allocate unnecessary pages or
321          * page tables.  Return error instead of NULL to skip handle_mm_fault,
322          * then get_dump_page() will return NULL to leave a hole in the dump.
323          * But we can only make this optimization where a hole would surely
324          * be zero-filled if handle_mm_fault() actually did handle it.
325          */
326         if ((flags & FOLL_DUMP) &&
327                         (vma_is_anonymous(vma) || !vma->vm_ops->fault))
328                 return ERR_PTR(-EFAULT);
329         return NULL;
330 }
331
332 static int follow_pfn_pte(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
333                 pte_t *pte, unsigned int flags)
334 {
335         /* No page to get reference */
336         if (flags & FOLL_GET)
337                 return -EFAULT;
338
339         if (flags & FOLL_TOUCH) {
340                 pte_t entry = *pte;
341
342                 if (flags & FOLL_WRITE)
343                         entry = pte_mkdirty(entry);
344                 entry = pte_mkyoung(entry);
345
346                 if (!pte_same(*pte, entry)) {
347                         set_pte_at(vma->vm_mm, address, pte, entry);
348                         update_mmu_cache(vma, address, pte);
349                 }
350         }
351
352         /* Proper page table entry exists, but no corresponding struct page */
353         return -EEXIST;
354 }
355
356 /*
357  * FOLL_FORCE can write to even unwritable pte's, but only
358  * after we've gone through a COW cycle and they are dirty.
359  */
360 static inline bool can_follow_write_pte(pte_t pte, unsigned int flags)
361 {
362         return pte_write(pte) ||
363                 ((flags & FOLL_FORCE) && (flags & FOLL_COW) && pte_dirty(pte));
364 }
365
366 static struct page *follow_page_pte(struct vm_area_struct *vma,
367                 unsigned long address, pmd_t *pmd, unsigned int flags,
368                 struct dev_pagemap **pgmap)
369 {
370         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
371         struct page *page;
372         spinlock_t *ptl;
373         pte_t *ptep, pte;
374         int ret;
375
376         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
377         if (WARN_ON_ONCE((flags & (FOLL_PIN | FOLL_GET)) ==
378                          (FOLL_PIN | FOLL_GET)))
379                 return ERR_PTR(-EINVAL);
380 retry:
381         if (unlikely(pmd_bad(*pmd)))
382                 return no_page_table(vma, flags);
383
384         ptep = pte_offset_map_lock(mm, pmd, address, &ptl);
385         pte = *ptep;
386         if (!pte_present(pte)) {
387                 swp_entry_t entry;
388                 /*
389                  * KSM's break_ksm() relies upon recognizing a ksm page
390                  * even while it is being migrated, so for that case we
391                  * need migration_entry_wait().
392                  */
393                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
394                         goto no_page;
395                 if (pte_none(pte))
396                         goto no_page;
397                 entry = pte_to_swp_entry(pte);
398                 if (!is_migration_entry(entry))
399                         goto no_page;
400                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
401                 migration_entry_wait(mm, pmd, address);
402                 goto retry;
403         }
404         if ((flags & FOLL_NUMA) && pte_protnone(pte))
405                 goto no_page;
406         if ((flags & FOLL_WRITE) && !can_follow_write_pte(pte, flags)) {
407                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
408                 return NULL;
409         }
410
411         page = vm_normal_page(vma, address, pte);
412         if (!page && pte_devmap(pte) && (flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN))) {
413                 /*
414                  * Only return device mapping pages in the FOLL_GET or FOLL_PIN
415                  * case since they are only valid while holding the pgmap
416                  * reference.
417                  */
418                 *pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), *pgmap);
419                 if (*pgmap)
420                         page = pte_page(pte);
421                 else
422                         goto no_page;
423         } else if (unlikely(!page)) {
424                 if (flags & FOLL_DUMP) {
425                         /* Avoid special (like zero) pages in core dumps */
426                         page = ERR_PTR(-EFAULT);
427                         goto out;
428                 }
429
430                 if (is_zero_pfn(pte_pfn(pte))) {
431                         page = pte_page(pte);
432                 } else {
433                         ret = follow_pfn_pte(vma, address, ptep, flags);
434                         page = ERR_PTR(ret);
435                         goto out;
436                 }
437         }
438
439         if (flags & FOLL_SPLIT && PageTransCompound(page)) {
440                 get_page(page);
441                 pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
442                 lock_page(page);
443                 ret = split_huge_page(page);
444                 unlock_page(page);
445                 put_page(page);
446                 if (ret)
447                         return ERR_PTR(ret);
448                 goto retry;
449         }
450
451         /* try_grab_page() does nothing unless FOLL_GET or FOLL_PIN is set. */
452         if (unlikely(!try_grab_page(page, flags))) {
453                 page = ERR_PTR(-ENOMEM);
454                 goto out;
455         }
456         /*
457          * We need to make the page accessible if and only if we are going
458          * to access its content (the FOLL_PIN case).  Please see
459          * Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
460          */
461         if (flags & FOLL_PIN) {
462                 ret = arch_make_page_accessible(page);
463                 if (ret) {
464                         unpin_user_page(page);
465                         page = ERR_PTR(ret);
466                         goto out;
467                 }
468         }
469         if (flags & FOLL_TOUCH) {
470                 if ((flags & FOLL_WRITE) &&
471                     !pte_dirty(pte) && !PageDirty(page))
472                         set_page_dirty(page);
473                 /*
474                  * pte_mkyoung() would be more correct here, but atomic care
475                  * is needed to avoid losing the dirty bit: it is easier to use
476                  * mark_page_accessed().
477                  */
478                 mark_page_accessed(page);
479         }
480         if ((flags & FOLL_MLOCK) && (vma->vm_flags & VM_LOCKED)) {
481                 /* Do not mlock pte-mapped THP */
482                 if (PageTransCompound(page))
483                         goto out;
484
485                 /*
486                  * The preliminary mapping check is mainly to avoid the
487                  * pointless overhead of lock_page on the ZERO_PAGE
488                  * which might bounce very badly if there is contention.
489                  *
490                  * If the page is already locked, we don't need to
491                  * handle it now - vmscan will handle it later if and
492                  * when it attempts to reclaim the page.
493                  */
494                 if (page->mapping && trylock_page(page)) {
495                         lru_add_drain();  /* push cached pages to LRU */
496                         /*
497                          * Because we lock page here, and migration is
498                          * blocked by the pte's page reference, and we
499                          * know the page is still mapped, we don't even
500                          * need to check for file-cache page truncation.
501                          */
502                         mlock_vma_page(page);
503                         unlock_page(page);
504                 }
505         }
506 out:
507         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
508         return page;
509 no_page:
510         pte_unmap_unlock(ptep, ptl);
511         if (!pte_none(pte))
512                 return NULL;
513         return no_page_table(vma, flags);
514 }
515
516 static struct page *follow_pmd_mask(struct vm_area_struct *vma,
517                                     unsigned long address, pud_t *pudp,
518                                     unsigned int flags,
519                                     struct follow_page_context *ctx)
520 {
521         pmd_t *pmd, pmdval;
522         spinlock_t *ptl;
523         struct page *page;
524         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
525
526         pmd = pmd_offset(pudp, address);
527         /*
528          * The READ_ONCE() will stabilize the pmdval in a register or
529          * on the stack so that it will stop changing under the code.
530          */
531         pmdval = READ_ONCE(*pmd);
532         if (pmd_none(pmdval))
533                 return no_page_table(vma, flags);
534         if (pmd_huge(pmdval) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
535                 page = follow_huge_pmd(mm, address, pmd, flags);
536                 if (page)
537                         return page;
538                 return no_page_table(vma, flags);
539         }
540         if (is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmdval)))) {
541                 page = follow_huge_pd(vma, address,
542                                       __hugepd(pmd_val(pmdval)), flags,
543                                       PMD_SHIFT);
544                 if (page)
545                         return page;
546                 return no_page_table(vma, flags);
547         }
548 retry:
549         if (!pmd_present(pmdval)) {
550                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
551                         return no_page_table(vma, flags);
552                 VM_BUG_ON(thp_migration_supported() &&
553                                   !is_pmd_migration_entry(pmdval));
554                 if (is_pmd_migration_entry(pmdval))
555                         pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
556                 pmdval = READ_ONCE(*pmd);
557                 /*
558                  * MADV_DONTNEED may convert the pmd to null because
559                  * mmap_lock is held in read mode
560                  */
561                 if (pmd_none(pmdval))
562                         return no_page_table(vma, flags);
563                 goto retry;
564         }
565         if (pmd_devmap(pmdval)) {
566                 ptl = pmd_lock(mm, pmd);
567                 page = follow_devmap_pmd(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
568                 spin_unlock(ptl);
569                 if (page)
570                         return page;
571         }
572         if (likely(!pmd_trans_huge(pmdval)))
573                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
574
575         if ((flags & FOLL_NUMA) && pmd_protnone(pmdval))
576                 return no_page_table(vma, flags);
577
578 retry_locked:
579         ptl = pmd_lock(mm, pmd);
580         if (unlikely(pmd_none(*pmd))) {
581                 spin_unlock(ptl);
582                 return no_page_table(vma, flags);
583         }
584         if (unlikely(!pmd_present(*pmd))) {
585                 spin_unlock(ptl);
586                 if (likely(!(flags & FOLL_MIGRATION)))
587                         return no_page_table(vma, flags);
588                 pmd_migration_entry_wait(mm, pmd);
589                 goto retry_locked;
590         }
591         if (unlikely(!pmd_trans_huge(*pmd))) {
592                 spin_unlock(ptl);
593                 return follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
594         }
595         if (flags & (FOLL_SPLIT | FOLL_SPLIT_PMD)) {
596                 int ret;
597                 page = pmd_page(*pmd);
598                 if (is_huge_zero_page(page)) {
599                         spin_unlock(ptl);
600                         ret = 0;
601                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
602                         if (pmd_trans_unstable(pmd))
603                                 ret = -EBUSY;
604                 } else if (flags & FOLL_SPLIT) {
605                         if (unlikely(!try_get_page(page))) {
606                                 spin_unlock(ptl);
607                                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
608                         }
609                         spin_unlock(ptl);
610                         lock_page(page);
611                         ret = split_huge_page(page);
612                         unlock_page(page);
613                         put_page(page);
614                         if (pmd_none(*pmd))
615                                 return no_page_table(vma, flags);
616                 } else {  /* flags & FOLL_SPLIT_PMD */
617                         spin_unlock(ptl);
618                         split_huge_pmd(vma, pmd, address);
619                         ret = pte_alloc(mm, pmd) ? -ENOMEM : 0;
620                 }
621
622                 return ret ? ERR_PTR(ret) :
623                         follow_page_pte(vma, address, pmd, flags, &ctx->pgmap);
624         }
625         page = follow_trans_huge_pmd(vma, address, pmd, flags);
626         spin_unlock(ptl);
627         ctx->page_mask = HPAGE_PMD_NR - 1;
628         return page;
629 }
630
631 static struct page *follow_pud_mask(struct vm_area_struct *vma,
632                                     unsigned long address, p4d_t *p4dp,
633                                     unsigned int flags,
634                                     struct follow_page_context *ctx)
635 {
636         pud_t *pud;
637         spinlock_t *ptl;
638         struct page *page;
639         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
640
641         pud = pud_offset(p4dp, address);
642         if (pud_none(*pud))
643                 return no_page_table(vma, flags);
644         if (pud_huge(*pud) && is_vm_hugetlb_page(vma)) {
645                 page = follow_huge_pud(mm, address, pud, flags);
646                 if (page)
647                         return page;
648                 return no_page_table(vma, flags);
649         }
650         if (is_hugepd(__hugepd(pud_val(*pud)))) {
651                 page = follow_huge_pd(vma, address,
652                                       __hugepd(pud_val(*pud)), flags,
653                                       PUD_SHIFT);
654                 if (page)
655                         return page;
656                 return no_page_table(vma, flags);
657         }
658         if (pud_devmap(*pud)) {
659                 ptl = pud_lock(mm, pud);
660                 page = follow_devmap_pud(vma, address, pud, flags, &ctx->pgmap);
661                 spin_unlock(ptl);
662                 if (page)
663                         return page;
664         }
665         if (unlikely(pud_bad(*pud)))
666                 return no_page_table(vma, flags);
667
668         return follow_pmd_mask(vma, address, pud, flags, ctx);
669 }
670
671 static struct page *follow_p4d_mask(struct vm_area_struct *vma,
672                                     unsigned long address, pgd_t *pgdp,
673                                     unsigned int flags,
674                                     struct follow_page_context *ctx)
675 {
676         p4d_t *p4d;
677         struct page *page;
678
679         p4d = p4d_offset(pgdp, address);
680         if (p4d_none(*p4d))
681                 return no_page_table(vma, flags);
682         BUILD_BUG_ON(p4d_huge(*p4d));
683         if (unlikely(p4d_bad(*p4d)))
684                 return no_page_table(vma, flags);
685
686         if (is_hugepd(__hugepd(p4d_val(*p4d)))) {
687                 page = follow_huge_pd(vma, address,
688                                       __hugepd(p4d_val(*p4d)), flags,
689                                       P4D_SHIFT);
690                 if (page)
691                         return page;
692                 return no_page_table(vma, flags);
693         }
694         return follow_pud_mask(vma, address, p4d, flags, ctx);
695 }
696
697 /**
698  * follow_page_mask - look up a page descriptor from a user-virtual address
699  * @vma: vm_area_struct mapping @address
700  * @address: virtual address to look up
701  * @flags: flags modifying lookup behaviour
702  * @ctx: contains dev_pagemap for %ZONE_DEVICE memory pinning and a
703  *       pointer to output page_mask
704  *
705  * @flags can have FOLL_ flags set, defined in <linux/mm.h>
706  *
707  * When getting pages from ZONE_DEVICE memory, the @ctx->pgmap caches
708  * the device's dev_pagemap metadata to avoid repeating expensive lookups.
709  *
710  * On output, the @ctx->page_mask is set according to the size of the page.
711  *
712  * Return: the mapped (struct page *), %NULL if no mapping exists, or
713  * an error pointer if there is a mapping to something not represented
714  * by a page descriptor (see also vm_normal_page()).
715  */
716 static struct page *follow_page_mask(struct vm_area_struct *vma,
717                               unsigned long address, unsigned int flags,
718                               struct follow_page_context *ctx)
719 {
720         pgd_t *pgd;
721         struct page *page;
722         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
723
724         ctx->page_mask = 0;
725
726         /* make this handle hugepd */
727         page = follow_huge_addr(mm, address, flags & FOLL_WRITE);
728         if (!IS_ERR(page)) {
729                 WARN_ON_ONCE(flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN));
730                 return page;
731         }
732
733         pgd = pgd_offset(mm, address);
734
735         if (pgd_none(*pgd) || unlikely(pgd_bad(*pgd)))
736                 return no_page_table(vma, flags);
737
738         if (pgd_huge(*pgd)) {
739                 page = follow_huge_pgd(mm, address, pgd, flags);
740                 if (page)
741                         return page;
742                 return no_page_table(vma, flags);
743         }
744         if (is_hugepd(__hugepd(pgd_val(*pgd)))) {
745                 page = follow_huge_pd(vma, address,
746                                       __hugepd(pgd_val(*pgd)), flags,
747                                       PGDIR_SHIFT);
748                 if (page)
749                         return page;
750                 return no_page_table(vma, flags);
751         }
752
753         return follow_p4d_mask(vma, address, pgd, flags, ctx);
754 }
755
756 struct page *follow_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long address,
757                          unsigned int foll_flags)
758 {
759         struct follow_page_context ctx = { NULL };
760         struct page *page;
761
762         page = follow_page_mask(vma, address, foll_flags, &ctx);
763         if (ctx.pgmap)
764                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
765         return page;
766 }
767
768 static int get_gate_page(struct mm_struct *mm, unsigned long address,
769                 unsigned int gup_flags, struct vm_area_struct **vma,
770                 struct page **page)
771 {
772         pgd_t *pgd;
773         p4d_t *p4d;
774         pud_t *pud;
775         pmd_t *pmd;
776         pte_t *pte;
777         int ret = -EFAULT;
778
779         /* user gate pages are read-only */
780         if (gup_flags & FOLL_WRITE)
781                 return -EFAULT;
782         if (address > TASK_SIZE)
783                 pgd = pgd_offset_k(address);
784         else
785                 pgd = pgd_offset_gate(mm, address);
786         if (pgd_none(*pgd))
787                 return -EFAULT;
788         p4d = p4d_offset(pgd, address);
789         if (p4d_none(*p4d))
790                 return -EFAULT;
791         pud = pud_offset(p4d, address);
792         if (pud_none(*pud))
793                 return -EFAULT;
794         pmd = pmd_offset(pud, address);
795         if (!pmd_present(*pmd))
796                 return -EFAULT;
797         VM_BUG_ON(pmd_trans_huge(*pmd));
798         pte = pte_offset_map(pmd, address);
799         if (pte_none(*pte))
800                 goto unmap;
801         *vma = get_gate_vma(mm);
802         if (!page)
803                 goto out;
804         *page = vm_normal_page(*vma, address, *pte);
805         if (!*page) {
806                 if ((gup_flags & FOLL_DUMP) || !is_zero_pfn(pte_pfn(*pte)))
807                         goto unmap;
808                 *page = pte_page(*pte);
809         }
810         if (unlikely(!try_grab_page(*page, gup_flags))) {
811                 ret = -ENOMEM;
812                 goto unmap;
813         }
814 out:
815         ret = 0;
816 unmap:
817         pte_unmap(pte);
818         return ret;
819 }
820
821 /*
822  * mmap_lock must be held on entry.  If @locked != NULL and *@flags
823  * does not include FOLL_NOWAIT, the mmap_lock may be released.  If it
824  * is, *@locked will be set to 0 and -EBUSY returned.
825  */
826 static int faultin_page(struct vm_area_struct *vma,
827                 unsigned long address, unsigned int *flags, int *locked)
828 {
829         unsigned int fault_flags = 0;
830         vm_fault_t ret;
831
832         /* mlock all present pages, but do not fault in new pages */
833         if ((*flags & (FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK)) == FOLL_MLOCK)
834                 return -ENOENT;
835         if (*flags & FOLL_WRITE)
836                 fault_flags |= FAULT_FLAG_WRITE;
837         if (*flags & FOLL_REMOTE)
838                 fault_flags |= FAULT_FLAG_REMOTE;
839         if (locked)
840                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
841         if (*flags & FOLL_NOWAIT)
842                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT;
843         if (*flags & FOLL_TRIED) {
844                 /*
845                  * Note: FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and FAULT_FLAG_TRIED
846                  * can co-exist
847                  */
848                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
849         }
850
851         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
852         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
853                 int err = vm_fault_to_errno(ret, *flags);
854
855                 if (err)
856                         return err;
857                 BUG();
858         }
859
860         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
861                 if (locked && !(fault_flags & FAULT_FLAG_RETRY_NOWAIT))
862                         *locked = 0;
863                 return -EBUSY;
864         }
865
866         /*
867          * The VM_FAULT_WRITE bit tells us that do_wp_page has broken COW when
868          * necessary, even if maybe_mkwrite decided not to set pte_write. We
869          * can thus safely do subsequent page lookups as if they were reads.
870          * But only do so when looping for pte_write is futile: in some cases
871          * userspace may also be wanting to write to the gotten user page,
872          * which a read fault here might prevent (a readonly page might get
873          * reCOWed by userspace write).
874          */
875         if ((ret & VM_FAULT_WRITE) && !(vma->vm_flags & VM_WRITE))
876                 *flags |= FOLL_COW;
877         return 0;
878 }
879
880 static int check_vma_flags(struct vm_area_struct *vma, unsigned long gup_flags)
881 {
882         vm_flags_t vm_flags = vma->vm_flags;
883         int write = (gup_flags & FOLL_WRITE);
884         int foreign = (gup_flags & FOLL_REMOTE);
885
886         if (vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
887                 return -EFAULT;
888
889         if (gup_flags & FOLL_ANON && !vma_is_anonymous(vma))
890                 return -EFAULT;
891
892         if ((gup_flags & FOLL_LONGTERM) && vma_is_fsdax(vma))
893                 return -EOPNOTSUPP;
894
895         if (write) {
896                 if (!(vm_flags & VM_WRITE)) {
897                         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
898                                 return -EFAULT;
899                         /*
900                          * We used to let the write,force case do COW in a
901                          * VM_MAYWRITE VM_SHARED !VM_WRITE vma, so ptrace could
902                          * set a breakpoint in a read-only mapping of an
903                          * executable, without corrupting the file (yet only
904                          * when that file had been opened for writing!).
905                          * Anon pages in shared mappings are surprising: now
906                          * just reject it.
907                          */
908                         if (!is_cow_mapping(vm_flags))
909                                 return -EFAULT;
910                 }
911         } else if (!(vm_flags & VM_READ)) {
912                 if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
913                         return -EFAULT;
914                 /*
915                  * Is there actually any vma we can reach here which does not
916                  * have VM_MAYREAD set?
917                  */
918                 if (!(vm_flags & VM_MAYREAD))
919                         return -EFAULT;
920         }
921         /*
922          * gups are always data accesses, not instruction
923          * fetches, so execute=false here
924          */
925         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
926                 return -EFAULT;
927         return 0;
928 }
929
930 /**
931  * __get_user_pages() - pin user pages in memory
932  * @mm:         mm_struct of target mm
933  * @start:      starting user address
934  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
935  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
936  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
937  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
938  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
939  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
940  *              Or NULL if the caller does not require them.
941  * @locked:     whether we're still with the mmap_lock held
942  *
943  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
944  * number requested), or an error. Details about the return value:
945  *
946  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
947  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
948  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
949  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
950  * -- 0 return value is possible when the fault would need to be retried.
951  *
952  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
953  *
954  * @vmas are valid only as long as mmap_lock is held.
955  *
956  * Must be called with mmap_lock held.  It may be released.  See below.
957  *
958  * __get_user_pages walks a process's page tables and takes a reference to
959  * each struct page that each user address corresponds to at a given
960  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
961  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
962  *
963  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
964  * __get_user_pages returns, and there may even be a completely different
965  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
966  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
967  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
968  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
969  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
970  * locks can't be held over the syscall boundary.
971  *
972  * If @gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If
973  * the page is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as
974  * appropriate) must be called after the page is finished with, and
975  * before put_page is called.
976  *
977  * If @locked != NULL, *@locked will be set to 0 when mmap_lock is
978  * released by an up_read().  That can happen if @gup_flags does not
979  * have FOLL_NOWAIT.
980  *
981  * A caller using such a combination of @locked and @gup_flags
982  * must therefore hold the mmap_lock for reading only, and recognize
983  * when it's been released.  Otherwise, it must be held for either
984  * reading or writing and will not be released.
985  *
986  * In most cases, get_user_pages or get_user_pages_fast should be used
987  * instead of __get_user_pages. __get_user_pages should be used only if
988  * you need some special @gup_flags.
989  */
990 static long __get_user_pages(struct mm_struct *mm,
991                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
992                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
993                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
994 {
995         long ret = 0, i = 0;
996         struct vm_area_struct *vma = NULL;
997         struct follow_page_context ctx = { NULL };
998
999         if (!nr_pages)
1000                 return 0;
1001
1002         start = untagged_addr(start);
1003
1004         VM_BUG_ON(!!pages != !!(gup_flags & (FOLL_GET | FOLL_PIN)));
1005
1006         /*
1007          * If FOLL_FORCE is set then do not force a full fault as the hinting
1008          * fault information is unrelated to the reference behaviour of a task
1009          * using the address space
1010          */
1011         if (!(gup_flags & FOLL_FORCE))
1012                 gup_flags |= FOLL_NUMA;
1013
1014         do {
1015                 struct page *page;
1016                 unsigned int foll_flags = gup_flags;
1017                 unsigned int page_increm;
1018
1019                 /* first iteration or cross vma bound */
1020                 if (!vma || start >= vma->vm_end) {
1021                         vma = find_extend_vma(mm, start);
1022                         if (!vma && in_gate_area(mm, start)) {
1023                                 ret = get_gate_page(mm, start & PAGE_MASK,
1024                                                 gup_flags, &vma,
1025                                                 pages ? &pages[i] : NULL);
1026                                 if (ret)
1027                                         goto out;
1028                                 ctx.page_mask = 0;
1029                                 goto next_page;
1030                         }
1031
1032                         if (!vma) {
1033                                 ret = -EFAULT;
1034                                 goto out;
1035                         }
1036                         ret = check_vma_flags(vma, gup_flags);
1037                         if (ret)
1038                                 goto out;
1039
1040                         if (is_vm_hugetlb_page(vma)) {
1041                                 i = follow_hugetlb_page(mm, vma, pages, vmas,
1042                                                 &start, &nr_pages, i,
1043                                                 gup_flags, locked);
1044                                 if (locked && *locked == 0) {
1045                                         /*
1046                                          * We've got a VM_FAULT_RETRY
1047                                          * and we've lost mmap_lock.
1048                                          * We must stop here.
1049                                          */
1050                                         BUG_ON(gup_flags & FOLL_NOWAIT);
1051                                         BUG_ON(ret != 0);
1052                                         goto out;
1053                                 }
1054                                 continue;
1055                         }
1056                 }
1057 retry:
1058                 /*
1059                  * If we have a pending SIGKILL, don't keep faulting pages and
1060                  * potentially allocating memory.
1061                  */
1062                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1063                         ret = -EINTR;
1064                         goto out;
1065                 }
1066                 cond_resched();
1067
1068                 page = follow_page_mask(vma, start, foll_flags, &ctx);
1069                 if (!page) {
1070                         ret = faultin_page(vma, start, &foll_flags, locked);
1071                         switch (ret) {
1072                         case 0:
1073                                 goto retry;
1074                         case -EBUSY:
1075                                 ret = 0;
1076                                 fallthrough;
1077                         case -EFAULT:
1078                         case -ENOMEM:
1079                         case -EHWPOISON:
1080                                 goto out;
1081                         case -ENOENT:
1082                                 goto next_page;
1083                         }
1084                         BUG();
1085                 } else if (PTR_ERR(page) == -EEXIST) {
1086                         /*
1087                          * Proper page table entry exists, but no corresponding
1088                          * struct page.
1089                          */
1090                         goto next_page;
1091                 } else if (IS_ERR(page)) {
1092                         ret = PTR_ERR(page);
1093                         goto out;
1094                 }
1095                 if (pages) {
1096                         pages[i] = page;
1097                         flush_anon_page(vma, page, start);
1098                         flush_dcache_page(page);
1099                         ctx.page_mask = 0;
1100                 }
1101 next_page:
1102                 if (vmas) {
1103                         vmas[i] = vma;
1104                         ctx.page_mask = 0;
1105                 }
1106                 page_increm = 1 + (~(start >> PAGE_SHIFT) & ctx.page_mask);
1107                 if (page_increm > nr_pages)
1108                         page_increm = nr_pages;
1109                 i += page_increm;
1110                 start += page_increm * PAGE_SIZE;
1111                 nr_pages -= page_increm;
1112         } while (nr_pages);
1113 out:
1114         if (ctx.pgmap)
1115                 put_dev_pagemap(ctx.pgmap);
1116         return i ? i : ret;
1117 }
1118
1119 static bool vma_permits_fault(struct vm_area_struct *vma,
1120                               unsigned int fault_flags)
1121 {
1122         bool write   = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_WRITE);
1123         bool foreign = !!(fault_flags & FAULT_FLAG_REMOTE);
1124         vm_flags_t vm_flags = write ? VM_WRITE : VM_READ;
1125
1126         if (!(vm_flags & vma->vm_flags))
1127                 return false;
1128
1129         /*
1130          * The architecture might have a hardware protection
1131          * mechanism other than read/write that can deny access.
1132          *
1133          * gup always represents data access, not instruction
1134          * fetches, so execute=false here:
1135          */
1136         if (!arch_vma_access_permitted(vma, write, false, foreign))
1137                 return false;
1138
1139         return true;
1140 }
1141
1142 /**
1143  * fixup_user_fault() - manually resolve a user page fault
1144  * @mm:         mm_struct of target mm
1145  * @address:    user address
1146  * @fault_flags:flags to pass down to handle_mm_fault()
1147  * @unlocked:   did we unlock the mmap_lock while retrying, maybe NULL if caller
1148  *              does not allow retry. If NULL, the caller must guarantee
1149  *              that fault_flags does not contain FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY.
1150  *
1151  * This is meant to be called in the specific scenario where for locking reasons
1152  * we try to access user memory in atomic context (within a pagefault_disable()
1153  * section), this returns -EFAULT, and we want to resolve the user fault before
1154  * trying again.
1155  *
1156  * Typically this is meant to be used by the futex code.
1157  *
1158  * The main difference with get_user_pages() is that this function will
1159  * unconditionally call handle_mm_fault() which will in turn perform all the
1160  * necessary SW fixup of the dirty and young bits in the PTE, while
1161  * get_user_pages() only guarantees to update these in the struct page.
1162  *
1163  * This is important for some architectures where those bits also gate the
1164  * access permission to the page because they are maintained in software.  On
1165  * such architectures, gup() will not be enough to make a subsequent access
1166  * succeed.
1167  *
1168  * This function will not return with an unlocked mmap_lock. So it has not the
1169  * same semantics wrt the @mm->mmap_lock as does filemap_fault().
1170  */
1171 int fixup_user_fault(struct mm_struct *mm,
1172                      unsigned long address, unsigned int fault_flags,
1173                      bool *unlocked)
1174 {
1175         struct vm_area_struct *vma;
1176         vm_fault_t ret, major = 0;
1177
1178         address = untagged_addr(address);
1179
1180         if (unlocked)
1181                 fault_flags |= FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY | FAULT_FLAG_KILLABLE;
1182
1183 retry:
1184         vma = find_extend_vma(mm, address);
1185         if (!vma || address < vma->vm_start)
1186                 return -EFAULT;
1187
1188         if (!vma_permits_fault(vma, fault_flags))
1189                 return -EFAULT;
1190
1191         if ((fault_flags & FAULT_FLAG_KILLABLE) &&
1192             fatal_signal_pending(current))
1193                 return -EINTR;
1194
1195         ret = handle_mm_fault(vma, address, fault_flags, NULL);
1196         major |= ret & VM_FAULT_MAJOR;
1197         if (ret & VM_FAULT_ERROR) {
1198                 int err = vm_fault_to_errno(ret, 0);
1199
1200                 if (err)
1201                         return err;
1202                 BUG();
1203         }
1204
1205         if (ret & VM_FAULT_RETRY) {
1206                 mmap_read_lock(mm);
1207                 *unlocked = true;
1208                 fault_flags |= FAULT_FLAG_TRIED;
1209                 goto retry;
1210         }
1211
1212         return 0;
1213 }
1214 EXPORT_SYMBOL_GPL(fixup_user_fault);
1215
1216 /*
1217  * Please note that this function, unlike __get_user_pages will not
1218  * return 0 for nr_pages > 0 without FOLL_NOWAIT
1219  */
1220 static __always_inline long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm,
1221                                                 unsigned long start,
1222                                                 unsigned long nr_pages,
1223                                                 struct page **pages,
1224                                                 struct vm_area_struct **vmas,
1225                                                 int *locked,
1226                                                 unsigned int flags)
1227 {
1228         long ret, pages_done;
1229         bool lock_dropped;
1230
1231         if (locked) {
1232                 /* if VM_FAULT_RETRY can be returned, vmas become invalid */
1233                 BUG_ON(vmas);
1234                 /* check caller initialized locked */
1235                 BUG_ON(*locked != 1);
1236         }
1237
1238         if (flags & FOLL_PIN)
1239                 atomic_set(&mm->has_pinned, 1);
1240
1241         /*
1242          * FOLL_PIN and FOLL_GET are mutually exclusive. Traditional behavior
1243          * is to set FOLL_GET if the caller wants pages[] filled in (but has
1244          * carelessly failed to specify FOLL_GET), so keep doing that, but only
1245          * for FOLL_GET, not for the newer FOLL_PIN.
1246          *
1247          * FOLL_PIN always expects pages to be non-null, but no need to assert
1248          * that here, as any failures will be obvious enough.
1249          */
1250         if (pages && !(flags & FOLL_PIN))
1251                 flags |= FOLL_GET;
1252
1253         pages_done = 0;
1254         lock_dropped = false;
1255         for (;;) {
1256                 ret = __get_user_pages(mm, start, nr_pages, flags, pages,
1257                                        vmas, locked);
1258                 if (!locked)
1259                         /* VM_FAULT_RETRY couldn't trigger, bypass */
1260                         return ret;
1261
1262                 /* VM_FAULT_RETRY cannot return errors */
1263                 if (!*locked) {
1264                         BUG_ON(ret < 0);
1265                         BUG_ON(ret >= nr_pages);
1266                 }
1267
1268                 if (ret > 0) {
1269                         nr_pages -= ret;
1270                         pages_done += ret;
1271                         if (!nr_pages)
1272                                 break;
1273                 }
1274                 if (*locked) {
1275                         /*
1276                          * VM_FAULT_RETRY didn't trigger or it was a
1277                          * FOLL_NOWAIT.
1278                          */
1279                         if (!pages_done)
1280                                 pages_done = ret;
1281                         break;
1282                 }
1283                 /*
1284                  * VM_FAULT_RETRY triggered, so seek to the faulting offset.
1285                  * For the prefault case (!pages) we only update counts.
1286                  */
1287                 if (likely(pages))
1288                         pages += ret;
1289                 start += ret << PAGE_SHIFT;
1290                 lock_dropped = true;
1291
1292 retry:
1293                 /*
1294                  * Repeat on the address that fired VM_FAULT_RETRY
1295                  * with both FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY and
1296                  * FAULT_FLAG_TRIED.  Note that GUP can be interrupted
1297                  * by fatal signals, so we need to check it before we
1298                  * start trying again otherwise it can loop forever.
1299                  */
1300
1301                 if (fatal_signal_pending(current)) {
1302                         if (!pages_done)
1303                                 pages_done = -EINTR;
1304                         break;
1305                 }
1306
1307                 ret = mmap_read_lock_killable(mm);
1308                 if (ret) {
1309                         BUG_ON(ret > 0);
1310                         if (!pages_done)
1311                                 pages_done = ret;
1312                         break;
1313                 }
1314
1315                 *locked = 1;
1316                 ret = __get_user_pages(mm, start, 1, flags | FOLL_TRIED,
1317                                        pages, NULL, locked);
1318                 if (!*locked) {
1319                         /* Continue to retry until we succeeded */
1320                         BUG_ON(ret != 0);
1321                         goto retry;
1322                 }
1323                 if (ret != 1) {
1324                         BUG_ON(ret > 1);
1325                         if (!pages_done)
1326                                 pages_done = ret;
1327                         break;
1328                 }
1329                 nr_pages--;
1330                 pages_done++;
1331                 if (!nr_pages)
1332                         break;
1333                 if (likely(pages))
1334                         pages++;
1335                 start += PAGE_SIZE;
1336         }
1337         if (lock_dropped && *locked) {
1338                 /*
1339                  * We must let the caller know we temporarily dropped the lock
1340                  * and so the critical section protected by it was lost.
1341                  */
1342                 mmap_read_unlock(mm);
1343                 *locked = 0;
1344         }
1345         return pages_done;
1346 }
1347
1348 /**
1349  * populate_vma_page_range() -  populate a range of pages in the vma.
1350  * @vma:   target vma
1351  * @start: start address
1352  * @end:   end address
1353  * @locked: whether the mmap_lock is still held
1354  *
1355  * This takes care of mlocking the pages too if VM_LOCKED is set.
1356  *
1357  * Return either number of pages pinned in the vma, or a negative error
1358  * code on error.
1359  *
1360  * vma->vm_mm->mmap_lock must be held.
1361  *
1362  * If @locked is NULL, it may be held for read or write and will
1363  * be unperturbed.
1364  *
1365  * If @locked is non-NULL, it must held for read only and may be
1366  * released.  If it's released, *@locked will be set to 0.
1367  */
1368 long populate_vma_page_range(struct vm_area_struct *vma,
1369                 unsigned long start, unsigned long end, int *locked)
1370 {
1371         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
1372         unsigned long nr_pages = (end - start) / PAGE_SIZE;
1373         int gup_flags;
1374
1375         VM_BUG_ON(start & ~PAGE_MASK);
1376         VM_BUG_ON(end   & ~PAGE_MASK);
1377         VM_BUG_ON_VMA(start < vma->vm_start, vma);
1378         VM_BUG_ON_VMA(end   > vma->vm_end, vma);
1379         mmap_assert_locked(mm);
1380
1381         gup_flags = FOLL_TOUCH | FOLL_POPULATE | FOLL_MLOCK;
1382         if (vma->vm_flags & VM_LOCKONFAULT)
1383                 gup_flags &= ~FOLL_POPULATE;
1384         /*
1385          * We want to touch writable mappings with a write fault in order
1386          * to break COW, except for shared mappings because these don't COW
1387          * and we would not want to dirty them for nothing.
1388          */
1389         if ((vma->vm_flags & (VM_WRITE | VM_SHARED)) == VM_WRITE)
1390                 gup_flags |= FOLL_WRITE;
1391
1392         /*
1393          * We want mlock to succeed for regions that have any permissions
1394          * other than PROT_NONE.
1395          */
1396         if (vma_is_accessible(vma))
1397                 gup_flags |= FOLL_FORCE;
1398
1399         /*
1400          * We made sure addr is within a VMA, so the following will
1401          * not result in a stack expansion that recurses back here.
1402          */
1403         return __get_user_pages(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1404                                 NULL, NULL, locked);
1405 }
1406
1407 /*
1408  * __mm_populate - populate and/or mlock pages within a range of address space.
1409  *
1410  * This is used to implement mlock() and the MAP_POPULATE / MAP_LOCKED mmap
1411  * flags. VMAs must be already marked with the desired vm_flags, and
1412  * mmap_lock must not be held.
1413  */
1414 int __mm_populate(unsigned long start, unsigned long len, int ignore_errors)
1415 {
1416         struct mm_struct *mm = current->mm;
1417         unsigned long end, nstart, nend;
1418         struct vm_area_struct *vma = NULL;
1419         int locked = 0;
1420         long ret = 0;
1421
1422         end = start + len;
1423
1424         for (nstart = start; nstart < end; nstart = nend) {
1425                 /*
1426                  * We want to fault in pages for [nstart; end) address range.
1427                  * Find first corresponding VMA.
1428                  */
1429                 if (!locked) {
1430                         locked = 1;
1431                         mmap_read_lock(mm);
1432                         vma = find_vma(mm, nstart);
1433                 } else if (nstart >= vma->vm_end)
1434                         vma = vma->vm_next;
1435                 if (!vma || vma->vm_start >= end)
1436                         break;
1437                 /*
1438                  * Set [nstart; nend) to intersection of desired address
1439                  * range with the first VMA. Also, skip undesirable VMA types.
1440                  */
1441                 nend = min(end, vma->vm_end);
1442                 if (vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP))
1443                         continue;
1444                 if (nstart < vma->vm_start)
1445                         nstart = vma->vm_start;
1446                 /*
1447                  * Now fault in a range of pages. populate_vma_page_range()
1448                  * double checks the vma flags, so that it won't mlock pages
1449                  * if the vma was already munlocked.
1450                  */
1451                 ret = populate_vma_page_range(vma, nstart, nend, &locked);
1452                 if (ret < 0) {
1453                         if (ignore_errors) {
1454                                 ret = 0;
1455                                 continue;       /* continue at next VMA */
1456                         }
1457                         break;
1458                 }
1459                 nend = nstart + ret * PAGE_SIZE;
1460                 ret = 0;
1461         }
1462         if (locked)
1463                 mmap_read_unlock(mm);
1464         return ret;     /* 0 or negative error code */
1465 }
1466 #else /* CONFIG_MMU */
1467 static long __get_user_pages_locked(struct mm_struct *mm, unsigned long start,
1468                 unsigned long nr_pages, struct page **pages,
1469                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked,
1470                 unsigned int foll_flags)
1471 {
1472         struct vm_area_struct *vma;
1473         unsigned long vm_flags;
1474         int i;
1475
1476         /* calculate required read or write permissions.
1477          * If FOLL_FORCE is set, we only require the "MAY" flags.
1478          */
1479         vm_flags  = (foll_flags & FOLL_WRITE) ?
1480                         (VM_WRITE | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_MAYREAD);
1481         vm_flags &= (foll_flags & FOLL_FORCE) ?
1482                         (VM_MAYREAD | VM_MAYWRITE) : (VM_READ | VM_WRITE);
1483
1484         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
1485                 vma = find_vma(mm, start);
1486                 if (!vma)
1487                         goto finish_or_fault;
1488
1489                 /* protect what we can, including chardevs */
1490                 if ((vma->vm_flags & (VM_IO | VM_PFNMAP)) ||
1491                     !(vm_flags & vma->vm_flags))
1492                         goto finish_or_fault;
1493
1494                 if (pages) {
1495                         pages[i] = virt_to_page(start);
1496                         if (pages[i])
1497                                 get_page(pages[i]);
1498                 }
1499                 if (vmas)
1500                         vmas[i] = vma;
1501                 start = (start + PAGE_SIZE) & PAGE_MASK;
1502         }
1503
1504         return i;
1505
1506 finish_or_fault:
1507         return i ? : -EFAULT;
1508 }
1509 #endif /* !CONFIG_MMU */
1510
1511 /**
1512  * get_dump_page() - pin user page in memory while writing it to core dump
1513  * @addr: user address
1514  *
1515  * Returns struct page pointer of user page pinned for dump,
1516  * to be freed afterwards by put_page().
1517  *
1518  * Returns NULL on any kind of failure - a hole must then be inserted into
1519  * the corefile, to preserve alignment with its headers; and also returns
1520  * NULL wherever the ZERO_PAGE, or an anonymous pte_none, has been found -
1521  * allowing a hole to be left in the corefile to save diskspace.
1522  *
1523  * Called without mmap_lock (takes and releases the mmap_lock by itself).
1524  */
1525 #ifdef CONFIG_ELF_CORE
1526 struct page *get_dump_page(unsigned long addr)
1527 {
1528         struct mm_struct *mm = current->mm;
1529         struct page *page;
1530         int locked = 1;
1531         int ret;
1532
1533         if (mmap_read_lock_killable(mm))
1534                 return NULL;
1535         ret = __get_user_pages_locked(mm, addr, 1, &page, NULL, &locked,
1536                                       FOLL_FORCE | FOLL_DUMP | FOLL_GET);
1537         if (locked)
1538                 mmap_read_unlock(mm);
1539         return (ret == 1) ? page : NULL;
1540 }
1541 #endif /* CONFIG_ELF_CORE */
1542
1543 #ifdef CONFIG_CMA
1544 static long check_and_migrate_cma_pages(struct mm_struct *mm,
1545                                         unsigned long start,
1546                                         unsigned long nr_pages,
1547                                         struct page **pages,
1548                                         struct vm_area_struct **vmas,
1549                                         unsigned int gup_flags)
1550 {
1551         unsigned long i;
1552         unsigned long step;
1553         bool drain_allow = true;
1554         bool migrate_allow = true;
1555         LIST_HEAD(cma_page_list);
1556         long ret = nr_pages;
1557         struct migration_target_control mtc = {
1558                 .nid = NUMA_NO_NODE,
1559                 .gfp_mask = GFP_USER | __GFP_MOVABLE | __GFP_NOWARN,
1560         };
1561
1562 check_again:
1563         for (i = 0; i < nr_pages;) {
1564
1565                 struct page *head = compound_head(pages[i]);
1566
1567                 /*
1568                  * gup may start from a tail page. Advance step by the left
1569                  * part.
1570                  */
1571                 step = compound_nr(head) - (pages[i] - head);
1572                 /*
1573                  * If we get a page from the CMA zone, since we are going to
1574                  * be pinning these entries, we might as well move them out
1575                  * of the CMA zone if possible.
1576                  */
1577                 if (is_migrate_cma_page(head)) {
1578                         if (PageHuge(head))
1579                                 isolate_huge_page(head, &cma_page_list);
1580                         else {
1581                                 if (!PageLRU(head) && drain_allow) {
1582                                         lru_add_drain_all();
1583                                         drain_allow = false;
1584                                 }
1585
1586                                 if (!isolate_lru_page(head)) {
1587                                         list_add_tail(&head->lru, &cma_page_list);
1588                                         mod_node_page_state(page_pgdat(head),
1589                                                             NR_ISOLATED_ANON +
1590                                                             page_is_file_lru(head),
1591                                                             thp_nr_pages(head));
1592                                 }
1593                         }
1594                 }
1595
1596                 i += step;
1597         }
1598
1599         if (!list_empty(&cma_page_list)) {
1600                 /*
1601                  * drop the above get_user_pages reference.
1602                  */
1603                 if (gup_flags & FOLL_PIN)
1604                         unpin_user_pages(pages, nr_pages);
1605                 else
1606                         for (i = 0; i < nr_pages; i++)
1607                                 put_page(pages[i]);
1608
1609                 if (migrate_pages(&cma_page_list, alloc_migration_target, NULL,
1610                         (unsigned long)&mtc, MIGRATE_SYNC, MR_CONTIG_RANGE)) {
1611                         /*
1612                          * some of the pages failed migration. Do get_user_pages
1613                          * without migration.
1614                          */
1615                         migrate_allow = false;
1616
1617                         if (!list_empty(&cma_page_list))
1618                                 putback_movable_pages(&cma_page_list);
1619                 }
1620                 /*
1621                  * We did migrate all the pages, Try to get the page references
1622                  * again migrating any new CMA pages which we failed to isolate
1623                  * earlier.
1624                  */
1625                 ret = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages,
1626                                                    pages, vmas, NULL,
1627                                                    gup_flags);
1628
1629                 if ((ret > 0) && migrate_allow) {
1630                         nr_pages = ret;
1631                         drain_allow = true;
1632                         goto check_again;
1633                 }
1634         }
1635
1636         return ret;
1637 }
1638 #else
1639 static long check_and_migrate_cma_pages(struct mm_struct *mm,
1640                                         unsigned long start,
1641                                         unsigned long nr_pages,
1642                                         struct page **pages,
1643                                         struct vm_area_struct **vmas,
1644                                         unsigned int gup_flags)
1645 {
1646         return nr_pages;
1647 }
1648 #endif /* CONFIG_CMA */
1649
1650 /*
1651  * __gup_longterm_locked() is a wrapper for __get_user_pages_locked which
1652  * allows us to process the FOLL_LONGTERM flag.
1653  */
1654 static long __gup_longterm_locked(struct mm_struct *mm,
1655                                   unsigned long start,
1656                                   unsigned long nr_pages,
1657                                   struct page **pages,
1658                                   struct vm_area_struct **vmas,
1659                                   unsigned int gup_flags)
1660 {
1661         unsigned long flags = 0;
1662         long rc;
1663
1664         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM)
1665                 flags = memalloc_nocma_save();
1666
1667         rc = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, vmas, NULL,
1668                                      gup_flags);
1669
1670         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1671                 if (rc > 0)
1672                         rc = check_and_migrate_cma_pages(mm, start, rc, pages,
1673                                                          vmas, gup_flags);
1674                 memalloc_nocma_restore(flags);
1675         }
1676         return rc;
1677 }
1678
1679 static bool is_valid_gup_flags(unsigned int gup_flags)
1680 {
1681         /*
1682          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
1683          * never directly by the caller, so enforce that with an assertion:
1684          */
1685         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
1686                 return false;
1687         /*
1688          * FOLL_PIN is a prerequisite to FOLL_LONGTERM. Another way of saying
1689          * that is, FOLL_LONGTERM is a specific case, more restrictive case of
1690          * FOLL_PIN.
1691          */
1692         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
1693                 return false;
1694
1695         return true;
1696 }
1697
1698 #ifdef CONFIG_MMU
1699 static long __get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1700                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1701                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1702                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1703 {
1704         /*
1705          * Parts of FOLL_LONGTERM behavior are incompatible with
1706          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
1707          * vmas. However, this only comes up if locked is set, and there are
1708          * callers that do request FOLL_LONGTERM, but do not set locked. So,
1709          * allow what we can.
1710          */
1711         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
1712                 if (WARN_ON_ONCE(locked))
1713                         return -EINVAL;
1714                 /*
1715                  * This will check the vmas (even if our vmas arg is NULL)
1716                  * and return -ENOTSUPP if DAX isn't allowed in this case:
1717                  */
1718                 return __gup_longterm_locked(mm, start, nr_pages, pages,
1719                                              vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH |
1720                                              FOLL_REMOTE);
1721         }
1722
1723         return __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, vmas,
1724                                        locked,
1725                                        gup_flags | FOLL_TOUCH | FOLL_REMOTE);
1726 }
1727
1728 /**
1729  * get_user_pages_remote() - pin user pages in memory
1730  * @mm:         mm_struct of target mm
1731  * @start:      starting user address
1732  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1733  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
1734  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1735  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1736  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1737  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
1738  *              Or NULL if the caller does not require them.
1739  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
1740  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
1741  *              utilised. Lock must initially be held.
1742  *
1743  * Returns either number of pages pinned (which may be less than the
1744  * number requested), or an error. Details about the return value:
1745  *
1746  * -- If nr_pages is 0, returns 0.
1747  * -- If nr_pages is >0, but no pages were pinned, returns -errno.
1748  * -- If nr_pages is >0, and some pages were pinned, returns the number of
1749  *    pages pinned. Again, this may be less than nr_pages.
1750  *
1751  * The caller is responsible for releasing returned @pages, via put_page().
1752  *
1753  * @vmas are valid only as long as mmap_lock is held.
1754  *
1755  * Must be called with mmap_lock held for read or write.
1756  *
1757  * get_user_pages_remote walks a process's page tables and takes a reference
1758  * to each struct page that each user address corresponds to at a given
1759  * instant. That is, it takes the page that would be accessed if a user
1760  * thread accesses the given user virtual address at that instant.
1761  *
1762  * This does not guarantee that the page exists in the user mappings when
1763  * get_user_pages_remote returns, and there may even be a completely different
1764  * page there in some cases (eg. if mmapped pagecache has been invalidated
1765  * and subsequently re faulted). However it does guarantee that the page
1766  * won't be freed completely. And mostly callers simply care that the page
1767  * contains data that was valid *at some point in time*. Typically, an IO
1768  * or similar operation cannot guarantee anything stronger anyway because
1769  * locks can't be held over the syscall boundary.
1770  *
1771  * If gup_flags & FOLL_WRITE == 0, the page must not be written to. If the page
1772  * is written to, set_page_dirty (or set_page_dirty_lock, as appropriate) must
1773  * be called after the page is finished with, and before put_page is called.
1774  *
1775  * get_user_pages_remote is typically used for fewer-copy IO operations,
1776  * to get a handle on the memory by some means other than accesses
1777  * via the user virtual addresses. The pages may be submitted for
1778  * DMA to devices or accessed via their kernel linear mapping (via the
1779  * kmap APIs). Care should be taken to use the correct cache flushing APIs.
1780  *
1781  * See also get_user_pages_fast, for performance critical applications.
1782  *
1783  * get_user_pages_remote should be phased out in favor of
1784  * get_user_pages_locked|unlocked or get_user_pages_fast. Nothing
1785  * should use get_user_pages_remote because it cannot pass
1786  * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY to handle_mm_fault.
1787  */
1788 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1789                 unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1790                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1791                 struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1792 {
1793         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
1794                 return -EINVAL;
1795
1796         return __get_user_pages_remote(mm, start, nr_pages, gup_flags,
1797                                        pages, vmas, locked);
1798 }
1799 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_remote);
1800
1801 #else /* CONFIG_MMU */
1802 long get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1803                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1804                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1805                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1806 {
1807         return 0;
1808 }
1809
1810 static long __get_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
1811                                     unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1812                                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1813                                     struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
1814 {
1815         return 0;
1816 }
1817 #endif /* !CONFIG_MMU */
1818
1819 /**
1820  * get_user_pages() - pin user pages in memory
1821  * @start:      starting user address
1822  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1823  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
1824  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1825  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1826  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1827  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
1828  *              Or NULL if the caller does not require them.
1829  *
1830  * This is the same as get_user_pages_remote(), just with a less-flexible
1831  * calling convention where we assume that the mm being operated on belongs to
1832  * the current task, and doesn't allow passing of a locked parameter.  We also
1833  * obviously don't pass FOLL_REMOTE in here.
1834  */
1835 long get_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1836                 unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1837                 struct vm_area_struct **vmas)
1838 {
1839         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
1840                 return -EINVAL;
1841
1842         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages,
1843                                      pages, vmas, gup_flags | FOLL_TOUCH);
1844 }
1845 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages);
1846
1847 /**
1848  * get_user_pages_locked() - variant of get_user_pages()
1849  *
1850  * @start:      starting user address
1851  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
1852  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
1853  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
1854  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
1855  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
1856  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
1857  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
1858  *              utilised. Lock must initially be held.
1859  *
1860  * It is suitable to replace the form:
1861  *
1862  *      mmap_read_lock(mm);
1863  *      do_something()
1864  *      get_user_pages(mm, ..., pages, NULL);
1865  *      mmap_read_unlock(mm);
1866  *
1867  *  to:
1868  *
1869  *      int locked = 1;
1870  *      mmap_read_lock(mm);
1871  *      do_something()
1872  *      get_user_pages_locked(mm, ..., pages, &locked);
1873  *      if (locked)
1874  *          mmap_read_unlock(mm);
1875  *
1876  * We can leverage the VM_FAULT_RETRY functionality in the page fault
1877  * paths better by using either get_user_pages_locked() or
1878  * get_user_pages_unlocked().
1879  *
1880  */
1881 long get_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1882                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
1883                            int *locked)
1884 {
1885         /*
1886          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
1887          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
1888          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
1889          * disallow this option for now.
1890          */
1891         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
1892                 return -EINVAL;
1893         /*
1894          * FOLL_PIN must only be set internally by the pin_user_pages*() APIs,
1895          * never directly by the caller, so enforce that:
1896          */
1897         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_PIN))
1898                 return -EINVAL;
1899
1900         return __get_user_pages_locked(current->mm, start, nr_pages,
1901                                        pages, NULL, locked,
1902                                        gup_flags | FOLL_TOUCH);
1903 }
1904 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_locked);
1905
1906 /*
1907  * get_user_pages_unlocked() is suitable to replace the form:
1908  *
1909  *      mmap_read_lock(mm);
1910  *      get_user_pages(mm, ..., pages, NULL);
1911  *      mmap_read_unlock(mm);
1912  *
1913  *  with:
1914  *
1915  *      get_user_pages_unlocked(mm, ..., pages);
1916  *
1917  * It is functionally equivalent to get_user_pages_fast so
1918  * get_user_pages_fast should be used instead if specific gup_flags
1919  * (e.g. FOLL_FORCE) are not required.
1920  */
1921 long get_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
1922                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
1923 {
1924         struct mm_struct *mm = current->mm;
1925         int locked = 1;
1926         long ret;
1927
1928         /*
1929          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
1930          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
1931          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
1932          * disallow this option for now.
1933          */
1934         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
1935                 return -EINVAL;
1936
1937         mmap_read_lock(mm);
1938         ret = __get_user_pages_locked(mm, start, nr_pages, pages, NULL,
1939                                       &locked, gup_flags | FOLL_TOUCH);
1940         if (locked)
1941                 mmap_read_unlock(mm);
1942         return ret;
1943 }
1944 EXPORT_SYMBOL(get_user_pages_unlocked);
1945
1946 /*
1947  * Fast GUP
1948  *
1949  * get_user_pages_fast attempts to pin user pages by walking the page
1950  * tables directly and avoids taking locks. Thus the walker needs to be
1951  * protected from page table pages being freed from under it, and should
1952  * block any THP splits.
1953  *
1954  * One way to achieve this is to have the walker disable interrupts, and
1955  * rely on IPIs from the TLB flushing code blocking before the page table
1956  * pages are freed. This is unsuitable for architectures that do not need
1957  * to broadcast an IPI when invalidating TLBs.
1958  *
1959  * Another way to achieve this is to batch up page table containing pages
1960  * belonging to more than one mm_user, then rcu_sched a callback to free those
1961  * pages. Disabling interrupts will allow the fast_gup walker to both block
1962  * the rcu_sched callback, and an IPI that we broadcast for splitting THPs
1963  * (which is a relatively rare event). The code below adopts this strategy.
1964  *
1965  * Before activating this code, please be aware that the following assumptions
1966  * are currently made:
1967  *
1968  *  *) Either MMU_GATHER_RCU_TABLE_FREE is enabled, and tlb_remove_table() is used to
1969  *  free pages containing page tables or TLB flushing requires IPI broadcast.
1970  *
1971  *  *) ptes can be read atomically by the architecture.
1972  *
1973  *  *) access_ok is sufficient to validate userspace address ranges.
1974  *
1975  * The last two assumptions can be relaxed by the addition of helper functions.
1976  *
1977  * This code is based heavily on the PowerPC implementation by Nick Piggin.
1978  */
1979 #ifdef CONFIG_HAVE_FAST_GUP
1980
1981 static void __maybe_unused undo_dev_pagemap(int *nr, int nr_start,
1982                                             unsigned int flags,
1983                                             struct page **pages)
1984 {
1985         while ((*nr) - nr_start) {
1986                 struct page *page = pages[--(*nr)];
1987
1988                 ClearPageReferenced(page);
1989                 if (flags & FOLL_PIN)
1990                         unpin_user_page(page);
1991                 else
1992                         put_page(page);
1993         }
1994 }
1995
1996 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL
1997 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
1998                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
1999 {
2000         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2001         int nr_start = *nr, ret = 0;
2002         pte_t *ptep, *ptem;
2003
2004         ptem = ptep = pte_offset_map(&pmd, addr);
2005         do {
2006                 pte_t pte = ptep_get_lockless(ptep);
2007                 struct page *head, *page;
2008
2009                 /*
2010                  * Similar to the PMD case below, NUMA hinting must take slow
2011                  * path using the pte_protnone check.
2012                  */
2013                 if (pte_protnone(pte))
2014                         goto pte_unmap;
2015
2016                 if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2017                         goto pte_unmap;
2018
2019                 if (pte_devmap(pte)) {
2020                         if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2021                                 goto pte_unmap;
2022
2023                         pgmap = get_dev_pagemap(pte_pfn(pte), pgmap);
2024                         if (unlikely(!pgmap)) {
2025                                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2026                                 goto pte_unmap;
2027                         }
2028                 } else if (pte_special(pte))
2029                         goto pte_unmap;
2030
2031                 VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2032                 page = pte_page(pte);
2033
2034                 head = try_grab_compound_head(page, 1, flags);
2035                 if (!head)
2036                         goto pte_unmap;
2037
2038                 if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2039                         put_compound_head(head, 1, flags);
2040                         goto pte_unmap;
2041                 }
2042
2043                 VM_BUG_ON_PAGE(compound_head(page) != head, page);
2044
2045                 /*
2046                  * We need to make the page accessible if and only if we are
2047                  * going to access its content (the FOLL_PIN case).  Please
2048                  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for
2049                  * details.
2050                  */
2051                 if (flags & FOLL_PIN) {
2052                         ret = arch_make_page_accessible(page);
2053                         if (ret) {
2054                                 unpin_user_page(page);
2055                                 goto pte_unmap;
2056                         }
2057                 }
2058                 SetPageReferenced(page);
2059                 pages[*nr] = page;
2060                 (*nr)++;
2061
2062         } while (ptep++, addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2063
2064         ret = 1;
2065
2066 pte_unmap:
2067         if (pgmap)
2068                 put_dev_pagemap(pgmap);
2069         pte_unmap(ptem);
2070         return ret;
2071 }
2072 #else
2073
2074 /*
2075  * If we can't determine whether or not a pte is special, then fail immediately
2076  * for ptes. Note, we can still pin HugeTLB and THP as these are guaranteed not
2077  * to be special.
2078  *
2079  * For a futex to be placed on a THP tail page, get_futex_key requires a
2080  * get_user_pages_fast_only implementation that can pin pages. Thus it's still
2081  * useful to have gup_huge_pmd even if we can't operate on ptes.
2082  */
2083 static int gup_pte_range(pmd_t pmd, unsigned long addr, unsigned long end,
2084                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2085 {
2086         return 0;
2087 }
2088 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_PTE_SPECIAL */
2089
2090 #if defined(CONFIG_ARCH_HAS_PTE_DEVMAP) && defined(CONFIG_TRANSPARENT_HUGEPAGE)
2091 static int __gup_device_huge(unsigned long pfn, unsigned long addr,
2092                              unsigned long end, unsigned int flags,
2093                              struct page **pages, int *nr)
2094 {
2095         int nr_start = *nr;
2096         struct dev_pagemap *pgmap = NULL;
2097
2098         do {
2099                 struct page *page = pfn_to_page(pfn);
2100
2101                 pgmap = get_dev_pagemap(pfn, pgmap);
2102                 if (unlikely(!pgmap)) {
2103                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2104                         return 0;
2105                 }
2106                 SetPageReferenced(page);
2107                 pages[*nr] = page;
2108                 if (unlikely(!try_grab_page(page, flags))) {
2109                         undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2110                         return 0;
2111                 }
2112                 (*nr)++;
2113                 pfn++;
2114         } while (addr += PAGE_SIZE, addr != end);
2115
2116         if (pgmap)
2117                 put_dev_pagemap(pgmap);
2118         return 1;
2119 }
2120
2121 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2122                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2123                                  struct page **pages, int *nr)
2124 {
2125         unsigned long fault_pfn;
2126         int nr_start = *nr;
2127
2128         fault_pfn = pmd_pfn(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2129         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2130                 return 0;
2131
2132         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2133                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2134                 return 0;
2135         }
2136         return 1;
2137 }
2138
2139 static int __gup_device_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2140                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2141                                  struct page **pages, int *nr)
2142 {
2143         unsigned long fault_pfn;
2144         int nr_start = *nr;
2145
2146         fault_pfn = pud_pfn(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2147         if (!__gup_device_huge(fault_pfn, addr, end, flags, pages, nr))
2148                 return 0;
2149
2150         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2151                 undo_dev_pagemap(nr, nr_start, flags, pages);
2152                 return 0;
2153         }
2154         return 1;
2155 }
2156 #else
2157 static int __gup_device_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2158                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2159                                  struct page **pages, int *nr)
2160 {
2161         BUILD_BUG();
2162         return 0;
2163 }
2164
2165 static int __gup_device_huge_pud(pud_t pud, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2166                                  unsigned long end, unsigned int flags,
2167                                  struct page **pages, int *nr)
2168 {
2169         BUILD_BUG();
2170         return 0;
2171 }
2172 #endif
2173
2174 static int record_subpages(struct page *page, unsigned long addr,
2175                            unsigned long end, struct page **pages)
2176 {
2177         int nr;
2178
2179         for (nr = 0; addr != end; addr += PAGE_SIZE)
2180                 pages[nr++] = page++;
2181
2182         return nr;
2183 }
2184
2185 #ifdef CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD
2186 static unsigned long hugepte_addr_end(unsigned long addr, unsigned long end,
2187                                       unsigned long sz)
2188 {
2189         unsigned long __boundary = (addr + sz) & ~(sz-1);
2190         return (__boundary - 1 < end - 1) ? __boundary : end;
2191 }
2192
2193 static int gup_hugepte(pte_t *ptep, unsigned long sz, unsigned long addr,
2194                        unsigned long end, unsigned int flags,
2195                        struct page **pages, int *nr)
2196 {
2197         unsigned long pte_end;
2198         struct page *head, *page;
2199         pte_t pte;
2200         int refs;
2201
2202         pte_end = (addr + sz) & ~(sz-1);
2203         if (pte_end < end)
2204                 end = pte_end;
2205
2206         pte = huge_ptep_get(ptep);
2207
2208         if (!pte_access_permitted(pte, flags & FOLL_WRITE))
2209                 return 0;
2210
2211         /* hugepages are never "special" */
2212         VM_BUG_ON(!pfn_valid(pte_pfn(pte)));
2213
2214         head = pte_page(pte);
2215         page = head + ((addr & (sz-1)) >> PAGE_SHIFT);
2216         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2217
2218         head = try_grab_compound_head(head, refs, flags);
2219         if (!head)
2220                 return 0;
2221
2222         if (unlikely(pte_val(pte) != pte_val(*ptep))) {
2223                 put_compound_head(head, refs, flags);
2224                 return 0;
2225         }
2226
2227         *nr += refs;
2228         SetPageReferenced(head);
2229         return 1;
2230 }
2231
2232 static int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2233                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2234                 struct page **pages, int *nr)
2235 {
2236         pte_t *ptep;
2237         unsigned long sz = 1UL << hugepd_shift(hugepd);
2238         unsigned long next;
2239
2240         ptep = hugepte_offset(hugepd, addr, pdshift);
2241         do {
2242                 next = hugepte_addr_end(addr, end, sz);
2243                 if (!gup_hugepte(ptep, sz, addr, end, flags, pages, nr))
2244                         return 0;
2245         } while (ptep++, addr = next, addr != end);
2246
2247         return 1;
2248 }
2249 #else
2250 static inline int gup_huge_pd(hugepd_t hugepd, unsigned long addr,
2251                 unsigned int pdshift, unsigned long end, unsigned int flags,
2252                 struct page **pages, int *nr)
2253 {
2254         return 0;
2255 }
2256 #endif /* CONFIG_ARCH_HAS_HUGEPD */
2257
2258 static int gup_huge_pmd(pmd_t orig, pmd_t *pmdp, unsigned long addr,
2259                         unsigned long end, unsigned int flags,
2260                         struct page **pages, int *nr)
2261 {
2262         struct page *head, *page;
2263         int refs;
2264
2265         if (!pmd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2266                 return 0;
2267
2268         if (pmd_devmap(orig)) {
2269                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2270                         return 0;
2271                 return __gup_device_huge_pmd(orig, pmdp, addr, end, flags,
2272                                              pages, nr);
2273         }
2274
2275         page = pmd_page(orig) + ((addr & ~PMD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2276         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2277
2278         head = try_grab_compound_head(pmd_page(orig), refs, flags);
2279         if (!head)
2280                 return 0;
2281
2282         if (unlikely(pmd_val(orig) != pmd_val(*pmdp))) {
2283                 put_compound_head(head, refs, flags);
2284                 return 0;
2285         }
2286
2287         *nr += refs;
2288         SetPageReferenced(head);
2289         return 1;
2290 }
2291
2292 static int gup_huge_pud(pud_t orig, pud_t *pudp, unsigned long addr,
2293                         unsigned long end, unsigned int flags,
2294                         struct page **pages, int *nr)
2295 {
2296         struct page *head, *page;
2297         int refs;
2298
2299         if (!pud_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2300                 return 0;
2301
2302         if (pud_devmap(orig)) {
2303                 if (unlikely(flags & FOLL_LONGTERM))
2304                         return 0;
2305                 return __gup_device_huge_pud(orig, pudp, addr, end, flags,
2306                                              pages, nr);
2307         }
2308
2309         page = pud_page(orig) + ((addr & ~PUD_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2310         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2311
2312         head = try_grab_compound_head(pud_page(orig), refs, flags);
2313         if (!head)
2314                 return 0;
2315
2316         if (unlikely(pud_val(orig) != pud_val(*pudp))) {
2317                 put_compound_head(head, refs, flags);
2318                 return 0;
2319         }
2320
2321         *nr += refs;
2322         SetPageReferenced(head);
2323         return 1;
2324 }
2325
2326 static int gup_huge_pgd(pgd_t orig, pgd_t *pgdp, unsigned long addr,
2327                         unsigned long end, unsigned int flags,
2328                         struct page **pages, int *nr)
2329 {
2330         int refs;
2331         struct page *head, *page;
2332
2333         if (!pgd_access_permitted(orig, flags & FOLL_WRITE))
2334                 return 0;
2335
2336         BUILD_BUG_ON(pgd_devmap(orig));
2337
2338         page = pgd_page(orig) + ((addr & ~PGDIR_MASK) >> PAGE_SHIFT);
2339         refs = record_subpages(page, addr, end, pages + *nr);
2340
2341         head = try_grab_compound_head(pgd_page(orig), refs, flags);
2342         if (!head)
2343                 return 0;
2344
2345         if (unlikely(pgd_val(orig) != pgd_val(*pgdp))) {
2346                 put_compound_head(head, refs, flags);
2347                 return 0;
2348         }
2349
2350         *nr += refs;
2351         SetPageReferenced(head);
2352         return 1;
2353 }
2354
2355 static int gup_pmd_range(pud_t *pudp, pud_t pud, unsigned long addr, unsigned long end,
2356                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2357 {
2358         unsigned long next;
2359         pmd_t *pmdp;
2360
2361         pmdp = pmd_offset_lockless(pudp, pud, addr);
2362         do {
2363                 pmd_t pmd = READ_ONCE(*pmdp);
2364
2365                 next = pmd_addr_end(addr, end);
2366                 if (!pmd_present(pmd))
2367                         return 0;
2368
2369                 if (unlikely(pmd_trans_huge(pmd) || pmd_huge(pmd) ||
2370                              pmd_devmap(pmd))) {
2371                         /*
2372                          * NUMA hinting faults need to be handled in the GUP
2373                          * slowpath for accounting purposes and so that they
2374                          * can be serialised against THP migration.
2375                          */
2376                         if (pmd_protnone(pmd))
2377                                 return 0;
2378
2379                         if (!gup_huge_pmd(pmd, pmdp, addr, next, flags,
2380                                 pages, nr))
2381                                 return 0;
2382
2383                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pmd_val(pmd))))) {
2384                         /*
2385                          * architecture have different format for hugetlbfs
2386                          * pmd format and THP pmd format
2387                          */
2388                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pmd_val(pmd)), addr,
2389                                          PMD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2390                                 return 0;
2391                 } else if (!gup_pte_range(pmd, addr, next, flags, pages, nr))
2392                         return 0;
2393         } while (pmdp++, addr = next, addr != end);
2394
2395         return 1;
2396 }
2397
2398 static int gup_pud_range(p4d_t *p4dp, p4d_t p4d, unsigned long addr, unsigned long end,
2399                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2400 {
2401         unsigned long next;
2402         pud_t *pudp;
2403
2404         pudp = pud_offset_lockless(p4dp, p4d, addr);
2405         do {
2406                 pud_t pud = READ_ONCE(*pudp);
2407
2408                 next = pud_addr_end(addr, end);
2409                 if (unlikely(!pud_present(pud)))
2410                         return 0;
2411                 if (unlikely(pud_huge(pud))) {
2412                         if (!gup_huge_pud(pud, pudp, addr, next, flags,
2413                                           pages, nr))
2414                                 return 0;
2415                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pud_val(pud))))) {
2416                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pud_val(pud)), addr,
2417                                          PUD_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2418                                 return 0;
2419                 } else if (!gup_pmd_range(pudp, pud, addr, next, flags, pages, nr))
2420                         return 0;
2421         } while (pudp++, addr = next, addr != end);
2422
2423         return 1;
2424 }
2425
2426 static int gup_p4d_range(pgd_t *pgdp, pgd_t pgd, unsigned long addr, unsigned long end,
2427                          unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2428 {
2429         unsigned long next;
2430         p4d_t *p4dp;
2431
2432         p4dp = p4d_offset_lockless(pgdp, pgd, addr);
2433         do {
2434                 p4d_t p4d = READ_ONCE(*p4dp);
2435
2436                 next = p4d_addr_end(addr, end);
2437                 if (p4d_none(p4d))
2438                         return 0;
2439                 BUILD_BUG_ON(p4d_huge(p4d));
2440                 if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(p4d_val(p4d))))) {
2441                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(p4d_val(p4d)), addr,
2442                                          P4D_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2443                                 return 0;
2444                 } else if (!gup_pud_range(p4dp, p4d, addr, next, flags, pages, nr))
2445                         return 0;
2446         } while (p4dp++, addr = next, addr != end);
2447
2448         return 1;
2449 }
2450
2451 static void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2452                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2453 {
2454         unsigned long next;
2455         pgd_t *pgdp;
2456
2457         pgdp = pgd_offset(current->mm, addr);
2458         do {
2459                 pgd_t pgd = READ_ONCE(*pgdp);
2460
2461                 next = pgd_addr_end(addr, end);
2462                 if (pgd_none(pgd))
2463                         return;
2464                 if (unlikely(pgd_huge(pgd))) {
2465                         if (!gup_huge_pgd(pgd, pgdp, addr, next, flags,
2466                                           pages, nr))
2467                                 return;
2468                 } else if (unlikely(is_hugepd(__hugepd(pgd_val(pgd))))) {
2469                         if (!gup_huge_pd(__hugepd(pgd_val(pgd)), addr,
2470                                          PGDIR_SHIFT, next, flags, pages, nr))
2471                                 return;
2472                 } else if (!gup_p4d_range(pgdp, pgd, addr, next, flags, pages, nr))
2473                         return;
2474         } while (pgdp++, addr = next, addr != end);
2475 }
2476 #else
2477 static inline void gup_pgd_range(unsigned long addr, unsigned long end,
2478                 unsigned int flags, struct page **pages, int *nr)
2479 {
2480 }
2481 #endif /* CONFIG_HAVE_FAST_GUP */
2482
2483 #ifndef gup_fast_permitted
2484 /*
2485  * Check if it's allowed to use get_user_pages_fast_only() for the range, or
2486  * we need to fall back to the slow version:
2487  */
2488 static bool gup_fast_permitted(unsigned long start, unsigned long end)
2489 {
2490         return true;
2491 }
2492 #endif
2493
2494 static int __gup_longterm_unlocked(unsigned long start, int nr_pages,
2495                                    unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2496 {
2497         int ret;
2498
2499         /*
2500          * FIXME: FOLL_LONGTERM does not work with
2501          * get_user_pages_unlocked() (see comments in that function)
2502          */
2503         if (gup_flags & FOLL_LONGTERM) {
2504                 mmap_read_lock(current->mm);
2505                 ret = __gup_longterm_locked(current->mm,
2506                                             start, nr_pages,
2507                                             pages, NULL, gup_flags);
2508                 mmap_read_unlock(current->mm);
2509         } else {
2510                 ret = get_user_pages_unlocked(start, nr_pages,
2511                                               pages, gup_flags);
2512         }
2513
2514         return ret;
2515 }
2516
2517 static unsigned long lockless_pages_from_mm(unsigned long start,
2518                                             unsigned long end,
2519                                             unsigned int gup_flags,
2520                                             struct page **pages)
2521 {
2522         unsigned long flags;
2523         int nr_pinned = 0;
2524         unsigned seq;
2525
2526         if (!IS_ENABLED(CONFIG_HAVE_FAST_GUP) ||
2527             !gup_fast_permitted(start, end))
2528                 return 0;
2529
2530         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
2531                 seq = raw_read_seqcount(&current->mm->write_protect_seq);
2532                 if (seq & 1)
2533                         return 0;
2534         }
2535
2536         /*
2537          * Disable interrupts. The nested form is used, in order to allow full,
2538          * general purpose use of this routine.
2539          *
2540          * With interrupts disabled, we block page table pages from being freed
2541          * from under us. See struct mmu_table_batch comments in
2542          * include/asm-generic/tlb.h for more details.
2543          *
2544          * We do not adopt an rcu_read_lock() here as we also want to block IPIs
2545          * that come from THPs splitting.
2546          */
2547         local_irq_save(flags);
2548         gup_pgd_range(start, end, gup_flags, pages, &nr_pinned);
2549         local_irq_restore(flags);
2550
2551         /*
2552          * When pinning pages for DMA there could be a concurrent write protect
2553          * from fork() via copy_page_range(), in this case always fail fast GUP.
2554          */
2555         if (gup_flags & FOLL_PIN) {
2556                 if (read_seqcount_retry(&current->mm->write_protect_seq, seq)) {
2557                         unpin_user_pages(pages, nr_pinned);
2558                         return 0;
2559                 }
2560         }
2561         return nr_pinned;
2562 }
2563
2564 static int internal_get_user_pages_fast(unsigned long start,
2565                                         unsigned long nr_pages,
2566                                         unsigned int gup_flags,
2567                                         struct page **pages)
2568 {
2569         unsigned long len, end;
2570         unsigned long nr_pinned;
2571         int ret;
2572
2573         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & ~(FOLL_WRITE | FOLL_LONGTERM |
2574                                        FOLL_FORCE | FOLL_PIN | FOLL_GET |
2575                                        FOLL_FAST_ONLY)))
2576                 return -EINVAL;
2577
2578         if (gup_flags & FOLL_PIN)
2579                 atomic_set(&current->mm->has_pinned, 1);
2580
2581         if (!(gup_flags & FOLL_FAST_ONLY))
2582                 might_lock_read(&current->mm->mmap_lock);
2583
2584         start = untagged_addr(start) & PAGE_MASK;
2585         len = nr_pages << PAGE_SHIFT;
2586         if (check_add_overflow(start, len, &end))
2587                 return 0;
2588         if (unlikely(!access_ok((void __user *)start, len)))
2589                 return -EFAULT;
2590
2591         nr_pinned = lockless_pages_from_mm(start, end, gup_flags, pages);
2592         if (nr_pinned == nr_pages || gup_flags & FOLL_FAST_ONLY)
2593                 return nr_pinned;
2594
2595         /* Slow path: try to get the remaining pages with get_user_pages */
2596         start += nr_pinned << PAGE_SHIFT;
2597         pages += nr_pinned;
2598         ret = __gup_longterm_unlocked(start, nr_pages - nr_pinned, gup_flags,
2599                                       pages);
2600         if (ret < 0) {
2601                 /*
2602                  * The caller has to unpin the pages we already pinned so
2603                  * returning -errno is not an option
2604                  */
2605                 if (nr_pinned)
2606                         return nr_pinned;
2607                 return ret;
2608         }
2609         return ret + nr_pinned;
2610 }
2611
2612 /**
2613  * get_user_pages_fast_only() - pin user pages in memory
2614  * @start:      starting user address
2615  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2616  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2617  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2618  *              Should be at least nr_pages long.
2619  *
2620  * Like get_user_pages_fast() except it's IRQ-safe in that it won't fall back to
2621  * the regular GUP.
2622  * Note a difference with get_user_pages_fast: this always returns the
2623  * number of pages pinned, 0 if no pages were pinned.
2624  *
2625  * If the architecture does not support this function, simply return with no
2626  * pages pinned.
2627  *
2628  * Careful, careful! COW breaking can go either way, so a non-write
2629  * access can get ambiguous page results. If you call this function without
2630  * 'write' set, you'd better be sure that you're ok with that ambiguity.
2631  */
2632 int get_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
2633                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2634 {
2635         int nr_pinned;
2636         /*
2637          * Internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set FOLL_GET,
2638          * because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount" request.
2639          *
2640          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
2641          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
2642          */
2643         gup_flags |= FOLL_GET | FOLL_FAST_ONLY;
2644
2645         nr_pinned = internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags,
2646                                                  pages);
2647
2648         /*
2649          * As specified in the API description above, this routine is not
2650          * allowed to return negative values. However, the common core
2651          * routine internal_get_user_pages_fast() *can* return -errno.
2652          * Therefore, correct for that here:
2653          */
2654         if (nr_pinned < 0)
2655                 nr_pinned = 0;
2656
2657         return nr_pinned;
2658 }
2659 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast_only);
2660
2661 /**
2662  * get_user_pages_fast() - pin user pages in memory
2663  * @start:      starting user address
2664  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2665  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2666  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2667  *              Should be at least nr_pages long.
2668  *
2669  * Attempt to pin user pages in memory without taking mm->mmap_lock.
2670  * If not successful, it will fall back to taking the lock and
2671  * calling get_user_pages().
2672  *
2673  * Returns number of pages pinned. This may be fewer than the number requested.
2674  * If nr_pages is 0 or negative, returns 0. If no pages were pinned, returns
2675  * -errno.
2676  */
2677 int get_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2678                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2679 {
2680         if (!is_valid_gup_flags(gup_flags))
2681                 return -EINVAL;
2682
2683         /*
2684          * The caller may or may not have explicitly set FOLL_GET; either way is
2685          * OK. However, internally (within mm/gup.c), gup fast variants must set
2686          * FOLL_GET, because gup fast is always a "pin with a +1 page refcount"
2687          * request.
2688          */
2689         gup_flags |= FOLL_GET;
2690         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
2691 }
2692 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_user_pages_fast);
2693
2694 /**
2695  * pin_user_pages_fast() - pin user pages in memory without taking locks
2696  *
2697  * @start:      starting user address
2698  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2699  * @gup_flags:  flags modifying pin behaviour
2700  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2701  *              Should be at least nr_pages long.
2702  *
2703  * Nearly the same as get_user_pages_fast(), except that FOLL_PIN is set. See
2704  * get_user_pages_fast() for documentation on the function arguments, because
2705  * the arguments here are identical.
2706  *
2707  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
2708  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for further details.
2709  */
2710 int pin_user_pages_fast(unsigned long start, int nr_pages,
2711                         unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2712 {
2713         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2714         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2715                 return -EINVAL;
2716
2717         gup_flags |= FOLL_PIN;
2718         return internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags, pages);
2719 }
2720 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast);
2721
2722 /*
2723  * This is the FOLL_PIN equivalent of get_user_pages_fast_only(). Behavior
2724  * is the same, except that this one sets FOLL_PIN instead of FOLL_GET.
2725  *
2726  * The API rules are the same, too: no negative values may be returned.
2727  */
2728 int pin_user_pages_fast_only(unsigned long start, int nr_pages,
2729                              unsigned int gup_flags, struct page **pages)
2730 {
2731         int nr_pinned;
2732
2733         /*
2734          * FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. Note that the API
2735          * rules require returning 0, rather than -errno:
2736          */
2737         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2738                 return 0;
2739         /*
2740          * FOLL_FAST_ONLY is required in order to match the API description of
2741          * this routine: no fall back to regular ("slow") GUP.
2742          */
2743         gup_flags |= (FOLL_PIN | FOLL_FAST_ONLY);
2744         nr_pinned = internal_get_user_pages_fast(start, nr_pages, gup_flags,
2745                                                  pages);
2746         /*
2747          * This routine is not allowed to return negative values. However,
2748          * internal_get_user_pages_fast() *can* return -errno. Therefore,
2749          * correct for that here:
2750          */
2751         if (nr_pinned < 0)
2752                 nr_pinned = 0;
2753
2754         return nr_pinned;
2755 }
2756 EXPORT_SYMBOL_GPL(pin_user_pages_fast_only);
2757
2758 /**
2759  * pin_user_pages_remote() - pin pages of a remote process
2760  *
2761  * @mm:         mm_struct of target mm
2762  * @start:      starting user address
2763  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2764  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2765  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2766  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2767  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2768  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
2769  *              Or NULL if the caller does not require them.
2770  * @locked:     pointer to lock flag indicating whether lock is held and
2771  *              subsequently whether VM_FAULT_RETRY functionality can be
2772  *              utilised. Lock must initially be held.
2773  *
2774  * Nearly the same as get_user_pages_remote(), except that FOLL_PIN is set. See
2775  * get_user_pages_remote() for documentation on the function arguments, because
2776  * the arguments here are identical.
2777  *
2778  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
2779  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
2780  */
2781 long pin_user_pages_remote(struct mm_struct *mm,
2782                            unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2783                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2784                            struct vm_area_struct **vmas, int *locked)
2785 {
2786         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2787         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2788                 return -EINVAL;
2789
2790         gup_flags |= FOLL_PIN;
2791         return __get_user_pages_remote(mm, start, nr_pages, gup_flags,
2792                                        pages, vmas, locked);
2793 }
2794 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_remote);
2795
2796 /**
2797  * pin_user_pages() - pin user pages in memory for use by other devices
2798  *
2799  * @start:      starting user address
2800  * @nr_pages:   number of pages from start to pin
2801  * @gup_flags:  flags modifying lookup behaviour
2802  * @pages:      array that receives pointers to the pages pinned.
2803  *              Should be at least nr_pages long. Or NULL, if caller
2804  *              only intends to ensure the pages are faulted in.
2805  * @vmas:       array of pointers to vmas corresponding to each page.
2806  *              Or NULL if the caller does not require them.
2807  *
2808  * Nearly the same as get_user_pages(), except that FOLL_TOUCH is not set, and
2809  * FOLL_PIN is set.
2810  *
2811  * FOLL_PIN means that the pages must be released via unpin_user_page(). Please
2812  * see Documentation/core-api/pin_user_pages.rst for details.
2813  */
2814 long pin_user_pages(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2815                     unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2816                     struct vm_area_struct **vmas)
2817 {
2818         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2819         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2820                 return -EINVAL;
2821
2822         gup_flags |= FOLL_PIN;
2823         return __gup_longterm_locked(current->mm, start, nr_pages,
2824                                      pages, vmas, gup_flags);
2825 }
2826 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages);
2827
2828 /*
2829  * pin_user_pages_unlocked() is the FOLL_PIN variant of
2830  * get_user_pages_unlocked(). Behavior is the same, except that this one sets
2831  * FOLL_PIN and rejects FOLL_GET.
2832  */
2833 long pin_user_pages_unlocked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2834                              struct page **pages, unsigned int gup_flags)
2835 {
2836         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2837         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2838                 return -EINVAL;
2839
2840         gup_flags |= FOLL_PIN;
2841         return get_user_pages_unlocked(start, nr_pages, pages, gup_flags);
2842 }
2843 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_unlocked);
2844
2845 /*
2846  * pin_user_pages_locked() is the FOLL_PIN variant of get_user_pages_locked().
2847  * Behavior is the same, except that this one sets FOLL_PIN and rejects
2848  * FOLL_GET.
2849  */
2850 long pin_user_pages_locked(unsigned long start, unsigned long nr_pages,
2851                            unsigned int gup_flags, struct page **pages,
2852                            int *locked)
2853 {
2854         /*
2855          * FIXME: Current FOLL_LONGTERM behavior is incompatible with
2856          * FAULT_FLAG_ALLOW_RETRY because of the FS DAX check requirement on
2857          * vmas.  As there are no users of this flag in this call we simply
2858          * disallow this option for now.
2859          */
2860         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_LONGTERM))
2861                 return -EINVAL;
2862
2863         /* FOLL_GET and FOLL_PIN are mutually exclusive. */
2864         if (WARN_ON_ONCE(gup_flags & FOLL_GET))
2865                 return -EINVAL;
2866
2867         gup_flags |= FOLL_PIN;
2868         return __get_user_pages_locked(current->mm, start, nr_pages,
2869                                        pages, NULL, locked,
2870                                        gup_flags | FOLL_TOUCH);
2871 }
2872 EXPORT_SYMBOL(pin_user_pages_locked);